ДВУХПОТОЧНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ОБЪЕМНЫЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ПОВЕРХНОСТНОГО ПРИВОДА НЕФТЯНОГО СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО ВИНТОВОГО НАСОСА

Полезная модель относится к двухпоточному регулируемому объемному гидромеханическому приводу и предназначена для поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Известен гидропривод моноблочной конструкции с замкнутым потоком и машинным управлением, поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса [патент РФ на полезную модель №87221, МПК F04B 47/04 (2006.01)], выбранный в качестве прототипа, в котором, нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор объемно замкнут с регулируемым насосом гидролиниями, к которым подключено гидроустройство, связанное гидролинией с механизмом управления регулируемого насоса. Вал вспомогательного насоса гидроустройства соединен с валом регулируемого насоса, соединенного с приводным двигателем. Нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор соединен с приводным валом вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Недостатком прототипа является низкий КПД поверхностного привода при длительном режиме работы нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Задачей полезной модели является обеспечение высокого КПД поверхностного привода при длительном режиме работы нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Поставленная задача решена за счет того, что двухпоточный регулируемый объемный гидромеханический привод поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса, также как в прототипе, выполнен моноблочной конструкцией, содержит гидропривод с замкнутым потоком и машинным управлением, в котором гидравлический мотор объемно-замкнут с регулируемым насосом гидролиниями, к которым подключено гидроустройство, связанное гидролинией с механизмом управления регулируемого насоса, причем вал вспомогательного насоса гидроустройства соединен с валом регулируемого насоса.
Согласно полезной модели, вал реверсивного гидравлического мотора, соединен через механическую передачу с центральным внешним колесом планетарной передачи, водило которой, через выходной вал соединено с вращателем колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса, а вал регулируемого реверсивного насоса соединен через механическую передачу с входным валом, связанным с центральным внутренним колесом планетарной передачи и с приводным двигателем.
Использование механических и планетарной передач в двухпоточном регулируемом объемном гидромеханическом приводе позволяет разделить подводимый от приводного двигателя поток мощности, на нерегулируемый поток, проходящий напрямую через планетарную передачу, и регулируемый поток, проходящий предварительно через гидропривод с замкнутым потоком и машинным управлением, и в последующем, через планетарную передачу. При этом достигается:
- снижение давления в гидроприводе с замкнутым потоком и машинным управлением, что уменьшает, особенно при длительных режимах работы, объемные потери рабочей жидкости, и как следствие, повышает КПД, как двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода, так и в целом поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса;
- снижение нагрузок на регулируемый реверсивный насос и реверсивный гидравлический мотор, что повышает КПД, как двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода, так и в целом поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
На фиг.1 приведена схема заявляемой полезной модели.
Поверхностный привод 1 нефтяного скважинного штангового винтового насоса состоит из приводного двигателя 2, который соединен с входным валом 3 двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода 4. Выходной вал 5, двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода 4, соединен с вращателем 6 колонны насосных штанг 7 нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Двухпоточный регулируемый объемный гидромеханический привод 4 представляет собой моноблочную конструкцию, входной вал 3 которого соединен, с центральным внутренним колесом 8 планетарной передачи и через механическую передачу 9 с валом регулируемого реверсивного насоса 10 гидропривода с замкнутым потоком и машинным управлением 11. Центральное внутреннее колесо 8 планетарной передачи посредствам сателлитов связано с водилом 12, которое соединено с выходным валом 5, и с центральным внешним колесом 13, которое соединено через механическую передачу 14 с валом реверсивного гидравлического мотора 15 гидропривода с замкнутым потоком и машинным управлением 11. Регулируемый реверсивный насос 10 связан с реверсивным гидравлическим мотором 15 гидролиниями 16 и 17. Вал регулируемого реверсивного насоса 10 соединен с валом вспомогательного насоса (на фиг.1 не показан) гидроустройства 18. Гидроустройство 18 подключено к гидролиниям 16 и 17 и связанно гидролинией с механизмом управления 19 регулируемого реверсивного насоса 10.
В качестве приводного двигателя 2 может быть использован трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором электродвигатель для привода станков-качалок [Технический каталог электродвигателей 2008 г. ОАО «Владимирский электромоторный завод», раздел «Двигатели для привода станков-качалок», стр.85].
В качестве вращателя 6 колонны насосных штанг может быть использован вращатель поверхностного привода модели VH 40 HP 5.6T [Винтовые насосы фирмы KUDU для нефтяных скважин / Под редакцией инженера-нефтяника фирмы KUDU Industries Inc. Bob Gaymard, январь 2001 г., стр.50, 62, 63].
В качестве регулируемого реверсивного насоса 10 со встроенным механизмом управления 19 и гидроустройством 18 может быть использован аксиально-поршневой регулируемый насос с электрогидравлическим механизмом управления [Электронный каталог продукции ОАО «Ковровский электромеханический завод». Раздел «Насосы»]. Принципиальные схемы механизма управления 19 и гидроустройства 18 известны [Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. - М.: Машиностроение, 1987, стр.416, 417, 434, 435].
В качестве реверсивного гидравлического мотора 15 может быть использован аксиально-поршневой нерегулируемый гидромотор [Электронный каталог продукции ОАО «Ковровский электромеханический завод». Раздел «Моторы»].
При работе поверхностного привода 1 нефтяного скважинного штангового винтового насоса, мощность передается от приводного двигателя 2, через входной вал 3 двухпоточному регулируемому объемному гидромеханическому приводу 4, в котором происходит разделение потока подводимой мощности на два - нерегулируемый поток, проходящий напрямую через планетарную передачу, и, регулируемый поток, предварительно проходящий через гидропривод с замкнутым потоком и машинным управлением 11, и в последующем, через планетарную передачу. Нерегулируемый поток мощности передается от входного вала 3 на центральное внутреннее колесо 8, и далее, через сателлиты на водило 12 планетарной передачи. Регулируемый поток мощности передается от входного вала 3 через механическую передачу 9 на вал регулируемого реверсивного насоса 10. Далее регулируемый поток мощности передается по гидролинии 16 или 17 к реверсивному гидравлическому мотору 15, от которого, через механическую передачу 14 передается на центральное внешнее колесо 13, и далее, через сателлиты на водило 12 планетарной передачи, где происходит суммирование нерегулируемого и регулируемого потоков мощности. От водила 12, выходным валом 5, двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода 4, суммированный поток мощности передается вращателю 6 колонны насосных штанг 7 нефтяного скважинного штангового винтового насоса. При работе, скорость и направление вращения выходного вала 5, регулируется гидроприводом с замкнутым потоком и машинным управлением 11. При работе, часть регулируемого потока мощности затрачивается на поддержание гидроустройством 18 работоспособности замкнутого потока, образованного реверсивным гидравлическим мотором 15 объемно-замкнутым гидролиниями 16 и 17 с регулируемым реверсивным насосом 10, и, на питание механизма управления 19 регулируемого реверсивного насоса 10.
По сравнению с прототипом заявляемый двухпоточный регулируемый объемный гидромеханический привод поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса отличается применением механических и планетарной передач, а также реверсивных регулируемого насоса и гидравлического мотора.
Предложенная полезная модель позволяет обеспечить высокий КПД поверхностного привода при длительном режиме работы нефтяного скважинного штангового винтового насоса.