СТАНОК-КАЧАЛКА
PUMPING UNIT

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для привода скважинных штанговых насосов, работающих в периодическом режиме.
Известен станок-качалка, содержащий основание, опорную стойку, на которой расположен балансир с шарнирно прикрепленной к нему головкой, связанный с установленным на опорной стойке подшипником, электродвигатель, противовесы с дополнительной уравновешивающей системой, содержащей два кронштейна, закрепленные в фундаменте станка-качалки, расположенные по разные стороны стойки и соединенные у верхних концов осью с роликовым блоком, а также груз, подвешенный на гибкой тяге, другой конец которой перекинут через роликовый блок и подсоединен к концу полированного штока (патент RU №2132489, F04B 47/02, 27.06.1999).
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности изменения плеча уравновешивающего балансирного контргруза в течение одного цикла, изменения плеча в автоматическом режиме при изменении давления на приеме насоса, необходимость монтажа дополнительного уравновешивающего устройства.
Известен выбранный в качестве прототипа станок-качалка, в возвратно-поступательном насосном блоке которого, приводимом в действие электродвигателем, средство обнаружения тока реагирует на входную мощность упомянутого двигателя, выпрямитель соединен последовательно с указанным средством обнаружения тока, первый конденсатор соединен последовательно с упомянутым выпрямителем, второй конденсатор подключен последовательно с упомянутым выпрямителем, средство переключения, выполненное с возможностью попеременного соединения упомянутого восстановителя с упомянутыми конденсаторами синхронно с противоположными ходами упомянутого поршневого насоса, противовесный элемент прикреплен с возможностью скольжения к возвратно-поступательной части упомянутого насосного блока, второй электродвигатель установлен на упомянутом насосном блоке и соединен во взаимодействии с упомянутым противовесным элементом, а средство переключения реагирует на разницу зарядов на указанных конденсаторах и приспособлено для приведения в действие упомянутого второго двигателя в направлении вращения для перемещения упомянутого противовесного элемента в направлении динамического баланса упомянутого насосного блока (патент US №2995048 А, 08.08.1961).
Недостатком данного устройства является низкая устойчивость противовеса, а также повышенная нагрузка на второй электродвигатель, в связи с положением противовеса на балансире.
Задачей изобретения является совершенствование конструкции станка-качалки с достижением следующего технического результат: снижение нагрузки на электродвигатель путем уменьшения сопротивления при движении и придать устройству большую устойчивость.
Поставленная задача достигается тем, что в станке-качалке, содержащем основание, опорную стойку, на которой расположен балансир с головкой, связанный с подшипником, установленным на опорной стойке, электродвигатель, уравновешивающую систему, выполненную в виде уравновешивающего контргруза, установленного на заднем плече балансира, передвигающегося посредством винта, проходящего через контргруз, согласно изобретению уравновешивающий контргруз установлен в возможностью перемещения на двух направляющих опорах, расположенных сверху балансира на креплениях.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид станка-качалки с уравновешивающей системой, на фиг. 2 - уравновешивающий механизм, на фиг. 3 - разрез А, на фиг. 4 - разрез Б, на фиг. 5 - разрез В, на фиг. 6 - разрез Г уравновешивающего механизма, на фиг. 7 показан принцип работы вычислительного модуля.
Станок-качалка (фиг. 1) состоит из установленной на основании 1 опорной стойки 2, на которой расположен балансир 3 с шарнирно закрепленной к нему головкой 4, связанный с установленным на опорной стойке 2 подшипником 5, а также из кривошипного вала 6, на котором расположены кривошипы 7, связанные с шатунами 8 и образующие кривошипно-шатунный механизм, взаимодействующий с балансиром 3. Кривошипно-шатунный механизм приводится в движение электродвигателем 9. На станке-качалке установлена уравновешивающая система, которая включает в себя: установленный на балансире 3 станка-качалки уравновешивающий механизм 10, вычислительный модуль 11 и кабель обратной связи 12.
Уравновешивающий механизм 10 состоит из электродвигателя 13, уравновешивающего контргруза 14, винта 15, двух направляющих 16 и креплений 17, 18, 19, 20.
Вычислительный модуль включает в себя амперметр, вычислительный блок и распределитель тока. Амперметр измеряет потребляемые электродвигателем станка-качалки токи и передает результаты на вычислительный блок, который сравнивает два следующих друг за другом верхние значения, являющиеся потребляемыми токами при ходе головки балансира вверх и вниз, и при появлении разницы в их значениях производит вычисления необходимого положения уравновешивающего контргруза на балансире в системе координат. Затем передает команду на распределитель тока, который подает электричество на электродвигатель уравновешивающего механизма от линии питания с заданным временным интервалом и направлением, заставляя вращаться винт в том или ином направлении, перемещая уравновешивающий контргруз в необходимое положение.
Устройство работает следующим образом.
Вычислительный модуль 11 через измерение и сравнивание потребляемого электродвигателем 9 станка-качалки тока для хода вверх и вниз, определяет необходимое положение уравновешивающего контргруза 14 на балансире 3. Затем вычислительный модуль подает ток заданного направления и заданным временным интервалом на электродвигатель 13 уравновешивающего механизма, который заставляет вращаться винт 15 в заданном направлении, который в свою очередь заставляет перемещаться уравновешивающий контргруз 14 по направляющим 16, устанавливая упомянутый контргруз в необходимое положение.