ГЛУБИННАЯ СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

ГЛУБИННАЯ СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА


RU (11) 2118708 (13) C1

(51) 6 F04B47/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96116366/06 
(22) Дата подачи заявки: 1996.08.08 
(45) Опубликовано: 1998.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, авторское свидетельство, 514507, кл. F 04 B 47/02, 1977. SU, авторское свидетельство, 909299, кл. F 04 B 47/02, 1982. 
(71) Заявитель(и): Челябинский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Агеев Л.М.; Храмов Р.А.; Новиков А.Г.; Сокол А.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Челябинский государственный технический университет 

(54) ГЛУБИННАЯ СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА 

Глубинная скважинная насосная установка предназначена для использования в нефтяной промышленности при получении нефти с использованием плунжерных насосов. Установка состоит из плунжерного насоса, наземного привода с барабанами, пакета, установленного между плунжером насоса и барабанами привода. Компенсатор содержит цилиндрический корпус, по меньшей мере одно зубчатое колесо, зубья которого входят в зацепления с двумя зубчатыми рейками. Одна из реек может быть закреплена в корпусе неподвижно или они могут быть выполнены обе подвижными в корпусе. Корпус может состоять из двух половин и на части внутренней поверхности каждой половины может быть выполнена рейка. Зубчатые колеса находятся в зацеплении однавременно с рейками, выполнеными на внутренней поверхности полосообразного сердечника, установленного на оси корпуса с возможностью перемещения вдоль оси плунжера насоса. Внешние ленты витков закреплены на подвижной рейке, оси цилиндрических колес соединены с плунжером насоса. Внутренние ленты витков при одной подвижной ленте связаны с корпусом, а при двух подвижных рейках - с второй подвижной рейкой. Существенно повышается долговечность гибкого тягового органа, а значит и всей установки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к глубинным насосным установкам, и может быть использовано в нефтяной промышленности.

Известна скважинная насосная установка, содержащая плунжерный насос, наземный привод с барабанами и гибким тяговым органом, соединенным одним концом с барабаном, а вторым концом со штангами насоса, выполненными в виде труб [1].

Недостатком указанной установки является низкая надежность устройства ввиду частых поломок штанг, малая производительность, а также сложность конструкции.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является глубинная насосная установка, содержащая плунжерный насос, наземный привод с барабаном и гибким тяговым органом в виде пакета лент [2]. Один конец пакета закреплен на барабане, а второй связан с плунжером насоса через направляющий ролик. Привод снабжен компенсатором длин лент пакета, выполненным в виде балансира с закрепленными по его концам дополнительными направляющими блоками.

Эта установка имеет следующие недостатки:

- в виду конструктивных возможностей установки диаметры дополнительных огибающих блоков в несколько раз меньше диаметра барабана, что приводит к возникновению в огибающих их лентах тягового органа напряжений от изгиба, в несколько раз превышающих аналогичные напряжения на барабане;

- гибкий тяговый орган за один ход плунжера подвергается перегибу три раза (барабан - дополнительные блоки - направляющий ролик), что существенно снижает их усталостную прочность и грузоподъемность. Таким образом, в гибком тяговом органе известной установки напряжения от изгиба лент увеличивается пропорционально отношению диаметра барабана к диаметру направляющих роликов, а число циклов нагружения лент за один ход плунжера возрастает пропорционально числу перегибов лент на направляющих блоках. В результате этого рассматриваемое техническое решение приводит к весьма существенному снижению усталостной прочности (долговечности) гибкого тягового органа и уменьшению грузоподъемности установки.

Решаемая изобретением задача - увеличение предельных тяговых усилий и повышение усталостной прочности, а, следовательно, долговечности гибкого тягового органа, а значит всей установки.

