RU151884U1

RU151884U1 - VSHK8 ROD COLUMN ROTATOR

Info

Publication number: RU151884U1
Application number: RU2014132135/06U
Authority: RU
Inventors: Иван Александрович Плеханов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекон"
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2015-04-20

Abstract

1. Штанговращатель, содержащий корпус с крышкой, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка-качалки и механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны, содержащий червячную передачу и храповой механизм, отличающийся тем, что корпус штанговращателя выполнен герметичным с уплотнением неподвижных соединений прокладками или резиновыми кольцами, а подвижных соединений самоподжимными манжетами.2. Штанговращатель по п. 1, отличающийся тем, что механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны содержит седло, один конец которого выполнен в виде конической фрикционной полумуфты, а второй оборудован закаленными стальными сухарями.3. Штанговращатель по п. 2, отличающийся тем, что элемент соединения червячного колеса с седлом выполнен в виде ответной конической фрикционной полумуфты.4. Штанговращатель по п. 3, отличающийся тем, что собачки храповых механизмов выполнены плавающими.5. Штанговращатель по п. 4, отличающийся тем, что корпус заполнен синтетическим всесезонным маслом для гипоидных передач.1. The rod rotor comprising a housing with a lid, a handle with a node for connecting to the rocker of the rocking machine and a mechanism for converting the swinging movement of the handle into unidirectional intermittent rotation of the rod column containing a worm gear and ratchet mechanism, characterized in that the rod rotor housing is sealed with a seal of the fixed joints gaskets or rubber rings, and movable joints with self-clamping cuffs. 2. The bar rotator according to claim 1, characterized in that the mechanism for converting the rocking movement of the handle into unidirectional intermittent rotation of the rod column contains a saddle, one end of which is made in the form of a conical friction half coupling, and the second is equipped with hardened steel crackers. 3. The rod rotator according to claim 2, characterized in that the element for connecting the worm wheel to the seat is made in the form of a mating conical friction half coupling. The rod rotator according to claim 3, characterized in that the ratchet dogs are floating. The barregger according to claim 4, characterized in that the housing is filled with synthetic multigrade oil for hypoid gears.

Description

Настоящее устройство относится к механизмам насосных установок для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин, с приводным устройством, расположенным на поверхности земли, точнее к вращателям штанговой колоны (штанговращателям), и предназначено для использования со станками-качалками.This device relates to mechanisms of pumping units for lifting liquids from great depths, for example, from wells, with a drive device located on the surface of the earth, more specifically to rotators of the rod column (rod rotators), and is intended for use with rocking machines.

Из предшествующего уровня техники известен штанговращатель (а.с. СССР 1767224), содержащий ведомую шестерню, жестко связанную с колонной насосно-компрессорных труб, ведущую шестерню, установленную на колонне штанг с возможностью вращательного и поступательного движения относительно ее продольной оси, а также полумуфт сцепления, одна из которых закреплена на торцовой поверхности ведущей шестерни, а другая - неподвижно на верхней головке насосной штанги. Штанговращатель располагается ниже устьевого уплотнения колонны штанг.From the prior art, a rotary gear is known (USSR AS 1767224), containing a driven gear rigidly connected to the tubing string, a pinion gear mounted on the boom string with the possibility of rotational and translational motion relative to its longitudinal axis, and a clutch coupling , one of which is fixed to the end surface of the pinion gear, and the other is motionless on the upper head of the pump rod. The rod rotator is located below the wellhead seal of the rod string.

Недостатком такого штанговращателя является сложность его монтажа и обслуживания при эксплуатации.The disadvantage of such a rotator is the complexity of its installation and maintenance during operation.

