УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПОЛИРОВАННОГО ШТОКА

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к устройствам для выправления полированного штока (ПШ).
Известно устройство для правки насосных штанг (патент RU №75968, МПК B21B 3/00, опубл. 10.09.2008), содержащее расположенные на раме установочную и растяжную головки с захватами для концов штанги, силовые цилиндры со штоком, соединенным с захватом растяжной головки, и блок управления, выполненный в виде размещенного на растяжной головке акусто-эмиссионного датчика и экранирующего элемента, закрепленного на раме, причем привод установочной головки является винтовым и позволяет осуществлять перестановку головки максимально эффективно.
Известно устройство для правки штанг (патент RU №2201306, МПК B21D 3/16, опубл. 20.12.2002), содержащее станину и установленные на ней подвижный и неподвижный захваты для штанги, силовой гидроцилиндр, связанный с подвижным захватом, блок управления и средство для контроля правки штанги, причем оно снабжено расположенным со стороны силового гидроцилиндра направляющим элементом для подвижного захвата, предотвращающим его поворот, гидродвигателем и червячным редуктором, входной вал которого связан с гидродвигателем, а выходной - через обгонную муфту - с неподвижным захватом, установленным с возможностью вращения, съемными зацепами, каждый из которых выполнен в виде стержня с муфтой на одном конце и кольцевым выступом для соединения с захватом - на другом его конце, каждый захват имеет паз под конец штанги и выполнен с центральным каналом для размещения в нем упомянутого съемного зацепа.
Известна установка для правки полированного штока штангового или штанг скважинного насоса (патент RU №122048, МПК B21D 3/16, опубл. 20.11.2012), ближайшая по технической сущности к заявляемому устройству и принятая за прототип, содержащее станину и установленные на ней подвижный и неподвижные упоры для полированного штока или штанги, силовой механизм, связанный с подвижным упором, причем силовой механизм выполнен в виде пары винт-гайка, станина выполнена в виде треугольной равнобедренной рамы с гайкой силового механизма в вершине, соединяющей равные бедра рамы и неподвижные упоры в остальных вершинах рамы, при этом подвижный упор соединен с возможностью вращения с торцом винта, который выполнен с возможностью продольного перемещения с вращением в гайке перпендикулярно противоположному основанию рамы.
Однако, известные аналоги являются малоэффективными при выпрямлении ПШ, обладают сложной и тяжелой конструкцией, низкой надежностью и требуют больших затрат на изготовление и содержание.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка устройства, позволяющего произвести выпрямление ПШ после его деформации, которая может возникнуть при обрыве канатной подвески (КП), изломе траверсы, зависании глубинно-насосного оборудования (ГНО) и закидывания КП за реборду головки балансира (ГБ), зависании ПШ и воздействия прижимной силы ГБ при движении ее вниз.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности и точности выпрямления полированного штока.
Заявляемое устройство поясняется на фигурах.
На фиг. 1 представлена схема устройства в сборе (вид сверху).
На фиг. 2 представлена схема устройства в сборе (вид сбоку).
На фиг. 3 представлено устройство в процессе его монтажа на ПШ.
На фиг. 4 представлено устройство в рабочем положении на ПШ.
Заявляемое устройство состоит из следующих элементов.
Устройство выполнено на основе гидравлического насоса 1, содержит две боковые планки 2, упорные ролики 3 в количестве по меньшей мере двух штук, прижимной наконечник 4, фиксирующие скобы боковых планок 2.
С помощью шарнирного соединения боковых планок 2 устройство монтируют на ПШ без демонтажа ПШ и отворота верхней муфты ПШ.
Шарнирное соединение боковых планок 2 выполняет роль оси, относительно которой боковые планки 2 имеют возможность поворота.
Боковые планки 2 содержат фиксирующие скобы, выполненные из проволоки, используемые для закрытия боковой планки (в рабочем положении устройства).
Боковые планки 2 выполнены треугольной формы, шарнирно соединены друг с другом одним углом, а в остальных углах имеют отверстия для установки в них упорных роликов 3. Причем упорные ролики 3 установлены на одной боковой планке 2 и фиксируются второй боковой планкой 2, выполняющей роль крышки, в рабочем положении устройства.
На штоке гидравлического насоса 1 выполнена резьбовая часть, на которую наворачивается прижимной наконечник 4 своей внутренней резьбовой частью. Прижимной наконечник 4 передает силу давления плунжера гидравлического насоса 1 на точку приложения силы на ПШ.
Гидравлический насос 1 соединен с планками 2 посредством соединительной муфты с резьбовой частью.
В одном из вариантов выполнения между прижимным наконечником 4 и плунжером гидравлического насоса 1 во внутреннюю полость устанавливается шарикоподшипник диаметром 16 мм для предотвращения деформации резьбовой части при передаче усилия от плунжера гидравлического насоса 1 к прижимному наконечнику 4.
