Привод скважинных штанговых насосов

Изобретение предназначено для использования в нефтегазодобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в одной скважине двумя плунжерными насосами. Привод выполнен в виде мачты на вершине которой установлены вал с жестко насаженными барабанами с закрепленными на них одним концом канатами, образующих канатные пары. Одним концом одна канатная пара соединена с первой подвеской, друга - со второй подвеской, третья - с противовесом, четвертая - с кривошипом редуктора. Для изменения длины хода колонны штанг диаметры шкивов, соответствующих подвескам, подбирают как отношение длин хода колонны штанг. Устройство позволяет увеличить длину хода подвесок и в некоторых случаях превосходит по этому параметру станки-качалки. Уменьшена металлоемкость оборудования. 1п. ф. 2ил.

Приложение 2 к решению о выдаче по заявке 2009119094/06

Привод скважинных штанговых насосов

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к техническим средствам для подъема жидкости из скважин при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в одной скважине двумя штанговыми насосами.

Известен привод скважинного штангового насоса», выполненный в виде станка-качалки, содержащий на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий редуктор с кривошипом, мачту, на вершине которой на общем валу установлены жестко соединенные между собой барабаны с закрепленными на них одним концом канатами, образующих три канатные пары, причем другим концом одна канатная пара соединена с подвеской, другая канатная пара соединена со второйподвеской, а третья канатная пара соединена с противовесом, причем отношение диаметров барабанов равно отношению длины ходов колонн штанг. (RU 2351802 С1, 10.04.2009,)

Недостатками привода являются малая длина хода штанг и большая металлоемкость.

Задача, поставленная в настоящей полезной модели, состоит в увеличении длины хода штанг и уменьшение металлоемкости.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что привод скважинных штанговых насосов, содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий редуктор с кривошипом, мачту, на вершину которой на общем валу установлены жестко соединенные между собой барабаны с закрепленными на них одним концом канатами, образующих три канатные пары, причем другим концом одна канатная пара соединена с первой подвеской, другая канатная пара соединена со второй подвеской, третья канатная пара соединена с противовесом, а отношение диаметров равно отношению длины ходов колонн штанг, дополнительно содержит два барабана жестко насаженные на общий вал, каждый из которых, содержит канат, один конец которого закреплен на барабане, а другой шарнирно соединен с кривошипом.

На фиг.1 изображен привод, вид сбоку.

На фиг.2 - вид спереди.

Привод содержит установленное на железобетонной плите 1 основание 2 с регулируемой опорой 3, раму 4, с размещенным на ней редуктором 5, приводимый в движение двигателем 6, мачту 7, на вершине которой размещен вал 8 с жестко насаженными барабанами 9, 9а, 10, 11, на которых закреплены концы канатных пар 12, 12а, 13, 14, связанных вторыми концами соответственно с подвесками 15, 15а, противовесом 16 и кривошипом 17, посредством шарнира 18. Привод содержит регулировочные механизмы 19 и 20.

Устройство работает следующим образом:

Предварительно подготавливают площадку перед скважиной для установки привода. После доставки и сборки привод устанавливают на железобетонную плиту 1. Канатную пару 12 одним концом закрепляют на барабане 9 имеющий наибольший диаметр, а вторым концом соединяют с подвеской 15, имеющую большую длину хода. Канатную пару 12а одним концом закрепляют на барабане 9а, а вторым концом соединяют с подвеской 15а. Канатную пару 13 одним концом закрепляют на барабане 10, а вторым концом соединяют с противовесом 16. Канаты 14 одним концом закрепляют на барабанах 11, другим концом соединяют с соответствующими кривошипами 17. Посредством регулировочных механизмов 19 и 20 привод устанавливают таким образом, чтобы канатные пары 12 и 12а находились строго над подвесками 15 и 15а соответственно. Барабаны 9, 9а, 10 и 11 необходимого диаметра устанавливаются заранее.

Соотношение диаметров 9 и 9а должны удовлетворять следующему выражению (1):

D/d-=S/s, (1)

где, D - диаметр барабана, связанного с подвеской, имеющей большую длину хода, м;

d - диаметр барабана, связанного с подвеской имеющей меньшую длину хода, м;

S - длина хода подвески, большая, м;

s - длина хода подвески, меньшая, м;

Например: Длина хода подвески 15 равна S=6M, диаметр соответствующего барабана D=0,84 м, длина хода подвески 15а должна быть s=4 м, тогда диаметр меньшего барабана будет равен:

d=0.84 × 4/6=0.56 м.

Вес противовеса 16 можно вычислить по формуле (2):

Pпр(D*Pmin+d*Pmin,a)/Dпр, H (2)

где, Pmin - наименьшая нагрузка на подвеске большей длины хода, H;

Pmin,a - наименьшая нагрузка на подвеске меньшей длины хода, H;

Dпр - диаметр барабана, связанного с противовесом, м. Например: Pmin=36064H, Pmin,a=17652H, Dпр=0,8 м, тогда Рпр будет меньше или равно:

Рпр**(0,84 × 36064+0,56 * 17652)/0,850223,6 H

Диаметр барабанов 11, связанных с кривошипами можно вычислить по формуле (3):

Dкр=2*Rкр*D/S (3) где, Ккр - радиус кривошипа, м;

Dкр - диаметр барабанов, связанных с кривошипами, м;

Например: Ккр=1,5 м, D=0,84M S=6 м

Dкр=2*1,5*0,84/6=0,42 м

Уравновешивание кривошипа осуществляется известным способом, но при этом необходимо учитывать что максимальная нагрузки на кривошип вычисляются по формуле (4):

Рmax,к=(D*Pmax+d*Pmax,a - Dпр*Pпр)/Dкр, H (4)

Например: Рmах=59584Н, Рmах.а=35292Н, тогда максимальная нагрузка на кривошип будет равна:

Рmах,к=(0,84*59584+0,56*35292-0,8*50223,6)/0,42=70560H

После завершения установки и регулировки привода запускается двигатель 6. При ходе кривошипа 17 вниз раскручивается барабан 11, вращая при этом вал 8. Так как суммарный момент сил, приложенный к барабанам 9 и 9а, частично уравновешен противовесом 16, то достаточно приложить незначительное усилие на барабан 11, чтобы обеспечить подъем подвесок 15, 15 а. При вращении барабанов происходит намотка на них соответствующих канатных пар. При ходе кривошипа вверх суммарный момент сил, создаваемый колоннами штанг, больше момента сил создаваемый противовесом, при этом штанги опускаются вниз, разматывая канатные пары 12, 12а со шкивов 9, 9а и наматывая при этом канатные пары 13 и 14 на барабаны 10 и 11, поднимая противовес 16. Далее процесс повторяется.

Привод скважинных штанговых насосов данной конструкции позволяет увеличить длину хода колонн штанг при одновременной эксплуатации двух пластов в одной скважине двумя штанговыми насосами, при этом интенсивность отбора можно регулировать индивидуально для каждого насоса изменением диаметров барабанов

Привод скважинных штанговых насосов, содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий редуктор с кривошипом, мачту, на вершине которой на общем валу установлены жестко соединенные между собой барабаны с закрепленными на них одним концом канатами, образующих три канатные пары, причем другим концом одна канатная пара соединена с подвеской, другая канатная пара соединена со второй подвеской, третья канатная пара соединена с противовесом, а отношение диаметров барабанов равно отношению длины ходов колонн штанг, отличающийся тем, что привод дополнительно содержит два барабана жестко насаженные на общий вал, каждый из которых содержит канат, один конец которого закреплен на барабане, а другой шарнирно соединен с кривошипом.