Известен штанговращатель, содержащий корпус с крышкой, имеющий узел соединения с колонной штанг, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка-качалки и механизма преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки. Механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки выполнен в виде кулачкового вала и храпового механизма, колесо которого соединено с крышкой штанговращателя. Штанговращатель подвешивается на балансире и располагается выше устья скважины (рекламный проспект штанговращателя Пат Уэлл PW 252, изготовитель «Позитив Акшн Тул Вестерн Лтд», г. Калгари и г. Эдмонтон, штат Альберта, Канада).A known rotator containing a housing with a lid having a connection node with a rod string, a handle with a connection node with a rocker of the rocking machine and a mechanism for converting the swinging movement of the handle into unidirectional intermittent rotational movement of the cover. The mechanism for converting the swinging movement of the handle into unidirectional intermittent rotational movement of the cover is made in the form of a cam shaft and a ratchet mechanism, the wheel of which is connected to the cover of the drawer. The boom rotator is suspended on a balancer and is located above the wellhead (Pat Well welder PW 252 brochure, manufactured by Positive Action Tool Western Ltd., Calgary and Edmonton, Alberta, Canada).

Такое расположение штанговращателя обеспечивает доступ к нему и упрощает его монтаж и обслуживание при эксплуатации скважины.This arrangement of the rotator provides access to it and simplifies its installation and maintenance during well operation.

Однако при эксплуатации происходит значительный износ основных узлов и деталей такого штанговращателя. Это объясняется тем, что основные детали механизма преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки, а именно храповое колесо и взаимодействующая с ним собачка имеют, при заданных габаритах штанговращателя, ограниченные размеры, а следовательно ограниченную площадь контакта, что и приводит к их быстрому износу.However, during operation, there is significant wear of the main components and parts of such a shtangovraschatel. This is because the main details of the mechanism for converting the swinging movement of the handle into the unidirectional intermittent rotational movement of the cover, namely the ratchet wheel and the dog interacting with it, have, for given sizes of the slide changer, limited dimensions, and therefore a limited contact area, which leads to their rapid wear and tear.

Наиболее близким к заявляемому, и принятым нами в качестве прототипа, является штанговращатель ШВ-08-01 ОАО «Буланашский машзавод», содержащий корпус с подвижной крышкой, имеющий узел соединения с колонной штанг, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка качалки и механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки, содержащий храповой механизм и червячную передачу, колесо которой соединено с крышкой.Closest to the claimed one, and adopted by us as a prototype, is the ШВ-08-01 shutter rotor of Bulanash Machine Plant OJSC, comprising a housing with a movable cover, a connection unit with a rod string, a handle with a connection unit with a rocking machine balancer, and a rocking conversion mechanism the movement of the handle in a unidirectional intermittent rotational movement of the cover, containing a ratchet mechanism and a worm gear, the wheel of which is connected to the cover.

Наличие червячной передачи, преобразующей поворот оси рукоятки в поворот крышки, ось которой перпендикулярна оси рукоятки, несколько повышает долговечность и надежность работы штанговращателя за счет увеличения площади контакта деталей червячной передачи и уменьшения их износа.The presence of a worm gear that converts the rotation of the axis of the handle to the rotation of the lid, the axis of which is perpendicular to the axis of the handle, slightly increases the durability and reliability of the shtagrastvoritel by increasing the contact area of the parts of the worm gear and reducing their wear.

Однако долговечность, надежность и эффективность работы такого штанговращателя остается низкой из-за недостаточной защиты всех трущихся элементов от воздействия окружающей среды (пыль, песок, грязь и т.д.) и невозможности обеспечить качественную смазку всех трущихся поверхностей трансмиссионным всесезонным синтетическим маслом, эффективным при при температурах окружающей среды от +45 до -45 градусов.However, the durability, reliability and operational efficiency of such a stinger is low due to insufficient protection of all rubbing elements from environmental influences (dust, sand, dirt, etc.) and the inability to provide high-quality lubrication of all rubbing surfaces with transmission multigrade synthetic oil, effective when at ambient temperatures from +45 to -45 degrees.

Кроме того эффективность работы такого штанговращателя остается низкой так как он не обеспечивает гарантированное вращение штанговой колонны, оборудованной скребками и в искривленных скважинах, из-за невозможности обеспечить требуемую для этого величину крутящего момента.In addition, the efficiency of such a rotator remains low since it does not guarantee the rotation of the rod string equipped with scrapers and in deviated wells, due to the inability to provide the required torque value for this.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении долговечности, надежности штанговращателя за счет уменьшения износа всех трущихся поверхностей при эксплуатации и повышении его эффективности за счет увеличения крутящего момента, обеспечивающего гарантированное вращение штанговой колоны.The problem to which the claimed technical solution is directed is to increase the durability and reliability of the rod cutter by reducing the wear of all rubbing surfaces during operation and increasing its efficiency by increasing the torque, which ensures guaranteed rotation of the rod column.