Устройство работает следующим образом.
Перед установкой устройства на ПШ боковые планки 2 должны быть открыты, т.е. вторая боковая планка 2 (крышка) не должна быть зафиксирована на первой.
Монтируют устройство на ПШ таким образом, чтобы ПШ оказался между прижимным наконечником 4 и упорными роликами 3.
Затем производят закрытие второй боковой планки 2 таким образом, чтобы ось (вал) упорных роликов 3 совпала с отверстиями, выполненными в боковой планке 2.
Фиксируют упорные ролики 3 фиксирующими скобами для предотвращения открытия боковых планок 2 при работе устройства.
Упорные ролики 3 свободно перемещаются в отверстиях боковых планок 2, а при приведении устройства в рабочее положение жестко фиксируются в отверстиях боковых планок 2 с помощью скоб.
Фиксирующие скобы вставляются в просверленные отверстия в выходном конце оси упорных роликов 3 с двух сторон.
В одно отверстие фиксирующая скоба вставлена постоянно, а в другое отверстие - только при положении «закрытая планка» при рабочем положении устройства на ПШ.
Подводят устройство по ПШ к месту, в котором необходимо произвести правку ПШ и монтируют в свободном месте на ПШ.
ПШ проходит между прижимным наконечником 4 и упорными роликами 3, затем закрывают вторую боковую планку 2, и фиксируют двумя фиксирующими скобами.
После этого устройство либо поднимают по ПШ, либо опускают до места приложения силы.
При нахождении точки деформации применяют силу давления для восстановления прямолинейного состояния ПШ, для этого производят поступательные движения ручкой гидравлического насоса 1.
При поступательных движениях ручкой гидравлического насоса 1 прижимной наконечник 4, навернутый на шток гидравлического насоса 1, выдвигается из гидравлического насоса 1 по направлению к ПШ и происходит плавное выпрямление изгиба ПШ.
Выпрямляющее усилие, которое оказывает гидравлический насос 1 на точку деформации, должно быть не менее 70 МПа.
Достижение необходимого выпрямления ПШ определяют визуально или с помощью измерительных средств, позволяющих определить отклонения от оси ПШ.
После выпрямления на данном участке ПШ производят отворот рукоятки сбросного клапана на гидравлическом насосе 1 и, тем самым возвращают шток гидравлического насоса 1 и, соответственно, прижимной наконечник 4 в исходное положение.
В результате отворота клапана происходит сброс давления на гидравлическом насосе 1, при этом шток гидравлического насоса 1 перемещается в исходное положение, и вместе с ним прижимной наконечник 4 - в положение, в котором он не оказывает усилия на ПШ.
Благодаря отвороту рукоятки сбросного клапана давления на гидравлическом насосе 1, можно контролировать движение прижимного наконечника 4 в исходное положение и не задвигать его полностью, а лишь отодвинуть от ПШ на несколько миллиметров и двигать все устройство по ПШ на новую точку деформации, где необходимо снова применить давление для выпрямления, что позволяет сократить время на дополнительные движения ручкой гидравлического насоса 1 для выдвижения прижимного наконечника 4 к месту приложения силы.
Затем перемещают устройство выше или ниже на новую точку приложения давления, где наблюдается искривление, т.к. ПШ часто деформирован по всей его длине.
Демонтаж устройства производят в обратном порядке.
Основные элементы имеют следующие размеры.
Диаметр тела прижимного наконечника 4 составляет 28 мм, внутренний диаметр - M18.
Соединительная муфта имеет внешний диаметр 70 мм и внутренний диаметр М46, длину 55 мм.
Упорные ролики 3 выполнены длиной 65 мм, с диаметром 50 мм и с диаметром отверстий под фиксирующие скобы размером 5 мм.
Шарнирное соединение боковых планок 2 имеет размеры 80×14 мм.
Боковые планки 2 выполнены толщиной 4 мм, с отверстиями под упорные ролики 3 диаметром 14 мм.
Фиксирующие скобы выполнены длиной 90 мм, при этом диаметр проволоки - 4 мм.
Материал, из которого выполнены боковые планки 2, упорные ролики 3, прижимной наконечник 4, соединительная муфта, шарнирное соединение боковых планок 2 - сталь Ст45.
Металлоемкость устройства в сборе составляет 9,5 кг.
Заявляемое устройство обладает следующими преимуществами:
- простота в использовании;
- возможность выпрямления ПШ без демонтажа полированного штока и без вскрытия устья скважины, при этом правка ПШ производится на скважине без дополнительных перевозок ПШ, что позволяет производить правку ПШ и запуск скважины в течение 30 мин.;
- низкая металлоемкость устройства позволяет с легкостью не только его перевозить (от скважины до скважины), но и облегчает процесс самого выпрямления;
- минимальные затраты на изготовление.