ПРИВОД ЦЕПНОЙ ДЛЯ СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА "ПЦ 60-3-0,5/2,5 БМЗ"

Предложение относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти механизированным способом, в частности к цепным приводам для скважинного штангового насоса, преимущественно длиной хода 3 метра.
Известен привод скважинного штангового насоса (см. пат. RU 2150607, МКИ F04В 47/02, опубл. Б.И. №16 от 10.06.2000), содержащий двигатель, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающее ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленном в направляющих и связанных через разомкнутое гибкое звено с колонной штанг, с центром тяжести противовеса, расположенным в плоскости, проходящей через ось непрерывного гибкого звена, причем привод может иметь криволинейную поверхность направляющего элемента, взаимодействующую с непрерывным гибким звеном, выполненной с переменным радиусом кривизны.
Недостатками привода являются: низкая надежность и долговечность работы из-за больших циклических нагрузок, действующих на разомкнутое гибкое звено, сложность в обслуживании из-за необходимости точного расположения центра тяжести противовеса в плоскости, проходящей через ось непрерывного гибкого звена, что требует для изготовления противовеса применение высокоточного оборудования, а при установке противовеса -высококвалифицированных специалистов с дорогостоящим мерительным инструментом, а также для установки и регулировки требуется привлечение большого количества работников и дополнительного оборудования из-за
малого количества степеней свобод и хода самой конструкции, что в совокупности приводит к дополнительным материальным затратам. Использование цельного противовеса требует индивидуального расчета и штучного производства для каждой скважины, на которой используется данный привод, что значительно увеличивает стоимость изготовления устройства.
Известен также привод скважинного штангового насоса (см. пат. RU №2200876, Р04В 47/02, опубл. в Б.И. №8 от 20.03.2003), содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, который установлен в направляющих и связан через гибкое звено с колонной штанг, при этом противовес выполнен сборным, причем основной противовес нормализует работу привода насоса, снабженного штангами минимального сечения и спущенного на минимальную глубину скважины, а дополнительные противовесы выполнены с возможностью размещения их массы симметрично относительно оси симметрии плоскости непрерывного гибкого звена на основном противовесе, при этом суммарный центр тяжести расположен в непосредственной близости от этой плоскости, а гибкое звено, связывающее противовес с колонной штанг, размещено с образованием четного числа параллельных ветвей, причем узлы соединения ветвей гибкого звена с противовесом размещены попарно симметрично относительно оси симметрии гибкого звена за пределами его контура, при этом узлы соединения гибкого звена с противовесом и узлом подвески штанг выполнены с обеспечением одинакового натяжения всех ветвей гибкого звена, причем рама с колесами и дополнительным приводом установлена на основании, имеющем направляющие и упоры, с возможностью
принудительного ограниченного упорами перемещения в горизонтальной плоскости и по конусному углу относительно вертикальной оси, также рама выполнена с возможностью фиксации относительно основания в любых положениях, при этом колеса установлены с возможностью взаимодействия с направляющими.
Этот привод по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.
В этом приводе недостатки присущие аналогу устранены. Однако и он не лишен недостатков. Так, в нем не предусмотрена система смазки тяговой цепи, и регулирования положения противовеса относительно направляющих корпуса привода, что по этой причине не обеспечивается работа тяговой цепи в оптимальных условиях нагружения. Все это отрицательно сказывается на надежности и долговечности работы привода. Кроме того, он металлоемок, а его изготовление сопряжено трудностями технологического характера.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности и долговечности, снижение материальных затрат на изготовление и обслуживание, а также упрощение технологии изготовления.
Поставленная задача решается описываемым приводом для скважинного штангового насоса, содержащем установленные на основании на единой раме с корпусом двигатель, редуктор, механизм для отката привода от устья скважины, помещенный в корпусе механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное и включающее ведущую и ведомую звездочки, охваченные замкнутой тяговой цепью, связанной с кареткой, соединенной с противовесом, выполненным П-образной формы и, включающий узел груз противовеса и комплект грузов, при этом противовес с направляющими роликами катков установлен в направляющих корпуса, и связан через гибкое звено с узлом подвески штанг, вертикальные оси симметрии преобразующего механизма, противовеса и
гибкого звена расположены в непосредственной близости от одной вертикальной плоскости, ведомая звездочка установлена в корпусе с возможностью ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения цепи.
Новым является то, что направляющие ролики катков противовеса выполнены из неметаллического материала, корпуса которых снабжены болтами для регулирования положения противовеса относительно направляющих корпуса привода, перемещая его вперед или назад, влево или вправо для обеспечения работы тяговой цепи в оптимальных условиях нагружения, при этом тяговая цепь выполнена с герметично закрытыми шарнирами, внутренние полости которых заполнены смазочным материалом, в механизме для отката привода от устья скважины и обратно использованы металлические колеса, установленные на индивидуальных эксцентрично выполненных осях, причем узел груз противовеса, комплект грузов, корпус каретки и корпус узла ведомой звездочки выполнены литыми, а в качестве неметаллического материала для изготовления направляющих роликов катков противовеса выбран полиамид.