Поставленная задача решается за счет усовершенствования штанговращателя, содержащего корпус с подвижной крышкой, имеющей узел соединения с колонной штанг, рукоятку с узлом соединения с балансиром станка качалки и механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращательное движение крышки, содержащий храповой механизм и червячную передачу, колесо которой соединено с крышкой.The problem is solved by improving the stemmer, comprising a housing with a movable cover having a connection node with a rod string, a handle with a connection node to the rocker of the rocking machine and a mechanism for converting the rocking movement of the handle into a unidirectional intermittent rotational movement of the cover, containing a ratchet mechanism and a worm gear, a wheel which is connected to the cover.

Это усовершенствование заключается в том, что корпус штанговращателя ВШК8 выполнен герметичным, с уплотнением неподвижных соединений прокладками или резиновыми кольцами, а подвижных соединений самоподжимными манжетами.This improvement lies in the fact that the VSHK8 stem rotator housing is sealed, with the fixed joints being sealed with gaskets or rubber rings, and the movable joints are self-clamping cuffs.

Кроме того механизм преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны содержит седло, один конец которого выполнен в виде конической фрикционной полумуфты, а второй оборудован закаленными стальными сухарями.In addition, the mechanism for converting the swinging movement of the handle into unidirectional discontinuous rotation of the rod column contains a saddle, one end of which is made in the form of a conical friction half coupling, and the second is equipped with hardened steel crackers.

Кроме того элемент соединения червячного колеса с седлом выполнен в виде ответной конической фрикционной полумуфты.In addition, the element for connecting the worm wheel to the seat is made in the form of a mating conical friction half coupling.

Кроме того собачки храповых механизмов выполнены плавающими.In addition, the ratchet dogs are floating.

Кроме того корпус заполнен синтетическим всесезонным маслом для гипоидных передач.In addition, the housing is filled with synthetic multigrade oil for hypoid gears.

Герметичный корпус, уплотнение всех подвижных соединений самоподжимными манжетами, а неподвижных соединений резиновыми кольцами и прокладками обеспечивает защиту всех трущихся поверхностей от вредных воздействий внешней среды (пыль, песок, влага и т.д.) и дает возможность использования жидкого трансмиссионного маслом для гипоидных передач.The sealed housing, the sealing of all movable joints with self-clamping cuffs, and the fixed joints with rubber rings and gaskets provides protection of all rubbing surfaces from the harmful effects of the external environment (dust, sand, moisture, etc.) and makes it possible to use liquid gear oil for hypoid gears.

Снабжения механизма преобразования качательного движения рукоятки в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колоны седлом, оборудованным закаленными стальными сухарями и соединенным конической фрикционной передачей с червячным колесом позволяет увеличить передаваемый крутящий момент на штанговую колонну.Providing a mechanism for converting the swinging movement of the handle into unidirectional intermittent rotation of the rod column with a saddle equipped with hardened steel crackers and connected by a conic friction gear with a worm wheel allows increasing the transmitted torque to the rod column.

Выполнение собачек храповых механизмов плавающими обеспечивает повышенную долговечность.Performing dogs ratchet mechanisms floating provides increased durability.

Смазка жидким синтетическим всесезонным маслом обеспечивает долговечную, безотказную работу всех трущихся поверхностей от плюс 45 до минус 45 градусов.Lubrication with liquid synthetic multigrade oil provides a durable, trouble-free operation of all rubbing surfaces from plus 45 to minus 45 degrees.

Представленные рисунки поясняют суть полезной модели, где на фиг. 1 изображен общий вид, а на фиг. 2 храповой механизм Вращателя штанговой колонны ВШК8.The presented figures illustrate the essence of the utility model, where in FIG. 1 is a perspective view, and FIG. 2 ratchet mechanism of the rotator of the rod column VShK8.

