Защитный барьер для головки балансира станка-качалки
PROTECTIVE BARRIER FOR HEAD OF BALANCER OF ROCKER MACHINE

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к технике добычи нефти из скважины, в частности к защитному барьеру привода штангового скважинного насоса, обеспечивающего крепление на любой типоразмер станка-качалки, безаварийную эксплуатацию и безопасность обслуживающего персонала при эксплуатации станка-качалки.
Известен защитный барьер (патент RU № 2681142, МПК E01F 13/02, E04H 17/16, опубл. 04.03.2019), включающий переднюю, нижнюю, боковые панели, усиливающую панель, панели имеют прямоугольную и треугольную форму, нижняя панель соединена под углом с передней панелью, усиливающая панель покрывает, по меньшей мере, часть передней панели, боковые панели соединены под углом с передней панелью и соединены под углом с нижней панелью, барьер содержит по меньшей мере один контейнер, ограниченный снизу нижней панелью, по его боковым сторонам - двумя боковыми панелями и спереди - усиливающей панелью, задняя сторона контейнера открыта таким образом, чтобы контейнер был доступен с задней стороны.
Недостатки данного устройства:
- во-первых, при работе на максимальной длине хода нижний край головки балансира пересекает плоскость стойки привода с передней стороны, создавая угрозу случайного защемления человека в опасной зоне;
- во-вторых, головка балансира в нижнем положении выходит за стойку станка-качалки, при этом, на существующих моделях станков-качалок не выполнено ограждение и нет ограждения в комплекте станка-качалки, что создает значительный риск травматизма обслуживающего персонала;
- в-третьих, неудобство в обслуживании станка-качалки, связанное с отсутствием ограждения головки балансира в нижнем положении.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ограждение головки балансира станка-качалки, выполненное с возможностью съемной фиксации к стойке станка-качалки, содержащее соединенные между собой панели (патент № 2747069, МПК F04/B 47/02, опубл. 23.04.2021). Станок-качалка состоит из балансира, качающегося на опоре, укрепленной на стойке. Балансир снабжен откидной головкой, на которой монтируется канатная подвеска с устьевой подвеской штока. Рама станка-качалки крепится к фундаменту анкерными болтами. При работе на максимальной длине хода нижний край головки балансира пересекает плоскость стойки с передней стороны, создавая угрозу случайного защемления человека в опасной зоне. Для исключения защемления человека используют защитный барьер или ограждение головки балансира станка-качалки. Ограждение головки балансира станка-качалки. выполнено с возможностью съемной фиксации к стойке станка-качалки, включающее прямоугольную и две треугольные панели, угловые планки с отверстиями, Г-образные пластины с отверстиями, причем треугольные панели установлены параллельно друг другу, перпендикулярно прямоугольной панели по ее противоположным краям, угловые планки фиксированы к краям треугольных панелей, на свободных концах угловых планок фиксированы Г-образные пластины с отверстиями, к каждой из которых фиксирован по меньшей мере один крючок и по меньшей мере один карабин, на противоположных концах угловых планок фиксированы Г-образные пластины с отверстиями, к каждой из которых фиксирован по меньшей мере один карабин, а карабины и крючки выполнены с возможностью фиксации к стойке станка-качалки, причем панели соединены между собой болтовыми соединениями, при этом ограждение головки балансира станка-качалки имеет размеры, мм: длина 1030, ширина 620, высота 1070, причем ограждение головки балансира станка-качалки имеет вес 35 кг.
Недостатки данного устройства:
- во-первых, сложность конструкции обусловленная большим количеством узлов и деталей (прямоугольную и две треугольные панели, угловые планки с отверстиями, Г-образные пластины с отверстиями, причем треугольные панели установлены параллельно друг другу, перпендикулярно прямоугольной панели по ее противоположным краям, угловые планки фиксированы к краям треугольных панелей);
- во-вторых, монтаж ограждения производится на стойку станка-качалки, но устройство не учитывает то, что размеры стойки станка-качалки зависят от типоразмера станка-качалки, поэтому расстояние между треугольными пластинами индивидуально для каждого типоразмера станка-качалки и не имеет возможности регулирования, т.е. устройство не универсально для разных типоразмеров станков-качалок (СК2, СК3, СК4, СК5, СК6, СК8, СК10, СК12, СК15, СК20), что ограничивает область применения;
- в-третьих, высокая стоимость изготовления изделия, обусловленная как дороговизной металла, поскольку все элементы конструкции металлические, так и сложностью изготовления самого изделия (прямоугольная и две треугольные панели, угловые планки с отверстиями, Г-образные пластины с отверстиями, крючки, карабины и т.д.) и его крепления на стойке.
