Вращатель штанговой колонны вшк8

Вращатель штанговой колонны ВШК8 предназначен для вращения штанговой колонны в насосных установках для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин с приводным устройством, расположенном на поверхности земли, станками-качалками. Вращатель штанговой колонны ВШК8 содержит герметичный корпус, с уплотнением неподвижных соединений прокладками или резиновыми кольцами, а подвижных самоподжимными манжетами, заполненный жидким всесезонным маслом для гипоидных передач, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка-качалки и механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны. Этот механизм содержит седло один конец которого выполнен в виде конической фрикционной полумуфты, а второй оборудован закаленными стальными сухарями, червячную передачу с червячным колесом, имеющим элемент соединения с седлом в виде ответной конической фрикционной полумуфты, и храповой механизм с плавающей собачкой. За счет герметичного исполнения корпуса, уплотнения подвижных и неподвижных соединений, заполнения его жидким всесезонным маслом для гипоидных передач достигается долговечная и безотказная работа Вращателя штанговой колонны ВШК8 при эксплуатации до минус 45 градусов. За счет использования закаленных стальных сухарей для соединения седла с корпусом зажима сальникого штока штанговой колонны и использования конической фрикционной муфты для соединения седла с червячным колесом достигается увеличение крутящего момента, передаваемого на штанговую колонну Вращателем штанговой колонны ВШК8.

Настоящее устройство относится к механизмам насосных установок для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин, с приводным устройством, расположенным на поверхности земли, точнее к вращателям штанговой колоны (штанговращателям), и предназначено для использования со станками-качалками.

Из предшествующего уровня техники известен штанговращатель (а.с. СССР 1767224), содержащий ведомую шестерню, жестко связанную с колонной насосно-компрессорных труб, ведущую шестерню, установленную на колонне штанг с возможностью вращательного и поступательного движения относительно ее продольной оси, а также полумуфт сцепления, одна из которых закреплена на торцовой поверхности ведущей шестерни, а другая - неподвижно на верхней головке насосной штанги. Штанговращатель располагается ниже устьевого уплотнения колонны штанг.

Недостатком такого штанговращателя является сложность его монтажа и обслуживания при эксплуатации.

Известен штанговращатель, содержащий корпус с крышкой, имеющий узел соединения с колонной штанг, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка-качалки и механизма преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки. Механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки выполнен в виде кулачкового вала и храпового механизма, колесо которого соединено с крышкой штанговращателя. Штанговращатель подвешивается на балансире и располагается выше устья скважины (рекламный проспект штанговращателя Пат Уэлл PW 252, изготовитель «Позитив Акшн Тул Вестерн Лтд», г. Калгари и г. Эдмонтон, штат Альберта, Канада).

Такое расположение штанговращателя обеспечивает доступ к нему и упрощает его монтаж и обслуживание при эксплуатации скважины.

Однако при эксплуатации происходит значительный износ основных узлов и деталей такого штанговращателя. Это объясняется тем, что основные детали механизма преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки, а именно храповое колесо и взаимодействующая с ним собачка имеют, при заданных габаритах штанговращателя, ограниченные размеры, а следовательно ограниченную площадь контакта, что и приводит к их быстрому износу.

Наиболее близким к заявляемому, и принятым нами в качестве прототипа, является штанговращатель ШВ-08-01 ОАО «Буланашский машзавод», содержащий корпус с подвижной крышкой, имеющий узел соединения с колонной штанг, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка качалки и механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки, содержащий храповой механизм и червячную передачу, колесо которой соединено с крышкой.

Наличие червячной передачи, преобразующей поворот оси рукоятки в поворот крышки, ось которой перпендикулярна оси рукоятки, несколько повышает долговечность и надежность работы штанговращателя за счет увеличения площади контакта деталей червячной передачи и уменьшения их износа.

Однако долговечность, надежность и эффективность работы такого штанговращателя остается низкой из-за недостаточной защиты всех трущихся элементов от воздействия окружающей среды (пыль, песок, грязь и т.д.) и невозможности обеспечить качественную смазку всех трущихся поверхностей трансмиссионным всесезонным синтетическим маслом, эффективным при при температурах окружающей среды от +45 до -45 градусов.

Кроме того эффективность работы такого штанговращателя остается низкой так как он не обеспечивает гарантированное вращение штанговой колонны, оборудованной скребками и в искривленных скважинах, из-за невозможности обеспечить требуемую для этого величину крутящего момента.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении долговечности, надежности штанговращателя за счет уменьшения износа всех трущихся поверхностей при эксплуатации и повышении его эффективности за счет увеличения крутящего момента, обеспечивающего гарантированное вращение штанговой колоны.