Вращатель штанговой колоны ВШК8 содержит герметичный корпус 1 с уплотнением неподвижных соединений прокладками или резиновыми кольцами 2, а подвижных соединений самоподжимными манжетами 3, неподвижную крышку 4, рукоятку 5 с узлом соединения с балансиром станка-качалки (не показан) и механизм преобразования качательного движения рукоятки 5 в однонаправленное прерывистое вращение штанговой колонны. Этот механизм содержит седло 6, один конец которого выполнен в виде конической фрикционной полумуфты, а второй оборудован закаленными стальными сухарями 7, червячное колесо 8, имеющее элемент соединения с седлом 6 в виде ответной конической фрикционной полумуфты, червяк 9, снабженный храповиками 10, собачками храповых механизмов 11 плавающего типа.The rotator of the rod shaft VShK8 contains a sealed housing 1 with a seal of fixed joints with gaskets or rubber rings 2, and movable joints with self-clamping cuffs 3, a fixed cover 4, a handle 5 with a connection unit with a rocker of a rocking machine (not shown) and a mechanism for converting the swinging movement of the handle 5 into unidirectional intermittent rotation of the rod string. This mechanism contains a saddle 6, one end of which is made in the form of a conical friction half coupling, and the second is equipped with hardened steel crackers 7, a worm wheel 8 having an element for connecting to the saddle 6 in the form of a mating conical friction half coupling, a worm 9 equipped with ratchets 10, ratchet dogs mechanisms 11 floating type.

Вращатель штанговой колонны ВШК8 устанавливают на траверсе станка-качалки (не показан) выше устья скважины и соединяют его седло 6, при помощи стальных закаленных сухарей 7, с зажимом сальникого штока колонны штанг, а рукоятку 5 - с балансиром станка-качалки.The rotator of the VSHK8 rod column is installed on the crosshead of the rocking machine (not shown) above the wellhead and connect its saddle 6, using steel hardened crackers 7, with the clamp of the gland rod of the rod string, and the handle 5 with the balancer of the rocking machine.

Вращатель штанговой колонны ВШК8 работает следующим образом.The rotator of the rod column VShK8 works as follows.

При движении балансира станка-качалки вниз происходит поворот рукоятки 5 и через собачку храповика 11 поворот храповика 10, который передает крутящий момент червяку 9. Последний поворачивается вместе с находящимся с ним в зацеплении червячным колесом 8, которое через конические фрикционные полумуфты вращает седло 6 и соединенный с ним закаленными стальными сухарями 7 корпус зажима сальникого штока и штанговую колонну.When the rocker of the rocking machine is moving downward, the handle 5 is rotated and the ratchet 10 is rotated through the ratchet dog 11, which transmits torque to the worm 9. The latter rotates together with the worm gear 8, which rotates the saddle 6 through the conical friction half-couplings and connected with it hardened steel crackers 7, the gland stem clamp housing and the rod string.

При движении балансира станка-качалки вверх рукоятка 5, под действием собственного веса, возвращается в исходное положение, собачка храповика 11 проскальзывает по храповику 10.When the rocker of the rocking machine is moving up, the handle 5, under the influence of its own weight, returns to its original position, the ratchet dog 11 slides along the ratchet 10.

Claims

1. The rod rotor comprising a housing with a cover, a handle with a node for connecting to the rocker of the rocking machine and a mechanism for converting the swinging movement of the handle into unidirectional intermittent rotation of the rod column containing a worm gear and ratchet mechanism, characterized in that the rod rotor housing is sealed with a seal of the fixed joints gaskets or rubber rings, and movable joints with self-clamping cuffs.

2. The rod rotator according to claim 1, characterized in that the mechanism for converting the rocking movement of the handle into unidirectional discontinuous rotation of the rod column contains a saddle, one end of which is made in the form of a conical friction half coupling, and the second is equipped with hardened steel crackers.

3. The rod rotator according to claim 2, characterized in that the element for connecting the worm wheel to the seat is made in the form of a mating conical friction half coupling.

4. The barrecker according to claim 3, characterized in that the ratchet dogs are floating.

5. The rod rotator according to claim 4, characterized in that the housing is filled with synthetic multigrade oil for hypoid gears.