Представленные рисунки поясняют суть предложения, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого привода в частичном разрезе, вид сбоку.
На фиг.2 - противовес, где видны направляющие ролики катков, регулировочные болты и каретка, в разрезе.
На фиг.3 - вид с боку по фиг.2
На фиг.4 - кинематическая схема связи противовеса с узлом подвески штанг с помощью гибкого звена.
На фиг.5 - разрез по А-А фиг.1.
На фиг.6 - сечение в плоскости В-В фиг.1.
Привод скважинного штангового насоса (см. фиг.1) содержит основание 1 с установленным на нем корпусом 2 с рамой 3, на которой
установлены корпус 3, двигатель 4. редуктор 5. В корпусе 3 помещен механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущую и ведомую звездочки 6 и 7 соответственно, охваченные замкнутой тяговой цепью 8, связанной с кареткой 9, соединенной с противовесом 10, выполненным П-образной формы в поперечном сечении (см. фиг.2 и 4) и с катками, выполненными в виде направляющих роликов 11, установленными в направляющих корпуса 3. Противовес включает узел 12 груз противовеса и комплект грузов 13. Направляющие ролики 11 катков противовеса выполнены из неметаллического материала, например, из полиамида или из аналогичного по технической характеристике материала, что позволяет снизить силу трения, металлоемкость и обеспечивает бесшумную работу привода. Тяговая цепь 8 размещена в открытой полости противовеса (см. фиг.1). Противовес через связующий элемент в виде гибкого звена 14 связан с узлом подвески 15 штанг 16 (устьевой полированный шток). Гибкое звено (см. фиг.4) состоит из четного числа параллельных ветвей 17, узлы 18, соединения которых с противовесом 10 размещены попарно симметрично относительно оси симметрии гибкого звена за пределами его контура. При этом узлы 18 соединения гибкого звена с противовесом 10 и узлом подвески 15 выполнены с обеспечением одинакового натяжения всех ветвей 17 гибкого звена.
Направляющие ролики 11 противовеса (см. фиг.2 и 3) снабжены болтами 19 для регулирования положения противовеса относительно направляющих корпуса привода, перемещая его вперед или назад, влево или вправо, для обеспечения работы тяговой цепи в оптимальных условиях нагружения (см. фиг.2). Натяжение тяговой цепи 8 обеспечивается механизмом 20 натяжения.
Рама 2 снабжена металлическими колесами 21, установленными на индивидуальных эксцентрично выполненных осях 22, (см. фиг.6),
предназначенные для принудительного перемещения привода, установленного на раме, между упорами 23 и 24 (см. фиг.5), от устья скважины или к устью по направляющим 25 основания 1 в горизонтальной плоскости. При этом рама корпуса 3 привода выполнена с возможностью фиксации относительно основания 1 в любых положениях. Узел 12 груз противовеса с комплектом грузов 13, корпус каретки 9, а также корпус узла ведомой звездочки выполнены литыми, что дает возможность упростить технологию их изготовления и приводит к снижению металлоемкости привода.
Привод цепной работает следующим образом.
На фундаментную плиту, выполненную в соответствии с монтажным чертежом, устанавливают основание 1 (см. фиг.1) привода так, чтобы ось 26 (см. фиг.5) основания совпала с осью 27 скважины 28 до соприкосновения центратора 29 с обсадной колонной скважины и закрепляют прижимами. Затем грузоподъемным краном цепной привод устанавливают на основание до соприкосновения с упорами 24 и закрепляют к основанию при помощи прихватов (прихваты на фиг. не изображены). После соединения подвески 15 с устьевым полированным штоком 16 при необходимости производят окончательную центровку привода относительно устья скважины при помощи регулировочных винтов 30 в поперечном направлении и рычажной системой по рейкам 31 вдоль оси привода. Производят также предварительное уравновешивание привода грузами по расчетным данным по весу подвески.
После всех регулировочных работ двигатель 4 привода запускают в работу, который через редуктор вращательное движение передает ведущей звездочке 6 и далее приходит в движение механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное. При этом каретка 9 соединенная с тяговой цепью 8 передает свое возвратно поступательное движение противовесу 10, который в свою очередь передает
возвратно-поступательное движение через гибкое звено 14 и узел подвески 15 штанг к колонне штанг 16.
Технико-экономическое предложения заключается в следующем. Привод цепной предлагаемой конструкции в сравнении с известными обладает повышенной надежностью и долговечностью и технологичностью в изготовлении. Изготовление направляющих роликов катков противовеса из неметаллического материала значительно снижает силы их трения, приводит к плавной и бесшумной работе привода, а также к снижению металлоемкости. К снижению металлоемкости также приводит индивидуальное исполнение осей колес рамы эксцентричными и отказ от периодической смазки цепи. Смазка, предусмотренная в самой конструкции тяговой цепи в предлагаемом цепном приводе, позволяет экономить смазочный материал и приводит к упрощению конструкции привода. При этом возможность регулирования положения противовеса относительно корпуса привода обеспечивает работу тяговой цепи в оптимальных условиях нагружения, что способствует повышению надежности и долговечности работы привода.