- в-четвертых, высокая металлоемкость, так как изделие изготовлено из металла и имеет большой вес (35 кг) конструкции.
Предлагаемое изобретение направлено на преодоление недостатков наиболее близкого аналога и позволяет обеспечить достижение технического результата в виде упрощения конструкции устройства и расширения возможности монтажа устройства на стойки разных типоразмеров станков-качалок, а также снижения металлоемкости, веса конструкции.
Технический результат достигается защитным барьером для головки балансира станка-качалки, содержащим, с возможностью съемной фиксации к стойке станка-качалки, две панели, соединенные между собой.
Согласно изобретению панели выполнены П-образного сечения, при этом панели внутри оснащены продольными пазами с целью установки панелей на стойку станка-качалки, причем панели выполнены из пластмассового материала, в верхней части панелей выполнены вырезы по центру, обеспечивающие прохождение головки балансира при работе, при этом в верхней и в нижней частях защитного барьера первая панель оснащена поперечными пазами, а вторая панель оснащена отверстиями, выполненными напротив поперечных пазов первой панели, при этом панели закреплены между собой болтовыми соединениями, болтовые соединения установлены в совмещенные между собой поперечные пазы первой панели с отверстиями второй панели, с возможностью регулирования положения панелей относительно друг друга.
На фиг. 1 схематично изображен станок-качалка с опасной зоной.
На фиг. 2 в схематично изображен вид А защитного барьера для головки балансира станка-качалки.
На фиг. 3 схематично изображен защитный барьер для головки балансира станка-качалки, установленный на станок-качалку.
На фиг. 4 изображено сечение Б-Б защитного барьера для головки балансира станка-качалки.
На фиг. 5 изображено сечение В-В защитного барьера для головки балансира станка-качалки.
Станок-качалка 1 (см. фиг. 1, 3) является индивидуальным приводом штангового скважинного насоса, спускаемого в скважину и связанного с приводом колонной штанг. В конструктивном отношении станок-качалка 1 представляет собой механизм, преобразующий вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение колонны штанг. Балансир 2 качается на опоре 3, укрепленной на стойке 4 (см. фиг. 1, 2, 3, 4, 5). Балансир 2 снабжен откидной головкой 5 (см. фиг. 1, 2, 3), на которой монтируется канатная подвеска, с устьевой подвеской штока. Рама 6 станка-качалки 1 крепится к фундаменту 7 (см. фиг. 1, 2, 3) анкерными болтами. При работе на максимальной длине хода нижний край головки 5 балансира 2 пересекает плоскость стойки 4 с передней стороны, создавая угрозу случайного защемления человека, животного в опасной зоне 8 (см. фиг. 1, 4).
С целью исключения защемления человека в опасной зоне 8 используют защитный барьер 9 (см. фиг. 2, 4, 5) головки балансира станка-качалки, выполненный с возможностью съемной фиксации к стойке 4 станка-качалки 1.
Защитный барьер 9 для головки балансира станка-качалки выполнен из двух панелей 10 (см. фиг. 3, 4, 5) и 11 (см. фиг. 2, 3, 4, 5), имеющих П-образное сечение. Панели 10 и 11 внутри оснащена продольными пазами 12 (см. фиг. 4, 5) и 13, соответственно, с целью установки панелей 10 и 11 в уголки стойки 4 станка-качалки 1. Панели 10 и 11 выполнены из пластмассового материала, например по ГОСТ 33366.1-2015. Пластмассы.
В верхней и в нижней частях защитного барьера 9 (см. фиг. 2, 4, 5) первая панель 10 оснащена поперечными пазами 14 (см. фиг. 4) и 15 (см. фиг. 5), соответственно. Аналогично в верхней и в нижней частях защитного барьера 9 вторая панель 11 оснащена отверстиями 16 (см. фиг. 4) и 17 (см. фиг. 5), соответственно, выполненными напротив соответствующих поперечных пазов 14 и 15 первой панели 10.
Крепление панелей 10 и 11 между собой осуществляют болтовыми соединениями (болты 18 (см. фиг. 2, 3, 4), 19 (см. фиг. 2, 3, 5) и соответствующие гайки 20 (см. фиг. 4), 21 (см. фиг. 5), устанавливаемыми в совмещенные между собой поперечные пазы 14 и 15 первой панели 10 с отверстиями 16 и 17 второй панели 11.
