Устройство регулировочное для установки динамометра на траверсе канатной подвески станка-качалки

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к приспособлениям к системам измерения для устьевых приводов скважинных глубинных насосов.
Известно устройство для динамометрирования (патент на ПМ RU №183189, МПК F04B 47/02, F04B 49/00, опубл. 13.09.2018 Бюл. №26), представляющее собой датчик нагрузки, к которому проводами подключен электронный блок, причем внутри корпуса электронного блока размещен элемент питания и электронный модуль, при этом в последнем расположен радиоканал для передачи данных и NFC-метка.
Недостатками данного устройства является узкая область применения, так как для различных типоразмеров штанг и станков-качалок нужно изготавливать специализированный корпус для датчика нагрузки и перепрограммировать электронный блок под соответствующие массы, движущихся деталей привода.
Известно также устройство для динамометрирования скважинного штангового насоса (патент на ПМ RU №184392, МПК G01L 1/20, E21B 47/00, опубл 24.10.2018 Бюл. №30), содержащее упругий элемент, установленный между траверсой и стопором полированного штока и узел замера параметров, причем устройство дополнительно снабжено двумя пластинами с отверстиями 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.
Недостатками данного устройства является узкая область применения, так как для различных типоразмеров штанг и станков-качалок нужно изготавливать специализированные измерительные пластины и втулку для корректного измерения, а также защиты от больших нагрузок, в том числе и ударных, которые могут привести к поломке измерительных пластин.
Наиболее близким по технической сущности является устройство соединения колонны штанг с наземным приводом (патент RU №2766128, МПК F04B 47/02, опубл. 08.02.2022 Бюл. №4), включающее нижнюю траверсу, соединенную соосно с верхом полированного штока колонны штанг с возможностью продольного перемещения вверх, верхнюю траверсу, соединенную соосно с тягой привода с возможностью продольного перемещения вниз, и боковыми продольными штоками, соединенными соответствующими концами с верхней и нижней траверсами, причем полированный шток соединен с нижней траверсой при помощи полой втулки с внутренней конусной поверхностью, сужающейся сверху-вниз, под клинья, фиксирующие верх полированного штока, и внутренней резьбой сверху под установочную гайку, опирающуюся сверху на торец полированного штока, между полой втулкой и нижней траверсой установлен упругий демпфер с датчиком нагрузки, который функционально связан с блоком управления привода, а конец каждого штока оснащен соответственно верхним и нижним упорами, расположенными соответственно сверху верхней и снизу нижней траверс, в которые штоки вставлены с возможностью ограниченного упорами продольного перемещения, при этом между верхним упором каждого штока и верхней траверсой установлен упругий демпфер.
В данном устройство демпфер с датчиком нагрузки (динамометром) установлен между верхней и нижней траверсой, с возможностью опоры на нижнюю траверсу и втулкой фиксации полированного штока.
Недостатками данного устройства является узкая область применения, так как для различных типоразмеров штанг и станков-качалок нужно изготавливать специализированный демпфер со специализированным датчиком нагрузки и втулку для корректного измерения, а также защиты от больших нагрузок, в том числе и ударных, которые могут привести к поломке датчика нагрузки (динамометром).
Технической задачей предлагаемого технического решения является создание конструкции устройства регулировочного для установки динамометра на траверсе канатной подвески станка-качалки, позволяющего использовать на любых типах типоразмеров штанг и станков-качалок любых динамометров за счет установки предлагаемого устройства регулировочного между динамометром и траверсой.
Техническая задача решается устройством регулировочным для установки динамометра на траверсе канатной подвески станка-качалки, устанавливаемом между нижней траверсой и динамометром и включающем в себя станину с внутренним продольным П-образным пазом, заглушенным направляющим основанием снизу, отверстием в торце этого паза и симметричным возвышением со стороны торца, причем возвышения выполнены в виде ступенек, опускающихся от торца к середине станины с вертикальным шагом, равным интервалу регулировки динамометра, вставленную с открытой стороны П-образного паза с возможностью продольного перемещения по направляющему основанию плашку с регулировочным винтом, который вставлен в отверстие торца станины и оснащен регулировочной гайкой, расположенный снаружи торца, причем плашка выполнена в виде ступенек, опускающихся к винту с шагом, аналогичным шагу ступенек возвышений станины.
Новым также является то, что станина оснащена с одной стороны длинного края двумя симметричными выступами с отверстиями для фиксации на нижней траверсе, причем расстояние между выступами не менее диаметра полированного штока.
На фиг. 1 изображено устройство, установленное на траверсе поперечно и ступеньками вниз.
На фиг. 1 изображено устройство с частичным осевым разрезом, установленное на траверсе продольно и ступеньками вверх.
На фиг. 3 изображена станина в изометрии.
На фиг.4 изображено устройство в сборе в изометрии.
На фиг. 5 изображено устройство в сборе с симметричными выступами в изометрии.