Поставленная задача достигается тем, что в глубинной скважинной насосной установке, содержащей плунжерный насос, наземный привод по крайней мере с одним барабаном и тяговым органом в виде пакета лент, компенсатор длин лент пакета, установленный между плунжером и приводом насоса, согласно изобретению компенсатор содержит по меньшей мере одно зубчатое колесо, зубья которого входят в зацепление с двумя рейками, расположенными по обе стороны от него и установленными в корпусе, при этом по меньшей мере одна из реек выполнена подвижно вдоль продольной оси корпуса, причем внешние ленты витков соединены с подвижной рейкой, ось зубчатого колеса - с плунжером насоса, а внутренние ленты при одной подвижной ленте связаны с корпусом, а при двух подвижных лентах - со второй подвижной рейкой. В установке с одним барабаном и с пакетом из трех лент средняя лента витков соединена с осью зубчатого колеса при обеих подвижных рейках. В установке с двумя барабанами компенсатор содержит по меньшей мере два зубчатых колеса, две неподвижные рейки, выполненные на части внутренней поверхности состоящего из двух половин цилиндрического корпуса и две подвижные рейки, выполненные на внутренних полках образного сердечника, установленного по оси корпуса и сопряженного внешними полками с частью внутренней поверхности цилиндрического корпуса.

Исключение в предлагаемой установке направляющих блоков, в которых возникающие напряжения в несколько раз превышают аналогичные напряжения на барабане, позволит обеспечить равномерное нагружение лент пакета при изменении их длин в ходе смотки с барабана. Это снизит усталостную прочность лент пакета, повысит их грузоподъемность и долговечность, что увеличит надежность и срок службы установки в целом.

Предлагаемая насосная установка проиллюстрирована на фиг. 1 - 5, где на фиг. 1 показан общий вид установки, на фиг. 2 - конструкция компенсатора в установке с одним барабаном и одной подвижной рейкой; на фиг. 3 - конструкция компенсатора в установке с одним барабаном и пакете из трех лент; на фиг. 4 - то же, с двумя барабанами с двумя подвижными и двумя неподвижными рейками; на фиг. 5 - сечение А-А фиг. 2; на фиг. 6 - сечение А-А фиг. 4.

Установка состоит из плунжерного насоса 1, наземного привода с двумя барабанами 2, 3 пакета 4 лент, соединяющего барабаны 2, 3 с плунжером насоса 1, компенсатора 5 длин лент пакета 4. Компенсатор 5 установлен между плунжером насоса 1 и барабанами 2, 3 привода. Компенсатор 5 состоит из цилиндрического корпуса 6, зубчатых колес 7, двух реек 8 и 9. В первом исполнении рейка 8 закреплена в корпусе 6 неподвижно (фиг. 2). Рейка 9 выполнена подвижной вдоль продольной оси корпуса 6. Колеса 7 посредством тяг 10 связаны с плунжеров насоса 1. Пакет лент состоит из двух лент 11 и 12. Сама установка содержит один барабан 2 или 3. Если установка содержит барабан 2, то внешняя по отношению к барабану 2 лента 11 его витка соединена с подвижной лентой 9, а внутренняя лента 12 закреплена на неподвижной рейке 8, неподвижно установленной в корпусе 6.

По второму исполнению (фиг. 3) рейки 8 и 9 выполнены обе подвижными вдоль продольной оси корпуса 6. При наличии в установке только одного барабана (например, барабана 2) и пакете 4 из трех лент внешние ленты 11 и внутренние ленты 12 закреплены на соответствующих подвижных рейках 9 и 8. Средняя лента 13 соединена с зубчатыми колесами 7.

В установке с двумя барабанами 2 и 3 и пакете 4 из четырех лент (по две с каждого барабана) корпус 6 компенсатора 5 состоит из двух половин (фиг. 4 и 6), на части внутренней поверхности которых выполнены рейки 14 и 15. Две рейки 16 и 17 выполнены на внутренней поверхности полос образного сердечника 18, установленного по оси корпуса 6 и сопряженного внешней поверхностью полок с оставшейся частью внутренней поверхности цилиндрического корпуса 6. образный сердечник 18 установлен в корпусе 6 с возможностью перемещения вдоль оси продольной оси плунжера относительно корпуса 6. Зубчатые колеса 7 находятся в зацеплении одновременно с зубьями реек 15, 16 и 14, 17. Зубчатые колеса 7 соединены тягами 19 с плунжером насоса 1. Внешние ленты 20 соединены с подвижными рейками 16 и 17, внутренние ленты 21 - с корпусом 6.

