Групповой цепной привод для скважин, оборудованных штанговым глубинным насосом

Полезная модель относится к области к нефтедобывающей промышленности, в частности к приводным устройствам, и может быть использована для одновременного подъема жидкостей штанговыми глубинными насосами из двух скважин с использование одного привода.
В качестве аналогов представлены описанные в документах CN203742563 и CN103603635 цепные привода.
Известен привод цепной скважинного насоса CN203742563 «Ultra-long-stoke four-chain thickened oil exploitation double-well pumping unit» (МПК: E21B 43/00; опубл. 30.07.2014, патентообладатель: UNIV CHINA PETROLEUM).
Полезная модель относится к устройству для добычи нефти, в частности, к четырехцепному приводному узлу со сверхдлинным ходом для добычи вязкой нефти на двух скважинах. Согласно предложенному техническому решению, четырехцепной привод узла со сверхдлинным ходом для добычи вязкой нефти на двух скважинах содержит трансмиссионную часть, реверсивную часть, главную стойку, нижнее реверсивное колесо, главный стальной трос, вспомогательный стальной трос, главное реверсивное колесо, переходное реверсивное колесо, вспомогательное реверсивное колесо и вспомогательную стойку, причем нижний конец реверсивной рамы соединен с главным стальным тросом, который обходит последовательно нижнее реверсивное колесо и главное реверсивное колесо, нижняя часть главного стольного троса соединена с валом цепного привода, верхний конец реверсивной рамы соединен со вспомогательным стальным тросом, который обходит последовательно переходное реверсивное колесо и вспомогательное реверсивное колесо, нижняя часть вспомогательного стального троса соединена с валом цепного привода, реверс обеспечивается посредством вертикального поступательного перемещения реверсивной рамы, таким образом осуществляется добыча нефти. Благодаря предложенному узлу устранены недостатки традиционных цепных приводов, такие как малая подъемная способность, подверженность к повреждению реверсивной рамы, низкая эффективность добычи нефти. Преимуществами предложенного решения являются упрощение конструкции, возможность эксплуатации двух скважин одним приводом, высокая эффективность добычи нефти, стабильность трансмиссии, увеличенная подъемная способность, увеличенный срок службы. Особенно актуальны данные преимущества при добыче глубокозалегающей высоковязкой нефти.
Недостатками данной конструкции является наличие 4 цепей, которые снижают надежность устройства в 2 раза. Также на данном устройстве невозможно производить индивидуальную регулировку параметров работы каждой скважины. Недостатком данного привода является также прохождение стального каната на высоте, что не позволяет своевременно производить осмотр каната с целью выявления дефектов (вопрос безопасности обслуживающего персонала не проработан).
CN103603635 «Novel double-chain twin-well pumping unit» (МПК: E21B43/00; опубл. 26.02.2014, заявитель: UNIV CHINA PETROLEUM).
Изобретение относится к приводному узлу, в частности к модернизированному двухцепному двухскважинному приводному узлу, содержащему главную машинную раму, верхние цепные колеса, цепи, нижние цепные колеса, большие ременные колеса, ремни, малые ременные колеса, ведущую коническую шестерню, ведомые конические шестерни, электродвигатель, направляющий шкив, вспомогательную машинную раму, стальные канаты, приводные валы, центрирующие направляющие, реверсивную раму, скользящие рельсы и скользящие блоки. Нижние цепные колеса соединены коаксиально с большими ременными колесами, которые соединены с малыми ременными колесами посредством ремней, причем малые ременные колеса коаксиально соединены с ведомыми коническими шестернями, ведущая коническая шестерня соединены с выходным валом электродвигателя, стальные тросы расположены на двух направляющих шкивах, один из концов стального троса соединен с соответствующим приводным валом, а другой конец с реверсивной рамой, нижняя поверхность которой жестко закреплена на другом приводном валу, а боковая поверхность жестко закреплена на скользящих рельсах, центрирующие направляющие проходят через реверсивную раму и закреплены на главной машинной раму, скользящие блоки расположены на скользящих рельсах и жестко закреплены штыревыми осями цепи. Предложенный узел характеризуется длинным ходом и увеличенной нагрузкой. Нефть попеременно добывается из двух скважин, причем приводной узел имеет высокую добывающую эффективность и сохраняет больше энергии.
