Станок-качалка

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к установкам, предназначенным для добычи нефти глубинными штанговыми насосами.
Известен станок-качалка (патент на ПМ RU №151607, МПК F04B 47/00, опубл. 10.04.2015 в Бюл. №10), содержащий раму, стойку, балансир, головку балансира и канатную подвеску, при этом рама установлена, по меньшей мере, на четырех сваях, представляющих собою трубы, неподвижно закрепленные верхними концами, сваркой к раме, при этом нижние концы труб расположены в земле ниже глубины промерзания грунта, причем на нижних концах труб на боковые стенки закреплены винтовые лопасти.
При демонтаже рамы станка-качалки требуется специальное металлорежущее оборудование (для плазменной, лазерной или газовой резки) для отсоединения свай от рамы станка-качалки, при этом все сваи имеют одинаковые длины и от переменных нагрузок, возникающих при эксплуатации станка-качалки, рама наклоняется от горизонтальной плоскости в сторону канатной подвески и этим снижается работоспособность станка-качалки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является станок-качалка (патент на ПМ RU №184533, МПК F04B 47/02, опубл. 30.10.2018 в Бюл. №31), содержащий раму, установленную на трубчатых сваях, стойку, балансир, головку балансира и канатную подвеску, при этом между рамой и каждой сваей находится вертикально расположенная труба с двумя, расположенными по диаметру, отверстиями на нижнем конце, при этом верхние торцы труб приварены к раме, а нижний торец каждой трубы опирается на основание отдельного куска швеллера, имеющего на обеих боковых полках отверстие, причем каждая труба зафиксирована в куске швеллера болтом, который проходит через отверстия куска швеллера и трубы, и содержит гайку, завернутую на резьбовую часть, причем в зазор между боковой полкой каждого куска швеллера и наружной стенкой трубы установлена шайба, через отверстие которой проходит болт, причем каждый кусок швеллера приварен к пластине, приваренной к верхнему торцу трубы сваи, причем близлежащие к канатной подвеске две сваи выполнены длиннее остальных свай.
Недостатками данного станка-качалки являются низкая жесткость конструкции из-за несвязанных между собой свай, что приводит неустойчивости рамы и возможному отклонению канатной подвески от устья скважины (что нежелательно), узкая область применения, связанная с возможностью проседания свай в неустойчивом грунте из-за отсутствия надежной опоры на поверхность
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание конструкции станка качалки с жесткой рамой с возможностью использования в ненадежных грунтах (песке, заводняемой местности или т.п.) за счет применения опорных площадок, взаимодействующих с поверхностью грунта, и жесткого соединения свай по периметру.
Техническая задача решается станком-качалкой, включающим раму, установленную на трубчатых сваях со шнеками на концах, стойку, балансир, головку балансира и канатную подвеску, причем сваи изготовлены из двух разборных частей, а близлежащие к канатной подвеске две сваи выполнены длиннее остальных свай.
Новым является то, что сваи на уровне грунта снабжены опорными площадками с площадью, выбираемой от свойств грунта, на который осуществляется опора площадок, при этом по периметру между собой сваи последовательно соединены наклонными жесткими перемычками.
На чертеже изображена схема станка качалки в рабочем положении - вид сбоку.
Станок-качалка, включающий раму 1, установленную на трубчатых сваях 2 со шнеками 3 на концах, стойку 4, балансир 5, головку 6 балансира 5 и канатную подвеску 7. Сваи 2 изготовлены из двух разборных частей - верхней 8 и нижней 9, а близлежащие к канатной подвеске 7 две сваи 10 выполнены длиннее остальных свай 2. Сваи 2 на уровне 11 грунта снабжены опорными площадками 12 с площадью, выбираемой от свойств грунта, на который осуществляется опора площадок. По периметру между собой сваи 2 и 10 последовательно соединены наклонными жесткими перемычками 13.
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность конструкции станка-качалки, на чертеже не показаны или показаны условно.
Станок-качалка устанавливается следующим образом.
Перед установкой станка-качалки проводят анализ грунта, на котором будет установлен станок-качалка. Исходя из этого анализа, выбирают опорные площадки 12 с соответствующей данному грунту площадью опоры (выбирается эмпирическим путем). Нижние части 9 свай 2 и 10 оснащают сверху выбранными опорными площадками 12. Поверхность грунта около устья скважины (не показана) в месте установки рамы 1 выравнивают до уровня 11. Нижние части 9 свай 2 и 10 вкручивают при помощи шнеков 3 в выбранные места (например, в предварительно размеченные на уровне 11 грунта места) до упора опорных площадок 12 на уровень 11 грунта с необходимым усилием (определяется эмпирически). На нижние части 9 свай 2 и 10 устанавливают вместе с рамой 1 верхние части 8 и фиксируют (например, фланцевым соединением, шплинтами, муфтовым соединением или т.п. - не показано). Соединение между верхней 8 и нижней 9 частями свай 2 и 10 может быть выполнено любой известной конструкции, авторы на это не претендуют. Рама 1 может быть изготовлена разборной, авторы на это не претендуют. По периметру между собой сваи 2 и 10 последовательно соединены наклонными жесткими перемычками 13, увеличивающими жесткость всей конструкции. На раме 1 фиксируют стойку 4, балансир 5 с головкой 6 балансира 5 и канатной подвеской 7, которую располагают над устьем скважины. Балансир 5 с противоположного конца головки 6 тягой 14 соединяют с электрическим приводом 15. После запуска привода 15 балансир 5 через головку 6 передает возвратно-поступательное перемещение канатной подвеске 7, а она в свою очередь полированному штоку, штангам и плунжеру глубинного скважинного насоса (не показаны).
Благодаря использованию опорных площадок 12 и наклонных жестких перемычек 13 практически полностью исключились провалы свай 2 и 10 и раскачивание рамы 1 при работе. Что в свою очередь практически исключило дополнительные работы, связанные с необходимостью в выравнивании и фиксации рамы 1 относительно грунта.
Предлагаемый станок-качалка оснащен жесткой рамой, выполненной с возможностью использования в ненадежных грунтах (песке, заводняемой местности или т.п.) за счет применения опорных площадок, взаимодействующих с поверхностью грунта, и жесткого соединения свай по периметру.