ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОВЕРХНОСТНОГО ПРИВОДА НЕФТЯНОГО СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО ВИНТОВОГО НАСОСА

Полезная модель относится к гидравлическому приводу и предназначена для поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Известна гидравлическая система поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса модели VH 40 HP 5.6T фирмы Kudu Industries Inc.[Винтовые насосы фирмы KUDU для нефтяных скважин / Под редакцией инженера-нефтяника фирмы KUDU Industries Inc. Bob Gaymard, январь 2001 г., стр.53, 62, 63; Kudu Electric and Hydraulik Driveheads. Брошюра фирмы KUDU Industries Inc., стр.1, 2; KUDU Power Units. Брошюра фирмы KUDU Industries Inc., стр.1, 2, 3, 4], выбранная в качестве прототипа, содержащая насос, соединенный с валом приводного двигателя, образуя отдельно стоящую насосную установку, причем насос соединен трубопроводами или рукавами с гидравлическим мотором, который посредством ременной передачи связан с приводным валом вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса. При работе поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса, вращающий момент передается гидравлической системой и ременной передачей от приводного двигателя на приводной вал вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса. Регулирование скорости вращения вала вращателя осуществляется изменением расхода рабочей жидкости подаваемой к гидравлическому мотору.
Недостатками прототипа являются:
во-первых, передача вращающего момента от гидравлического мотора на приводной вал вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса через ненадежную ременную передачу;
во-вторых, использование трубопроводов или рукавов для соединения насосной установки и гидравлического мотора, что увеличивает размеры гидравлической системы, повышает трудозатраты и усложняет монтаж, а также техническое обслуживание поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Задачей полезной модели является создание гидравлической системы поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса, позволяющей повысить надежность передачи вращающего момента от приводного двигателя на приводной вал вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса, уменьшить размеры гидравлической системы, снизить трудозатраты и сложность монтажа, а также технического обслуживания поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Поставленная задача решена за счет того, что гидравлическая система поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса, также как в прототипе, содержит насос, соединенный с приводным двигателем и гидравлический мотор.
Согласно полезной модели гидравлическая система выполнена моноблочной конструкцией, в которой нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор объемно замкнут с регулируемьм насосом гидролиниями, к которым подключено гидроустройство, связанное гидролинией с механизмом управления регулируемого насоса. Вал вспомогательного насоса гидроустройства соединен с валом регулируемого насоса. Нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор соединен с приводным валом вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
На фиг.1 приведена схема заявляемой полезной модели.
Гидравлическая система 1 поверхностного привода 2 нефтяного скважинного штангового винтового насоса представляет собой гидропривод моноблочной конструкции с замкнутым потоком и машинным управлением. Гидравлическая система содержит регулируемый насос 3 и связанный с ним гидролиниями 4 и 5 нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор 6. Вал регулируемого насоса 3 соединен с валом приводного двигателя 7 и валом вспомогательного насоса (на фиг.1 не показан) гидроустройства 8. Нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор 6 соединен с приводным валом вращателя 9 колонны насосных штанг 10 нефтяного скважинного штангового винтового насоса. Гидроустройство 8 подключено к гидролиниям 4 и 5 и связанно гидролинией 11 с механизмом управления 12 регулируемого насоса 3.
В качестве приводного двигателя 7 может быть использован трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором предназначенный для привода станков-качалок [Технический каталог 2008 г. ОАО «Владимирский электромоторный завод», стр.85].
В качестве регулируемого насоса 3 может быть использован аксиально-поршневой регулируемый насос со встроенными механизмом управления 12 и гидроустройством 8 [Объемные гидромеханические передачи: Расчет и конструирование / О.М.Бабаев, Л.Н.Игнатов, Е.С.Кисточкин и др. Под общ. ред. Е.С.Кисточкина. - Л.: Машиностроение, 1987, стр.32, 33, 51, 52]. Принципиальные схемы гидроустройства 8 и механизма управления 12 регулируемого насоса 3 известны [Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. - М.: Машиностроение, 1987, стр.416,417,434,435].
В качестве нерегулируемого высокомоментного гидравлического мотора 6 может быть использован высокомоментный радиально-поршневой нерегулируемый гидравлический мотор [Объемные гидравлические приводы / Т.М.Башта, И.3.Зайченко, В.В.Ермаков, Е.М.Хаймович. Под общ. ред. Т.М.Башты. - М.: Машиностроение, 1969, стр.236,237,238].
При работе поверхностного привода 2 нефтяного скважинного штангового винтового насоса, вращающий момент передается от вала приводного двигателя 7 на вал регулируемого насоса 3 гидравлической системы 1. При этом регулируемый насос 3 нагнетает рабочую жидкость из гидролинии 5 в гидролинию 4, по которой рабочая жидкость поступает к нерегулируемому высокомоментному гидравлическому мотору 6. В гидравлическом моторе 6 энергия потока рабочей жидкости преобразуется во вращающий момент, при этом скорость вращения вала гидравлического мотора 6 зависит от величины подачи регулируемого насоса 3. Гидравлическим мотором 6 рабочая жидкость возвращается в гидролинию 5. От гидравлического мотора 6 вращающий момент передается на приводной вал вращателя 9 колонны насосных штанг 10 нефтяного скважинного штангового винтового насоса. Регулируемый насос 3, гидролиния 4, нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор 6 и гидролиния 5 образуют замкнутый поток рабочей жидкости. Гидроустройством 8 осуществляется восполнение утечек рабочей жидкости в замкнутом потоке, предохранение замкнутого потока от чрезмерно высокого давления и питание рабочей жидкостью механизма управления 12 регулируемого насоса 3.
По сравнению с прототипом заявляемая гидравлическая система отличается компактностью и применением высокомоментного гидравлического мотора для передачи вращающего момента на приводной вал вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса.
Предложенная полезная модель позволяет повысить надежность передачи вращающего момента от приводного двигателя на приводной вал вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного винтового насоса, уменьшить размеры гидравлической системы, снизить трудозатраты и сложность монтажа, а также технического обслуживания поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса.