Привід свердловинного штангового насосу

1 ПРИВОД СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА, содержащий размещенные на стойке редуктор с кривошипами на ведомом валу и направляющие шкивы Фиг t с перкинутыми через них гибкими звеньями, один конец каждого из которых связан с подвеской колонны штанг, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и КПД, каждый кривошип снабжен по меньшей мере оаним свободно вращающимся относительно своей оси натяжным шкивом, охваченным гибким звеном с V-oG разным расположением его ветви 2 Привод по п 1, отличающийся тем, что кривошип снабжен установленным на нем брусом, на котором расположен натяж ной шкив 3 Привод по п 1, отличающийся тем, что брус жестко связан с кривошипом 4 Привод по п 1, отличающийся гем, что брус установлен на кривошипе с воз можностью поворота і 1106922 Изобретение касается техники добычи Причем кривошип снабжен установленнефти, в частности привода скважинных ным на нем брусом, на котором размещены штанговых насосов, и может быть испольнатяжные шкивы. зовано преимущественно в нефтяной проПри этом брус либо жестко связан с мышленности. кривошипом, либо установлен на кривошипе, 5 Известен привод скважинного штанговос возможностью поворота. го насоса, преобразующий механизм котороНа фиг. 1 схематично представлен привод го состоит из реверсивного барабана с прискважинного штангового насоса с передним крепленными к нему и намотанными в протирасположением приводных гибких звеньев, воположные стороны двумя гибкими звеньяобщий вид; на фиг. 2 — то же, с верхним ми, к одному из которых подвешена колонна *° расположением гибких звеньев. штанг, связанная с плунжером, а к другомуПривод скважинного штангового насоса противовесы, причем реверсирование барабасодержит размещенные на стойке 1 редукна осуществлено как с помощью специальтор 2 с L-образными кривошипами 3 на веных автоматических реверсирующих устдомом валу (не обозначен} и направляющие ройств, так и посредством реверсирования j 5 шкивы 4 с перекинутыми через них гибкими самого двигателя [1]. звеньями 5, один конец каждого из которых связан с подвеской 6 колонны штанг. КажНедостатком известного привода сквадый из L-образных кривошипов 3 снабжен жинного штангового насоса является низкая по меньшей мере одним свободно вращаюнадежность, обусловленная малыми сроками щимся вокруг своей оси натяжным шкивом 1} службы гибких звеньев (канатов) и сложностью конструкции реверсирующих уст- 20 охваченным гибким звеном 5 с V-образным расположением его ветви 8, конец которой РОЙСТБ. Наиболее близким к изобретению по технеподвижно прикреплен к нижней части нической сущности является привод сквастойки 1. Кривошип 3 снабжен установленжинного штангового насоса, содержащий ным на нем брусом 9, на котором располоразмещенные на стойке редуктор с криво- 25 жен натяжной шкив 7 Брус 9 служит для шипами на ведомом валу и направляющие изменения расположения натяжных шкивов шкивы с перекинутыми через них гибкими 7 относительно Друг друга и центра вразвеньями, один конец каждого из которых щения кривошипа 3. Брус 9 либо жестко связан с подвеской колонны штанг [2]. связан с кривошипом 3, либо установлен на кривошипе посредством пальца 10 с возОднако ввиду значительного отклонения закона изменения крутящего момента на 30 можностью поворота. кривошипах, создаваемого нагрузкой в точке Для уменьшения нагрузки на приводные подвеса штанг, от простого синусоидального гибкие звенья 5 и оси натяжных шкивов 7 закона крутящий момент на валу кривопривод дополнительно снабжен противовешипов после его уравновешивания, восприсом 11, подвешенным на канате 12, второй нимаемый редуктором и двигателем, имеет конец которого перекинутый через дополнибольшие колебания, пиковые значения ко- 35 тельный шкив (не обозначен) и связан с торого значительно превышают среднее, подвеской 6 колонны штанг. а сдвиг эпюры скорости подвески штанг, Вариант конструкции привода скважиннобудучи направленным в сторону нижнего ее го штангового насоса с верхним располоположения, ухудшает кинематические пока жением приводных гибких звеньев 5 (фиг. 2) затели привода. Это в свою очередь приводит 4 0 имеет одноплечий кривошип 3 и дополник нерациональной загрузке привода, сжимаютельную стойку 13, на которой размещены щей его производительность и КПД и уменьшкивы 14. Подвеска б колонны штанг в этом шающей глубину откачки жидкости, а также случае может быть расположена и между препятствует увеличению длины хода. направляющими шкивами 4 и 14, а шкивы 4 Цель изобретения — повышение произпри этом мог^т быть объединены в один, водительности и КПД привода путем повы- 45 что имеет значение при стесненных условиях шения его уравновешенности и улучшения на устье кинематических показателей. Привод по этому варианту может иметь Указанная цель достигается тем, что в и иную оснастку приводным гибким