В зависимости от расстояний: а (см. фиг. 2, 4) и в (см. фиг. 5) - в интервале крепления панелей к стойке 4 (см. фиг. 3) станка-качалки 1, изменяющихся в зависимости от типоразмера станка-качалки, например для станка-качалки СК5: а = 0,4 м; в = 0,6 м регулируют положение панелей 10 и 11 перемещением болтового соединения в пределах длины - с и г поперечных пазов 14 и 15, соответственно с последующей жесткой фиксацией панелей 10 и 11 относительно друг друга путем затягивания болтовых соединений 18 и 19 в верхней и нижней частях защитного барьера 9. В верхней части защитного барьера 9 панелей 10, 11 выполнены вырезы по центру и выше болтового соединения 18 (см. фиг. 2), обеспечивающие прохождение головки балансира при работе станка-качалки 1.
Защитный барьер для головки балансира станка-качалки работает следующим образом.
1. Опустить головку 5 (см. фиг. 1) балансира 2 станка-качалки 1 в нижнее положение и отключить станок-качалку.
2. В уголок стойки 4 продольным пазом 12, как показано на фигурах 2-5, вставить панель 10. Упереть нижним торцом первую панель 10 в раму 6 станка-качалки 1.
Аналогично во второй уголок стойки 4 продольным пазом 13 вставить панель 11. Упереть нижним торцом вторую панель 10 в раму 6 станка-качалки 1. Перемещением панелей 10 и 11 продольными пазами 12 и 13, соответственно, относительно уголков стойки 4 совместить в верхней части см. фиг. 4 (сечение Б-Б) защитного барьера 9 поперечный паз 14 первой панели 10 с отверстием 16 второй панели 11, а в нижней части (см. фиг. 5) (сечение В-В) защитного барьера 9 поперечный паз 15 первой панели 10 с отверстием 17 второй панели 11.
Далее в верхней части защитного барьера 9 вставить болт 18 сначала в отверстие 16 второй панели 11, а затем в поперечный паз 14 первой панели 10 и навернуть гайку 20.
В нижней части защитного барьера 9 (см. фиг. 5) (сечение В-В) вставить болт 19 сначала в отверстие 17 второй панели 11, а затем в поперечный паз 15 первой панели 10 и навернуть гайку 21.
Поперечным перемещением относительно друг друга панелей 10 и 11 в пределах их поперечных пазов 14 и 15 обеспечить плотное прилегание продольных пазов 12 и 13 соответствующих панелей 10 и 11 к уголкам стойки 4. Далее, жестко зафиксировать панели 10 и 11 между собой путем затягивания гаек 20 и 21 на соответствующих болтах 18 и 19 болтовых соединений.
В результате опасная зона 8, создающая угрозу защемления человека, ограждена. Дальше запускают станок-качалку 1 в работу.
При необходимости, например при демонтаже станка-качалки 1, разборку защитного барьера произвести в обратной последовательности.
Упрощается конструкция устройства, так как защитный барьер для головки балансира станка-качалки выполнен из двух соединенных между собой панелей П-образного сечения.
Благодаря универсальной конструкции защитный барьер имеет возможность монтажа на разные типоразмеры станков-качалок (СК2, СК3, СК4, СК5, СК6, СК8, СК10, СК12, СК15, СК20). Это реализуется благодаря поперечным пазам, выполненным в верхней и нижней частях панели, позволяющим крепить панели между собой болтовым соединением в зависимости от расстояния стойки станка-качалки.
По сравнению с прототипом, где используются (прямоугольная и две треугольные панели, угловые планки с отверстиями, Г-образные пластины с отверстиями, крючки, карабины и т.д.) кратно в 4-5 раз снижается стоимость изготовления устройства, так как основные элементы конструкции это две пластмассовые панели.
Выполнение панелей из пластмассы позволяет исключить использование металла в конструкции и в четыре раза (до 8,5 кг) снизить вес ограждения (защитного барьера), так как в прототипе изделие изготовлено из металла весом 35 кг.
Защитный барьер для головки балансира станка-качалки имеет:
- простую конструкцию;
- универсальную конструкцию, имеющую возможность монтажа устройства на стойки существующих типоразмеров станков-качалок;
- упрощение в работе;
- низкую стоимость изготовления;
- низкие металлоемкость и вес конструкции.