Недостатками данной конструкции является отсутствие возможности производить индивидуальную регулировку параметров работы каждой скважины. Недостатком данного привода является также прохождение стального каната на высоте, что не позволяет своевременно производить осмотр каната с целью выявления дефектов (вопрос безопасности обслуживающего персонала не проработан). Также одним из минусов данного устройства можно отметить отсутствие возможности производить подземный ремонт одной скважины без остановки второй и необходимости производить демонтаж данного привода для постановки бригад подземного ремонта.
Наиболее близким к заявляемому устройству является привод скважинного насоса CN 201794555 «Combined pumping unit» (МПК: Е21В 43/00; опубл. 13.04.2011, патентообладатель: ZHI GAO).
Полезная модель представляет собой комбинированный привод насоса. Комбинированная насосная установка характеризуется наличием пьедестала, шкафа балансировки веса, подставки, вешалки для веревки, головного шкива, троса трансмиссии, приводного колеса, опоры стойки, двигателя, входной муфты, выходной муфты, редуктор, электрический шкаф управления, прижимной силовой агрегат, блоки для подставки с головным шкивом и т.п., причем блок питания с призами и узлы стойки с головным шкивом представляют собой две группы независимого оборудования, которые могут быть разделены и объединены; два узла подставки для шкивов симметрично расположены на двух сторонах призового силового агрегата с образованием блока накачки с двойной скважиной; и однокаскадная насосная установка формируется путем снятия одного блока подставки для шкивов. Когда две скважины объединены, две скважины перетаскиваются одним двигателем и обмениваются одним ведущим колесом, а нагрузки двух скважин работают так, что нагрузки являются балансировочными весами друг с другом, поэтому цепь передачи насосного агрегата сокращается, а эффективность всего блока улучшается для достижения цели экономии энергии. Насосный агрегат удобно разбирать, собирать, транспортировать и поддерживать в целом, подходит для поочередно извлеченной рабочей зоны и уменьшает общее количество установленных насосных агрегатов.
Недостатками данной конструкции является отсутствие возможности производить индивидуальную регулировку параметров работы каждой скважины. Недостатком данного привода является также прохождение стального каната на высоте, что не позволяет своевременно производить осмотр каната с целью выявления дефектов.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является необходимость использования в соседних скважинах одного привода штангового глубинного насоса. Уменьшить число энергопотребляемой аппаратуры с сохранением высоких энергетических параметров привода, что позволяет повысить надежность работы, уменьшить металлоемкость, снизить энергопотребление и упростить обслуживание при эксплуатации. Снизить затраты на покупку оборудования и обустройство скважин.
Для решения поставленной технической задачи разработан групповой цепной привод для скважин, оборудованных штанговым-глубинным насосом, состоящий из двух основных частей цепного привода и стойки акцептора, соединенных между собой канатами. Стальной канат, служащий приводным для скважины акцептор, крепится к нижней части противовеса цепного привода, далее канат, огибая шкивы, установленные в нижней части привода, закрепляются на наматыватель, который в свою очередь позволяет производить индивидуальную регулировку параметров работы скважин. Стойка, монтируемая на скважине, акцептор состоит из каркаса с закрепленными в верхней части шкивами, служащие направляющими для стального каната.
Новым является возможность установки индивидуальных параметров работы для каждой скважины с помощью наматывателя. Нахождение приводного каната в нижней части позволяет увеличить безопасность обслуживающего персонала и обеспечить контроль за состоянием стальных канатов. Также отличительной является возможность постановки бригады подземного ремонта без демонтажа цепного привода и стойки акцептора, для этого необходимо передвинуть с помощью ручной лебедки и отодвинуть подрамник.
