Канатная подвеска колонны штанг

Полезная модель относится к нефтяной промышленности при добыче нефти скважинными штанговыми насосами, в частности к устройствам, исключающим скручивание каната на станках-качалках и раскручиванию штанг друг от друга.
Известно «Соединительное устройство для колонны насосных штанг» (патент на ПМ RU №2237792, Е21В 17/05, опубл. 10.10.2004 Бюл. №28), содержащее присоединительные муфты, связанные с колонной насосных штанг, и цилиндрические полумуфты, в которых расположены шарниры, отличающееся тем, что шарниры выполнены цилиндрическими, а цилиндрические полумуфты соединены обоймами в единую цилиндрическую муфту, содержащую внутренние выступы, в которых размещены цилиндрические шарниры, каждый из которых выполнен заодно с соответствующей присоединительной муфтой с возможностью свободного вращения относительно друг друга во внутренних выступах единой цилиндрической муфты.
Недостатками данного устройства является сложность изготовления и обслуживания, так как имеется наличие сложных подвижных деталей, а для обслуживания необходимо и остановка работы станка-качалки на длительный срок для извлечения колонны штанг.
Известно также «Соединительное устройство для колонны насосных штанг» (патент на ПМ RU №69910, Е21В 17/05, опубл. 10.01.2008 Бюл. №1), содержащее цилиндрическую муфту с верхним и нижним ограничителями, в которой размещены цилиндрические шарниры со штоками, связанными с колонной насосных штанг, при этом торцеваяповерхность цилиндрических шарниров, расположенных друг против друга, по периметру выполнена рельефной в виде радиальных зубьев с односторонним направлением, обеспечивающих вращение по часовой стрелке, причем верхний шарнир со штоком подпружинены относительно верхнего ограничителя цилиндрической муфты при помощи тарельчатых пружин, а шток верхнего шарнира выполнен ступенчатым для ограничения сжатия тарельчатых пружин в цилиндрической муфте.
Недостатками данного устройства является сложность изготовления и обслуживания, так как имеется наличие сложных подвижных деталей, а для обслуживания необходимо и остановка работы станка-качалки на длительный срок для извлечения колонны штанг.
Наиболее близкой является «Установка скважинного штангового насоса для добычи нефти» (патент на ПМ RU №62978, Е21В 43/00, опубл. 10.05.2007 Бюл. №13), включающая канатную подвеску колонны штанг, состоящую из двух траверс - верхней и нижней, разделенных втулками и узлом зажима каната, на верхней траверсе расположен корпус с узлом крепления полированного штока, при этом полированный шток на траверсах (верхней и нижней) установлен через изолирующие втулки.
Недостатками данной установки является то, что большая сила трения между подвеской и траверсой может привести к скручиванию каната станка-качалки и откручиванию штанг между собой в скважине, а это может привести к аварийным ситуациям.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание легко обслуживаемой конструкции канатной подвески колонны штанг, исключающей скручивание каната и откручивание штанг между собой в скважине.
Задача решается канатной подвеской колонны штанг, включающей узел крепления полированного штока и корпус, опирающийся сверху на траверсу устьевого привода.
Новым является то, что корпус выполнен сборным, состоящим из верхней части с узлом крепления и нижней части, опирающейся на траверсу, причем части вставлены в друг друга с возможностью вращения, а между нижним торцом выступа верхней части и верхним торцом выступа нижней части установлен упорный подшипник качения, при этом снаружи подшипника установлен герметичный кожух, зафиксированный на нижней части и выполненный с возможностью вращения относительно верхней части, кожух сверху снабжен заливным герметично перекрываемым пробкой отверстием, а снизу - сливным отверстием, герметично перекрываемой заглушкой.
На чертеже изображена канатная подвеска колонны штанг в разрезе.
Канатная подвеска колонны штанг включает узел крепления 1 полированного штока 2 (показан условно) и корпус 3, опирающийся сверху на траверсу 4 (показана условно) устьевого привода (например, цепного привода, станка-качалки и т.п. - не показаны). Корпус 3 изготовлен сборным, состоящим из верхней части 5 с узлом крепления 1 и нижней части 6, опирающейся на траверсу 4. Части 5 и 6 вставлены в друг друга коаксиально с возможностью вращения, а между нижним торцом 7 выступа 8 верхней части 5 и верхним торцом 9 выступа 10 нижней части 6 установлен упорный подшипник качения 11. Снаружи подшипника 11 установлен герметичный кожух 12, зафиксированный на нижней части 6 и выполненный с возможностью вращения относительно верхней части 5. Герметизация кожуха 12 производится при помощи уплотнений 13. Узел крепления 1 полированного штока 2 может быть изготовлен любой известной конструкции (например, в виде плашек 1, охватывающих шток 2, и зажимающих его при помощи упорной гайки 14 - см. чертеж; в виде упорной гайки, накручивающейся сверху на шток 2 и упирающейся на корпус 1 сверху - не показано, и т.п.конструкции). Кожух 12 сверху снабжен заливным герметично перекрываемым пробкой 15 отверстием 16, а снизу - сливным отверстием 17, герметично перекрываемой заглушкой 18.
Устройство работает следующим образом.
На траверсу 4 сверху устанавливают нижнюю часть 6 корпуса 3 с зафиксированным кожухом 12, на верхний торец 9 выступа 10 внутрь кожуха 12 устанавливают подшипник 11, в нижнюю часть 6 вставляют верхнюю часть 5 корпуса 3, опирая нижний торец 7 выступа 8 верхней части 5 на подшипник 11. При этом внутреннее пространство кожуха 12 герметизируется уплотнением 13. Для обеспечения только вращения кожух 12 фиксируется от продольного перемещения благодаря проточке 19 на верхней части 5 корпуса 3, в которую вставляется винт 20 кожуха 12. Сливное отверстие 17 кожуха 12 перекрывают герметично заглушкой 18, через заливное отверстие 16 заливают смазочное масло (автол, нигрол, трансмиссионное масло и т.п.) и герметично перекрывают пробкой 15. Внутрь узла крепления 1 корпуса 3 вставляется шток 2 и фиксируется, например, плашками 1, зажимаемыми гайкой 14.
После чего устьевой привод приводят в действие, придавая траверсе 4 и канатной подвеске с штоком 2 и колонной штанг (не показаны) возвратно-поступательное движение, передаваемое к штанговому погружному насосу (не показан). При возникновении при работе вращающего момента на штангах 2 верхняя часть узлом крепления 1 легко поворачивается благодаря подшипнику 11 относительно нижней части 6 корпуса 3, исключая скручивание через траверсу 4 канатной подвески (не показана) устьевого привода и создание крутящих моментов на штоке 2 и штангах, что исключает их раскручивание по резьбе (не показана) между собой.
Для того, чтобы слить отработанное смазочное масло из кожуха 12, достаточно остановить устьевой привод, открутить пробку 15 заливного отверстия 16, открутить заглушку 18 сливного отверстия 17, через которое смазочное масло сливается. Затем сливное отверстие 17 кожуха 12 перекрывают герметично заглушкой 18, через заливное отверстие 16 заливают новое смазочное масло и герметично перекрывают пробкой 15. Все это исключат длительную остановку устьевого привода, а наличие смазочного масла в кожухезначительно увеличивает межремонтные остановки из-за поломки самой канатной подвески.
Предлагаемая конструкция канатной подвески колонны штанг проста в обслуживании, надежна и исключает скручивание каната устьевого привода и откручивание штанг между собой в скважине.