Устройство регулировочное для установки динамометра 1 (фиг. 1 и 2) на траверсе 2 (на конструкцию траверсы 2 авторы не претендуют) канатной подвески 3 станка-качалки (не показан) установлено между нижней траверсой 4 и динамометром 1 (на конструкцию динамометра авторы не претендуют). Устройство включает в себя станину 5 (фиг. 3) с внутренним продольным П-образным пазом 6, заглушенным направляющим основанием 7 снизу, отверстием 8 в торце 9 этого паза и симметричным возвышением 10 со стороны торца 9. Причем возвышения 10 выполнены в виде ступенек 11, опускающихся от торца 9 к середине станины 5 с вертикальным шагом h равным интервалу регулировки (берется из паспорта динамометра) динамометра 1. С открытой стороны П-образного паза 6 вставлена с возможностью продольного перемещения по направляющему основанию 7 плашка 12 (фиг. 4 и 5) с регулировочным винтом 13, который вставлен в отверстие 8 (фиг. 3) торца 9 станины 5 и оснащен регулировочной гайкой 14 (фиг. 4 и 5), расположенный снаружи торца 9. Плашка 12 выполнена в виде ступенек 15, опускающихся к винту с шагом h, аналогичным шагу h ступенек 11 (фиг. 3) возвышений 10 станины 5.
Станина 5 (фиг. 5) может быть оснащена с одной стороны длинного края двумя симметричными выступами 16 с отверстиями 17 для фиксации на нижней траверсе 4 (фиг. 2), причем расстояние L (фиг. 5) между выступами 16 должно быть не менее диаметра d полированного штока 18 (фиг. 2) (L>d), соединяющего траверсу 2 и для возможности установки с охватом выступами 16 полированного штока 18 (фиг. 2).
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на фиг. 1 - 5 не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
Сначала собирают устройство, для чего с открытой стороны П-образного паза 6 (фиг. 3) станины 5 на направляющее основание 7 с возможностью продольного перемещения устанавливают плашку 12 (фиг. 4 и 5) так, чтобы регулировочный винт 13 попал в отверстие 8 (фиг. 3) торца 9. Снаружи торца 9 на выступающий конец регулировочного винта 13 (фиг. 4 и 5) накручивают гайку 14.
После этого на собранную траверсу 2 (фиг. 1 и 2) канатной подвески 3 устанавливают устройство между нижней траверсой 4 и динамометром 1. Устройство может быть установлено поперечно (фиг. 1) относительно нижней траверсы 4 или - продольно (фиг. 2), ступеньками 11 и 15 вниз (фиг. 1) или - вверх (фиг. 2) в зависимости от конструкции траверсы 2 (фиг. 1 и 2) и удобства установки. Вращением гайки 14 (фиг. 4 и 5) на винте 13 обеспечивают сближение возвышений 10 (фиг. 1 и 2) станины 5 и плашки 12, регулируя подъем динамометра 1 благодаря ступенькам 11 и 15 до получения зазора меньшего или равного интервалу регулировки между верхней опорой (показана условно) динамометра 1 и заделкой 19 полированного штока 18 или верхней траверсой 20 (в зависимости от конструкции траверсы 2). После чего вращением гайки 14 (фиг. 4 и 5) на винте 13 обеспечивают охват соответствующими ступенями 11 и 15 нижней траверсы 4 (фиг. 1) с фиксацией на ней станины 5 или нижней опоры (показана условно) динамометра 1 (фиг. 2). При охвате нижней опоры динамометра 1 фиксация станины ненадежно, так как сам динамометр 1 может быть не зафиксирован на траверсе 2, для повышения надежности выступы 16 (фиг. 5) станины 5 располагают на нижней траверсе 2 (фиг. 2) и фиксируют при помощи болтов 21, шпилек с гайками, болтов с гайками (последние не показаны), вставляемых в отверстия отверстий 17 (фиг. 5) выступов 16 и сквозные пазы или отверстия 22 (фиг. 2) нижней траверсы 4, обеспечивая надежное крепление станины 5.
Регулировкой динамометра 1 (фиг. 1 и 2) выбирают оставшийся зазор между верхней опорой динамометра 1 и заделкой 19 полированного штока 18 или верхней траверсой 20 (в зависимости от конструкции траверсы 2). С таким устройством возможна установка динамометра 1 (фиг. 1 и 2) любой известной конструкции, имеющей верхнюю и нижнюю опоры, и на любую траверсу 2 с любым полированным штоком 18, соединенным с колонной штанг.
После чего станок-качалку запускают в работу и с динамометра 1 снимают нагрузочные параметры, действующие на полированный шток 18 (фиг. 5) и колонну штанг (не показаны), соединенную с полированным штоком 18.
Предлагаемое устройство регулировочное для установки динамометра на траверсе канатной подвески станка-качалки позволяет использовать на любых типах типоразмеров штанг и станков-качалок, любых динамометров за счет установки предлагаемого устройства регулировочного между динамометром и траверсой.