На фиг. 1 изображен общий вид привода «Групповой цепной привод для скважин, оборудованных штанговым-глубинным насосом»; на фиг. 2 - схема стойки акцептора; на фиг. 3 - схема блока роликов.
Групповой цепной привод для скважин, оборудованных штанговым-глубинным насосом, состоит из двух модулей: цепного привода 1 и стойки акцептора 2 совмещенный с наматывателем 3. Данные модули соединены между собой стальным канатом 4. Цепной привод 1 установлен на фундаментные блоки 5 и подрамник 6. Подрамник 6 служит опорой передней части цепного привода 1 и при необходимости проведения подземного ремонта скважин легко демонтируется в сторону от устья скважины. Акцептор 7 состоит из стойки 2, шкива 8 и наматывателя 3.
Групповой цепной привод для скважин, оборудованных штанговым-глубинным насосом, работает следующим образом.
Для подъема жидкости из двух соседних скважин цепной привод 1 монтируется на блоки на скважине донор, а стойка акцептора 2 на соседней скважине. Цепной привод 1 оснащен электродвигателем 9, редуктором 10, стойкой 11, преобразующим механизмом 12, блоком шкивов 8, цепной передачей и канатной подвеской 13. Принцип работы заключается в передачи возвратно-поступательного движения колоннам штанг 14 в соседних скважинах. При подъеме колонны штанг 14 на скважине доноре вверх происходит движение вниз колонны штанг 14, под свои весом, на скважине акцепторе. Система уравновешивается и производит полезную работу в обоих направлениях. При движении колонны штанг на скважине доноре вверх через блок шкивов 8, установленных верхней части цепного привода 1, с помощью стального каната 4 возвратно поступательное движение передается через блок шкивов 15, установленным под цепным приводом 1 и передается на наматыватель 3. В свою очередь наматыватель 3 преобразует параметры работы основного цепного привода 1 в необходимые для скважины акцептора 2 и через блок шкивов 8, установленных на стойке 2 акцептора передает возвратно-поступательное движение колонне штанг 14 в скважине акцептор. Таким образом, происходит один цикл, за который добывается скважинная жидкость с двух скважин с помощью группового цепного привода 1. Цикл повторяется и обеспечивается непрерывная добыча скважинной продукции. При необходимости изменения параметров работы скважин производится регулировка наматывателя 3.
При выходе скважин в подземный ремонт производится следующие: цепной привод 1 освобождается от болтового крепления его к блокам и с помощью ручной лебедки отодвигается от устья скважины в сторону скважины акцептора и убирается подрамник 6. После отодвигания цепного привода канат перецепляется к наматывателю и таким образом скважина акцептор остается в работе, в то время как на соседней скважине производится ремонт. В случае ремонта скважины акцептора необходимо лишь отодвинуть стойку акцептора 2 в сторону скважины донора и освободить стальной канат от наматывателя 3.
В процессе работы обеспечивается свободный доступ не только к штокам и муфтам, но и к стальному канату для его своевременного осмотра. Для исключения травмирования между стойкого цепного привода и стойкой акцептора 2 устанавливается защитное ограждение.
Техническая схема группового цепного привода для скважин, оборудованных штанговым-глубинным насосом, модернизированы таким образом, что позволяет работать и регулировать режимы работы (количество качаний в минуту, длину хода) каждой скважины совершенно автономно, в зависимости от условий добычи с каждого продуктового пласта разных скважин.
В электрической схеме предусмотрена защита от перегрузок при превышении номинальных токов и фиксация параметров работы устройства.
Заявляемый групповой цепной привод для скважин, оборудованных штанговым-глубинным насосом, изготовлен на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.
Предлагаемый групповой цепной привод для скважин, оборудованных штанговым-глубинным насосом, позволяет одновременно добывать жидкость штанговыми глубинными насосами из двух продуктовых пластов соседних скважин, обеспечить индивидуальные параметры работы скважин, повысить надежность работы путем уравновешивания системы, уменьшить металлоемкость, снизить энергопотребление и упростить обслуживание при эксплуатации.