звеном 5, приводе скважинного штангового насоса, которое, например, после направляющего содержащем размещенные на стойке редукшкива огибает натяжные шкивы 7 и своим 50 тор с кривошипами на ведомом валу и наконцом закрепляется на выступе 13 стойки 1, правляющие шкивы с перекинутыми через тогда необходимость в шкивах 14 отпадает. них гибкими звеньями, один конец каждого из которых связан с подвеской колонны Привод скважинного штангового насоса штанг, каждый кривошип снабжен по меньработает следующим образом. шей мере одним свободно вращающимся 55 Кривошип 3 приводимый в действие через относительно своей оси натяжным шкивом, трансмиссию от двигателя (не обозначены), охваченным гибким звеном с V-образным вращаясь с постоянной скоростью, своими расположением его ветви. натяжными шкивами 7 натягивает очва 1106922 тывающую их V-образную ветвь 8 гибкого звена 5. Так как один конец этой ветви неподвижно закреплен относительно стойки \, то другой, перекинутый через направляющий шкив 4, совершает возвратно-поступательное движение с циклом, равным полному обороту кривошипа 3, приводя в действие связанную с ним посредством подвески 6 колонну штанг с плунжером насоса (не показаны). При жестком закреплении бруса 9 на кривошипе 3 натяжные шкивы 7 вступают в контакт с охватывающей их ветвью гибкого звена 5 поочередно с некоторым совмещением времени, накладывая на основное движение дополнительное движение с двойной частотой, величина и сдвиг фаз которого относительно основного регулируется изменением угла наклона бруса 9 к кривошипу 3 и расстоянием друг от друга натяжных шкивов 7. При свободном вращении бруса 9 на пальце 10 кривошипа 3 оба натяжные шкива 7 постоянно находятся в контакте с охватывающей их ветвью 8 гибкого звена 5. Использование изобретения позволяет за счет изменения за цикл угла V-образно расположенной, разграниченной натяжными шкивами 7 ветви 8 гибкого звена 5 от максимального его значения (при нахождении подвески штанг в нижней части своего хода) до минимального (при нахождении этой подвески в верхней части своего хода) приводит к значительному уменьшению отклонения момента на кривошипах за цикл, создаваемого нагрузкой в точке подвеса штанг, от простого синусоидального закона, в результате чего момент на валу кривошипов, воспринимаемый редуктором и через транс миссию двигателем, после уравновешивания получается более ровным с меньшим отклонением пиковых значений от номинального, и к смещению эпюры скорости подвески штанг в сторону верхнего ее положения, что улучшает и кинематические показатели привода. Кроме того, при неподвижном относительно кривошипа брусе с двумя натяжными шкивами на нем происходит изменение и величины радиуса кривошипа за цикл, т. е. на основное движение накладывается , 10 ^с 20 2 5 30 35 4 0 дополнительное движение с удвоенной частотой Изменяя величину и сдвиг фаз этого движения изменением расстояния между натяжными шкивами и наклоном бруса к кривошипу, представляется возможным качественно изменять закон движения подвески штанг в широких пределах и получать в том числе трапециевидный характер изменения скорости этой подвески при движении ее вверх с увеличением продолжительности этого полуцикла за счет сокращения времени холостого хода. При свободном вращении относительно кривошипа бруса с двумя шкивами возможно получить (как и при одном шкиве на кривошипе) симметричный цикл движения подвески штанг, близкий к гармоническому синусоидальному звену. Таким образом, за счет улучшения кинематических показателей привода доля статической (полезной) нагрузки в точке подвеса штанг увеличивается, что позволяет без увеличения максимальной нагрузки на подвеску поднять производительность посредством увеличения площади поперечного сечения плунжера или увеличить глубину откачки жидкости, а оставшийся при этом резерв мощности редуктора по крутящему моменту, образованный более полной уравновешенностью привода, позволяет увеличить общую нагрузку на подвеску штанг или увеличить длину ее хода, что в свою очередь дополнительно увеличивает в первом случае производительность или глубину откачки жидкости, а во втором облегчает условия работы штанг {уменьшить число обрывов) за счет уменьшения в единицу времени числа циклов. При этом энергетические затраты на единицу добываемой продукции снижаются. При наличии на кривошипе двух натяжных шкивов, увеличивая длину хода точки подвеса штанг с одновременным приданием ей трапециевидного характера изменения скорости при движении вверх, возможно увеличить производительность станка и снизить энергетические затраты на единицу добываемой продукции примерно на 10— 20%. И06922 Фиг 1 Э Гинзбург РедакторН Лазаремте Техред И Верес Корректор А З 5243/24 Тираж 624 Подписное ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва Ж—35 Раушская наб д 4/5 Филиал ППП «Патент> г Ужгород ул Проектная 4