Поставленная задача решается за счет усовершенствования штанговращателя, содержащего корпус с подвижной крышкой, имеющей узел соединения с колонной штанг, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка качалки и механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки, содержащий храповой механизм и червячную передачу, колесо которой соединено с крышкой.

Это усовершенствование заключается в том, что корпус штанговращателя ВШК8 выполнен герметичным, с уплотнением неподвижных соединений прокладками или резиновыми кольцами, а подвижных соединений самоподжимными манжетами.

Кроме того механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны содержит седло, один конец которого выполнен в виде конической фрикционной полумуфты, а второй оборудован закаленными стальными сухарями.

Кроме того элемент соединения червячного колеса с седлом выполнен в виде ответной конической фрикционной полумуфты.

Кроме того собачки храповых механизмов выполнены плавающими.

Кроме того корпус заполнен синтетическим всесезонным маслом для гипоидных передач.

Герметичный корпус, уплотнение всех подвижных соединений самоподжимными манжетами, а неподвижных соединений резиновыми кольцами и прокладками обеспечивает защиту всех трущихся поверхностей от вредных воздействий внешней среды (пыль, песок, влага и т.д.) и дает возможность использования жидкого трансмиссионного маслом для гипоидных передач.

Снабжения механизма преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колоны седлом, оборудованным закаленными стальными сухарями и соединенным конической фрикционной передачей с червячным колесом позволяет увеличить передаваемый крутящий момент на штанговую колонну.

Выполнение собачек храповых механизмов плавающими обеспечивает повышенную долговечность.

Смазка жидким синтетическим всесезонным маслом обеспечивает долговечную, безотказную работу всех трущихся поверхностей от плюс 45 до минус 45 градусов.

Представленные рисунки поясняют суть полезной модели, где на фиг. 1 изображен общий вид, а на фиг. 2 храповой механизм Вращателя штанговой колонны ВШК8.

Вращатель штанговой колоны ВШК8 содержит герметичный корпус 1 с уплотнением неподвижных соединений прокладками или резиновыми кольцами 2, а подвижных соединений самоподжимными манжетами 3, неподвижную крышку 4, рукоятку 5 с узлом соединения с балансиром станка-качалки (не показан) и механизм преобразования качательного движения рукоятки 5 в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны. Этот механизм содержит седло 6, один конец которого выполнен в виде конической фрикционной полумуфты, а второй оборудован закаленными стальными сухарями 7, червячное колесо 8, имеющее элемент соединения с седлом 6 в виде ответной конической фрикционной полумуфты, червяк 9, снабженный храповиками 10, собачками храповых механизмов 11 плавающего типа.

Вращатель штанговой колонны ВШК8 устанавливают на траверсе станка-качалки (не показан) выше устья скважины и соединяют его седло 6, при помощи стальных закаленных сухарей 7, с зажимом сальникого штока колонны штанг, а рукоятку 5 - с балансиром станка-качалки.

Вращатель штанговой колонны ВШК8 работает следующим образом.

При движении балансира станка-качалки вниз происходит поворот рукоятки 5 и через собачку храповика 11 поворот храповика 10, который передает крутящий момент червяку 9. Последний поворачивается вместе с находящимся с ним в зацеплении червячным колесом 8, которое через конические фрикционные полумуфты вращает седло 6 и соединенный с ним закаленными стальными сухарями 7 корпус зажима сальникого штока и штанговую колонну.

При движении балансира станка-качалки вверх рукоятка 5, под действием собственного веса, возвращается в исходное положение, собачка храповика 11 проскальзывает по храповику 10.

1. Штанговращатель, содержащий корпус с крышкой, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка-качалки и механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны, содержащий червячную передачу и храповой механизм, отличающийся тем, что корпус штанговращателя выполнен герметичным с уплотнением неподвижных соединений прокладками или резиновыми кольцами, а подвижных соединений самоподжимными манжетами.

2. Штанговращатель по п. 1, отличающийся тем, что механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны содержит седло, один конец которого выполнен в виде конической фрикционной полумуфты, а второй оборудован закаленными стальными сухарями.

3. Штанговращатель по п. 2, отличающийся тем, что элемент соединения червячного колеса с седлом выполнен в виде ответной конической фрикционной полумуфты.

4. Штанговращатель по п. 3, отличающийся тем, что собачки храповых механизмов выполнены плавающими.

5. Штанговращатель по п. 4, отличающийся тем, что корпус заполнен синтетическим всесезонным маслом для гипоидных передач.

РИСУНКИ