УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМОМЕТРИРОВАНИЯ СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения усилий, прилагаемых к полированному штоку станка-качалки штангового глубинного насоса, применяемого при нефтедобыче.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство для динамометрирования скважинного штангового насоса, содержащее упругий элемент, установленный между траверсой и стопором полированного штока и узел замера параметров. (см. патент RU №2221227 опубл. 10.01.2007)
Недостатками известного устройства являются его сложность, трудоемкость изготовления, низкая надежность, нестабильность показаний, частые отказы в эксплуатационных условиях работы.
Технической задачей предлагаемого устройства является повышение надежности, упрощение конструкции.
Для этого устройство для динамометрирования скважинного штангового насоса, содержащее упругий элемент, установленный между траверсой и стопором полированного штока и узел замера параметров, дополнительно снабжено двумя пластинами с отверстием под полированный шток, причем пластины расположены между траверсой и стопором полированного штока, упругий элемент выполнен в виде не менее двух тарельчатых пружин, установленных между пластинами и снабженных отверстиями под полированный шток, при этом между пластинами установлена втулка, внутри которой расположен полированный шток, причем на каждом ее торце диаметрально выполнены два паза, в которые помещены выступы, выполненные в соответствующей пластине, а узел замера параметров установлен на одной из пластин и выполнен в виде датчика измерения расстояния между пластинами.
Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что устройство дополнительно снабжено двумя пластинами с отверстием под полированный шток, причем пластины расположены между траверсой и стопором полированного штока, упругий элемент выполнен в виде не менее двух тарельчатых пружин, установленных между пластинами и снабженных отверстиями под полированный шток, при этом между пластинами установлена втулка, внутри которой расположен полированный шток, причем на каждом ее торце диаметрально выполнены два паза, в которые помещены выступы, выполненные в соответствующей пластине, а узел замера параметров установлен на одной из пластин и выполнен в виде датчика измерения расстояния между пластинами.
Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства динамометрирования с разрезом, на фиг. 2 составные элементы устройства в аксонометрии в сборочной последовательности. Устройство для динамометрирования скважинного штангового насоса содержит упругий элемент 1, установленный между траверсой 2 и стопором 3 полированного штока 4. Устройство дополнительно снабжено двумя пластинами 5, 6 с отверстиями 7 под полированный шток 4. Пластины 5, 6 расположены между траверсой 2 и стопором 3 полированного штока 4. Упругий элемент 1 выполнен в виде не менее двух тарельчатых пружин, установленных между пластинами 5, 6 и снабженных отверстиями 8 под полированный шток 4. Между пластинами 5, 6 установлена втулка 9, внутри которой расположен полированный шток 4. На каждом торце втулки 9 диаметрально выполнены два паза 10, в которые помещены выступы 11, выполненные в соответствующих пластинах 5, 6. Узел замера параметров установлен на одной из пластин 5, 6 и выполнен в виде датчика 12 измерения расстояния между пластинами 5, 6. Устройство снабжено шаровой шайбой 13 Работа устройства заключается в следующем.
Усилие на полированном штоке 4 передается на пластину 5 через шаровую шайбу 13, через пластину 5 на упругий элемент 1. Шаровая шайба 13 предназначена для устранения перекоса между нижней плоскостью стопора 3 и верхней плоскостью траверсы 2. Втулка 9 препятствует развороту пластин 5,6 относительно друг друга при непрерывных циклических нагрузках. Деформация упругого элемента 1 пропорциональна усилию и приводит к изменению зазора между узлом замера параметров в виде датчика 12 и пластиной 6. Измеренный зазор в узле замера параметров датчиком 12 пересчитывается в усилие. Циклическое, возвратно-поступательное движение полированного штока порождает изменяющийся во времени электрический сигнал, пропорциональный силе, действующей на на полированный шток 4. Использование в устройстве тарельчатых пружин и датчика измерения перемещений повышает стабильность показаний и надежность устройства.
Пример.
Для проведения опытно-промышленных испытаний была изготовлена опытная партия устройств со следующими характеристиками:
- наружный диаметр тарельчатой пружины - 100 мм;
- толщина пружины - 6 мм;
- количество пружин - 4 (параллельно-последовательная схема);
- номинальная нагрузка - 10 т;
- максимальная нагрузка - 20 т;
- рабочий ход пружины при номинальной нагрузке - 2 мм;
- в качестве узла замера параметров использован индуктивный преобразователь перемещения с диапазоном измерения 1-4 мм.
Проведенные испытания подтвердили заявленные технические характеристики, а именно повышение надежности и стабильности в работе.