Установка работает следующим образом.

При включении привода на опускании плунжера насоса 1 при пакете 4 из двух лент 11 и 12 с одного барабана 2 в ходе размотки увеличение длины внешней ленты 11 происходит быстрее, чем внутренней ленты 12. При этом рейка 9 движется в корпусе 6 компенсатора 5 вниз, а зубчатые колеса 7 перекатываются по рейке 8. Происходит выравнивание нагружения лент 11 и 12 при ходе плунжера насоса 1 вниз. При намотке гибкого тягового органа на барабане 2 и ходе плунжера насоса 1 вверх наблюдается обратная картина.

По второму варианту при работе одного барабана и пакете из трех лент (фиг. 3) обе рейки выполнены подвижными. В ходе размотки трехленточного пакета 4 увеличение длины ленты 13 происходит быстрее, чем ленты 12, а увеличение длины ленты 11 быстрее, чем ленты 13. При этом по отношению к колесу 7 и корпусу 6 рейка 8 движется вверх, а рейка 9 - вниз. Происходит выравнивание нагружения лент 11, 12, 13 при ходе соединенного тягой 10 с колесом 7 плунжера насоса 1 вниз. При намотке происходит обратная картина.

При работе двух барабанов 1, 2 при смотке лент пакета 4 длина внешних лент 21 увеличивается быстрее, чем длина внутренних лент 20 (фиг. 4 и 6). Разность этих длин в компенсаторе 5 устраняется следующим образом. При превышении длин лент 21 длин лент 20 рейки 16 и 17, выполненные в образном сердечнике, опускаются. При этом зубчатые колеса 7 перекатываются по рейкам 14, 15 корпуса 6, компенсируя разность длин лент 20 и 21. При этом плунжер насоса 1 посредством тяг 19 опускается на половину разности длин лент 20 и 21.

Предлагаемую скважинную насосную установку целесообразно применять при добыче нефти насосным методом с использованием плунжерных насосов на любых скважинах.

Источники информации:

1. Авт. свид. СССР N 514507. Привод скважинного насоса, кл. F 04 B 47/02, 05.03.77.

2. Авт. свид. СССР N 909299. Скважинная насосная установка. кл. F 04 B 47/02, 1982. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Глубинная скважинная насосная установка, содержащая плунжерный насос, наземный привод по крайней мере с одним барабаном и тяговым органом в виде пакета лент, компенсатор длин лент пакета, установленный между плунжером и приводом насоса, отличающаяся тем, что компенсатор содержит по меньшей мере одно зубчатое колесо, зубья которого входят в зацепления с двумя рейками, расположенными по обе стороны от него и установленными в корпусе, при этом по меньшей мере одна из реек выполнена подвижной вдоль продольной оси, причем внешние ленты витков соединены с подвижной рейкой, ось зубчатого колеса - с плунжером насоса, а внутренние ленты при одной подвижной рейке связаны с корпусом, а при двух подвижных рейках - с второй подвижной рейкой.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в установке с одним барабаном и с пакетом из трех лент средняя лента витков соединена с осью зубчатого колеса при обеих подвижных рейках.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в установке с двумя барабанами компенсатор содержит по меньшей мере два зубчатых колеса, две неподвижные рейки, выполненные на части внутренней поверхности состоящего из двух половин цилиндрического корпуса, и две подвижные рейки, выполненные на внутренних полках образного сердечника, установленного по оси корпуса и сопряженного внешними полками с частью внутренней поверхности цилиндрического корпуса.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru