ПРОТИВООТВОРОТНОЕ КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в нефтепромысловом оборудовании в составе штанговых глубинно-насосных установок нефтяных промыслов для предотвращения самоотвинчивания штанг и компенсации погрешности установки полированного штока относительно траверсы канатной подвески при работе станка-качалки.
Известна конструкция канатной подвески со штанговращателем, состоящая из верхней и нижней траверс, стального каната, опорных втулок, винтов, гайки, клинового захвата, включающего втулки с внутренней конической расточкой и червячной шестерней, плашек с конической наружной поверхностью и нажимной гайки. Нижний торец шестерни опирается на шариковый подшипник, установленный в углублении траверсы канатной подвески (Абдулин Ф.С. «Добыча нефти и газа», М.: Недра, 1983 г., стр.168-169).
Недостатком известной конструкции является то, что в процессе эксплуатации под действием изгибающих и ударных нагрузок, возникающих при возвратно-поступательном движении балансира станка-качалки, происходит заклинивание храпового механизма, и как следствие, потеря работоспособности конструкции.
Известен штанговый компенсатор, содержащий гайку, подвеску компенсатора, полумуфты, полированный шток, подшипники (Каталог продукции ЗАО «Нефтемашвнедрение» http://www.nmv.weatherford.ru/ru/production/4/10).
К недостаткам известного штангового компенсатора относится то, что под воздействием знакопеременных нагрузок, возникающих при ходе полированного штока вверх и вниз, высока вероятность возникновения перекосов и заклинивания шариков подшипника, так как внешние и внутренние кольца подшипника взаимодействуют по вертикали.
Известно противополетное устройство, содержащее удлинитель, вставленный в полумуфту, и вставленный в полумуфту снизу переводник со штоком для крепления к штоку насосных штанг (патент №88382, МПК E21B 40/00, опубл. 10.11.2009).
Недостатком известного противополетного устройства является закручивание колонны труб и отворот штанг из-за отсутствия возможности перемещения полумуфты и переводника относительно друг друга.
Известен устьевой компенсатор, содержащий канатную подвеску, эксцентриковый винт, регулировочную гайку, стопорный болт, манжету, верхнюю траверсу, сферическую поверхность, шары, нижнюю траверсу, зазор между эксцентриковым винтом и отверстиями траверс (равный величине эксцентриситета винта), втулку, эксцентриковое отверстие, выполненное во втулке, кольцевую канавку, защитную манжету, уплотнение, устьевой шток, фиксатор, эксцентриситет эксцентрикового отверстия относительно оси втулки, соединительную муфту, сферическую поверхность, кронштейн, сферическую кольцевую канавку, выполненную в кронштейне, буртики, выполненные во втулке и в кронштейне, буртик, выполненный в эксцентриковом отверстии, пробку, защитное уплотнение, винт (патент №2267679, МПК F16J 15/18, опубл. 10.01.2006, автор и патентообладатель Халаев Г.Г.).
Известен устьевой компенсатор, содержащий канатную подвеску, винты, эксцентриковый винт, ось эксцентрикового винта или канатной подвески, при условии их совпадения, регулировочную гайку, стопорный болт, сферическое кольцо, верхнюю траверсу, нижнюю траверсу, кольцевую трапецеидальную канавку, выполненную в верхней траверсе, зазор между эксцентриковым винтом и отверстиями в верхней и нижней траверсах, защитное уплотнение, эксцентриковую втулку, величину эксцентриситета эксцентрикового винта, равного зазору, шары устьевой шток, ось устьевого штока, максимальное расстояние между осью эксцентрикового винта и осью устьевого штока, переходник устьевого оборудования, разрезные уплотнительные манжеты, внутреннюю коническую поверхность, выполненную под углом в разрезной распорной втулке, разрезную распорную втулку, внутреннюю коническую поверхность, выполненную под углом в разрезной распорной втулке, разрезную коническую цангу, накидную гайку, стопорный болт, пробку, эксцентриковую муфту, радиус кольцевой канавки, выполненный на эксцентриковом винте для установки шаров по окружности кольцевой канавки эксцентрикового винта, ось канатной подвески (патент №2334145, МПК F16J 15/18, опубл. 20.09.2008, автор и патентообладатель Халаев Г.Г.).
Недостатком известных устьевых компенсаторов Халаева Г.Г. является сложность конструкции, большая металлоемкость. Также к недостаткам относится затрудненность удаления механических примесей и связанное с этим скопление механических примесей в загнутой вверх сферической поверхности верхней траверсы, приводящее к заклиниванию шаров и выходу из строя устьевого компенсатора.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение конструкции, повышение надежности при эксплуатации, предотвращение отворотов в муфтовых соединениях штанг при работе станка-качалки, а также компенсация погрешности установки полированного штока относительно траверсы канатной подвески при работе станка-качалки.
Для достижения поставленного технического результата в противоотворотном компенсирующем устройстве, содержащем канатную подвеску станка-качалки, полированный шток, верхнюю и нижнюю траверсы, шарики, согласно полезной модели, верхний торец подпятника выполнен в виде выпуклой сферической поверхности, служащей опорой для кольца и пяты, в пазах которой установлены шарики, между отверстием подпятника и выступом кольца имеется зазор, подпятник и пята, кольцо и пята застопорены винтами, а в боковой поверхности пяты выполнено сквозное радиальное отверстие, заглушенное винтом.
На фиг.1 представлена шаровая опора. На фиг.2 показано противоотворотное компенсирующее устройство.
Шаровая опора 1 (фиг.2) состоит из пяты 2, подпятника 3, кольца 4, шариков 5 (фиг.1). Кольцо 4 вставлено в пяту 2 и застопорено винтами 6. Кольцо 4 и пята 2 опираются через шарики 5 на выпуклую сферическую поверхность подпятника 3. Шарики 5 установлены в пазы пяты 2. Пазы пяты 2 выполнены по форме шарика 5. Подпятник 3 и пята 2 застопорены винтами 7. В боковой поверхности пяты 2 выполнено сквозное радиальное отверстие 8 для смазки, заглушенное винтом 9. Между отверстием подпятника и выступом кольца 4 имеется зазор Δ.
Противоотворотное компенсирующее устройство включает в себя шаровую опору 1, канатную подвеску 10 станка-качалки, полированный шток 11, верхнюю 12 и нижнюю траверсы 13, зажимную муфту 14.
Противоотворотное компенсирующее устройство работает следующим образом.
Устанавливают шаровую опору 1 подпятником 3 на верхнюю траверсу 12 канатной подвески 10 станка-качалки. Устанавливают зажимную муфту 14 с упором на пяту 2 для крепления полированного штока 11, проходящего через отверстие шаровой опоры 1. При необходимости меняют длину канатной подвески 10 и закрепляют ее. После сборки включают станок-качалку (на фиг.2 не показан) и проверяют работу противоотворотного компенсирующего устройства. При возвратно-поступательном движении балансира станка-качалки (на фиг.2 не показан), происходит самоцентрирование полированного штока 11 относительно сальника устьевой арматуры (на фиг.2 не показан) без дополнительных настроек. При возникновении крутящего момента в колонне штанг (на фиг.2 не показана) происходит «разгрузка момента» в узле шаровой опоры 1, вследствие чего предотвращается откручивание резьбовых соединений колонны штанг.
Заявляемая полезная модель позволяет упростить конструкцию, повысить надежность при эксплуатации, предотвратить отвороты в муфтовых соединениях штанг при работе станка-качалки, компенсировать погрешность установки полированного штока относительно траверсы канатной подвески при работе станка-качалки.