Безбалансирний ланцюговий привід для заглибних поршневих насосів

Винахід відноситься до буріння свердловин, зокрема до видобутку рідинних та газоподібних текучи х середовищ з бурових свердловин, а також, зокрема до насосів та насосних установок для піднімання рідин з великих глибин з свердловин. Відома гідроприводна глибинно-насосна установка А.Г. Молчанова та Г.В. Молчанова [Пилипец В.Й. Насоси для подъема жидкости: Учебное пособие. - Донецк: 2000, 118-119с.], яка відрізняється тим що з метою плунжера та полегшення монтажу установки на гирлі свердловини, шток приводного циліндра виконаний порожнистий та у його порожнечі розміщується гнучкий елемент у вигляді ланцюга, з'єднуючий верхню частину штока приводу з веденою зірочкою, яка жорстко поєднана з шківом, на який намотаний гнучкий елемент у вигляді канату, що з'єднує плунжер насоса з приводом. Гідравлічні качалки мають недоліком те, що для їх до урівноваження необхідно мати набір врівноважуючих циліндрів з поршнями різноманітних діаметрів, котрі складні у виготовленні та дорого коштують. Найбільш близьким до пропонуємої конструкції приводу є безбалансирний ланцюговий привод занурювального штангового насосу [А.с. СРСР №985419, "Бюллетень изобретений, открытий..." №48, 1982г.], до складу якого входять: двухланцюгова передача, гілки котрої зв'язані поміж собою хрестовиною до вільних кінцівок якої з одного боку за допомогою гнучкої тяги приєднана колона насосних штанг, а з другого боку, також, за допомогою гнучкого елементу приєднаний контрвантаж. Недоліками цього приводу є: - безперервність зворотно-поступового руху гн учкої тяги, яка зв'язана через хрестовину з гілками приводних ланцюгів не може забезпечити синхронізації по напрямку динамічних навантажень на елементи приводу; - для забезпечення сталого (безколивального) руху гн учкої тяги по направляючої зірочки, яка розташована над гирлом свердловини, необхідно виконувати додаткові монтажні регулювання. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення ланцюгового приводу для занурювальних поршневих насосів, в якому завдяки іншого конструктивного виконання окремих елементів досягається зниження динамічних перевантажень, які збільшуються з ростом глибин свердловин, шляхом можливості самозбалансування системи в період зупинок трансмісії і, за рахунок цього, поліпшення експлуатаційних характеристик приводу в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому безбалансирному ланцюговому приводі свердловинного штангового насосу, який включає ланцюгові передачі з парами обхоплюємих ланцюгами ведених та ведучи х зірочок, останні з котрих встановлені співвісно, та гнучку тягу, яка зв'язана з колоною штанг за допомогою проміжного елементу, при цьому діаметри ведучих та ведених зірочок виконано неоднаковими - згідно з винаходом, введено амортизатор, а ведучі та ведені зірочки виконано відповідно однаковими, які рухомо зв'язані між собою та проміжним елементом, з можливістю періодичних та почергових зупинок під час реверсу зворотнопоступового руху, крім того проміжний елемент, в свою чергу зв'язаний через амортизатор з вантаженою гілкою трансмісії. На Фіг.1 зображено загальний вигляд збоку безбалансирного ланцюгового приводу для занурювальних поршневих насосів, який розрізаний по вертикальній вісі симетрії, а на Фіг.2 зображено вигляд приводу спереду. Безбалансирний ланцюговий привод для занурювальних поршневих насосів складається з перетворюючого механізму, розташованого на земній поверхні та трансмісії, яка з'єднує його з виконавчим механізмом (занурювальним поршневим насосом). У свою чергу до складу перетворюючого механізму входять: двигун 1; муфта зчеплення 2; коробка швидкостей 3; ведучі зірочки 4; ведені зірочки 5, які зв'язані між собою нескінченними вантажними ланцюгами 6, що натягуються до потреби пристроями 8. Поміж паралельно розташованих ланцюгів приводу розміщуються поводки 12, які шарнірно приєднані до симетричних ланок ланцюгів 6 на одноімених гілках приводу, та шарнірно зв'язані між собою хрестовиною 7. Трансмісія приводу складається з штанги 14, яка рухомо фіксується у направляючих 13, та жорстко приєднується до хрестовини 7, яка у свою чергу шарнірно приєднується до поводків 12. Штанга 14 з одного кінця жорстко з'єднується з амортизатором 15, а з другого кінця, шарнірно, через хрестовину 7 з канатом 10, що перекинутий через блок 9, та поєднаний з контрвантажем 11, який призначається для збалансування статичних навантажень на елементи приводу. З вільного кінця до амортизатору 15 приєднується приводний канат 16, або штанги занурювального поршневого насоса розташованого у свердловині. Робота пропонуємого безбалансирного ланцюгового приводу здійснюється наступним чином. Обертальний рух від первинного двигуна 1 (електричного, внутрішнього згорання та інш.) через муфту зчеплення 2 та коробку швидкостей 3 передається на ведучі зірочки 4 за допомогою ланцюгової або іншої передачі (муфти). Ланцюги обох гілок приводу синхронно обертаючись навколо ведучих 4 та ведених зірочок 5 примушують рухатись приєднані до них поводоки 12 та хрестовину 7, яка у свою чергу пересуває зворотнопоступово штангу 14 у нерухомих направляючих 13. Приєднані до штанги 14 амортизатор 15, а також приводний 16 та контрвантажевий 10 канати також рухаються зворотно-поступово. При цьому поводки 12, що з'єднані з ланцюгами 6 та хрестовиною 7, рухаються рівномірно та поступово між точками А-Б у прямому, та Б*-А* у зворотному напрямках. При проходженні ланцюгів 6 та поводків 12 поміж точками А*-А та Б-Б* хрестовина 7 та штанга 14 залишаються нерухомими завдяки шарнірному з'єднанню між ними. Для того щоб уникнути миттєвого стрибкового зростання швидкості та пов'язаних з цим динамічних навантажень у нижній мертвій точці А (від нуля до максимуму) в кінематичну схему включено амортизатор 15, який в стартовий момент поглинає енергію динамічних навантажень, а потім в процесі руху поступово віддає з'акумульовану енергію. При реверсі зворотнопоступового руху у верхній мертвій точці (відрізок Б-Б*) роль амортизатора виконує зустрічний потік перекачуємої рідини. Решта інших елементів приводу рухаються зворотно-поступово у те хнологічному режимі, який забезпечують їм попередні елементи приводу. Необхідний робочий хід поршня занурювального насосу встановлюється між центровою відстанню при монтажу ведучи х та ведених зірочок приводу. Таким чином конструктивне виконання поводків 12 та хрестовини 7, а також наявність амортизатора 15 дають змогу зменшити величину динамічних перевантажень на елементи приводу за рахунок можливості самозбалансування системи приводу під час зупинок трансмісії при реверсі зворотно-поступового руху, що здійснюються при безперервному обертальному русі. Ці обставини поліпшують експлуатаційні характеристики роботи приводу, особливо при зростанні глибин видобутку рідинних корисних копалин з свердловин.