RU2350785C1

RU2350785C1 - Drive of well sucker rod pump

Info

Publication number: RU2350785C1
Application number: RU2007135907/06A
Authority: RU
Inventors: Харис Нуриахметович Мухаметшин (RU); Харис Нуриахметович Мухаметшин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Милек"
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-03-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: drive contains frame and motor placed thereon. It also contains the mechanism converting rotating motion into reciprocating, which has a driving pulley and curvilinear guiding element, enveloped with a flexible continuous link. The latter is connected with a carriage, coupled with a counterweight, which is connected with rod column via the flexible link by means of a bracket unit. The bracket unit is made in form of a double movable block with a flexible link, the ends of which are secured on posts, installed symmetrically to the drive axis. The rods column is connected to a self-orienting block, enveloped with the flexible link. The posts are equipped with a graduation scale, the value of which varies from 0.2 to 2. The bracket unit facilitates smooth variation of length of drive run.

EFFECT: facilitates increased efficiency of drive operation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами.The invention relates to the oil industry, namely, technical means for lifting liquids from wells, and can be used in the oil industry for oil extraction by well sucker rod pumps.

Известен «Привод скважинного штангового насоса» (см. пат. RU №2150607, МКИ F04B 47/02, опубл. БИ №16 от 10.06.2000 г.), содержащий двигатель, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих и связанным через разомкнутое гибкое звено с колонной штанг, с центром тяжести противовеса, расположенным в плоскости, проходящей через ось непрерывного гибкого звена, причем привод может иметь криволинейную поверхность направляющего элемента, взаимодействующую с непрерывным гибким звеном, выполненным с переменным радиусом кривизны.The well-known "Drive borehole sucker rod pump" (see US Pat. RU No. 2150607, MKI F04B 47/02, publ. BI No. 16 from 06/10/2000), containing a motor, a mechanism that converts rotational motion into reciprocating, including leading a pulley and a curved guide element, covered by a continuous flexible link associated with a carriage connected to a counterweight installed in the guides and connected through an open flexible link with a rod string, with the center of gravity of the counterweight located in a plane passing through the axis of the continuous flexible link ene, the actuator may have a curved surface of the guide element cooperating with a continuous flexible element formed with a variable radius of curvature.

Недостатком привода является невозможность изменения длины хода штанг. Изменение объема добываемой жидкости у подобных приводов возможно только за счет изменения частоты питающего напряжения. Частотные преобразователи имеют высокую стоимость и чем мощнее привод, тем дороже преобразователь. Однако не всегда удается добиться необходимой степени отбора жидкости изменением частоты питающего напряжения. В таких случаях возникает необходимость производить замену привода, что приводит к дополнительным материальным затратам.The disadvantage of the drive is the inability to change the stroke length of the rods. Changing the volume of produced fluid in such drives is possible only by changing the frequency of the supply voltage. Frequency converters have a high cost and the more powerful the drive, the more expensive the converter. However, it is not always possible to achieve the required degree of fluid withdrawal by changing the frequency of the supply voltage. In such cases, it becomes necessary to replace the drive, which leads to additional material costs.

Известен также «Привод скважинного штангового насоса» (см. пат. RU №2200876, МКИ F04B 47/02, опубл. БИ №8 от 20.03.2003 г.), содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны, охваченные гибким непрерывным звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих и связанным через гибкое звено с колонной штанг.Also known is the “Drive of a sucker-rod pump” (see US Pat. RU No. 2200876, MKI F04B 47/02, publ. BI No. 8 of 03.20.2003), containing a motor mounted on the base and placed on it, a rotational conversion mechanism reciprocating movement, including a driving pulley and a curved guide element with a constant radius of curvature, covered by a flexible continuous link associated with a carriage connected to a counterweight installed in the guides and connected through a flexible link with a rod string.

Недостатком привода является: фиксированная длина хода колонны штанг, невозможность ее изменения.The disadvantage of the drive is: a fixed stroke length of the rod string, the impossibility of changing it.

Технической задачей предлагаемого изобретения является осуществление возможности изменения длины хода штанг привода скважинного штангового насоса.The technical task of the invention is the implementation of the possibility of changing the stroke length of the actuator rods of the downhole sucker rod pump.

Поставленная техническая задача решается тем, что привод скважинного штангового насоса, содержащий установленную на основании раму и размещенные на ней двигатель, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, который установлен в направляющих и связан через гибкое звено посредством узла подвески с колонной штанг, узел подвески выполнен в виде двойного подвижного блока с гибким звеном, концы которого закреплены на стойках, установленных симметрично оси привода, а колонна штанг соединена с самоориентирующимся блоком, охватываемым гибким звеном, причем стойки содержат шкалу делений, а крепление концов гибкого звена осуществляется с помощью подвижных элементов, размещенных на стойках и выполненных в виде каретки с фиксатором.The stated technical problem is solved in that the downhole sucker-rod pump drive, comprising a motor mounted on the base and placed on it, a mechanism that converts rotational motion into reciprocating, including a drive pulley and a curved guide element with a constant radius of curvature, covered by a continuous flexible link, connected to the carriage connected to the counterweight, which is installed in the rails and connected through a flexible link by means of the suspension unit with the rod string, the suspension unit made in the form of a double movable block with a flexible link, the ends of which are mounted on racks mounted symmetrically to the drive axis, and the rod string is connected to a self-orientating block covered by a flexible link, the racks contain a scale of divisions, and the ends of the flexible link are fastened using movable elements, placed on racks and made in the form of a carriage with a latch.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».Analysis of the known similar solutions allows us to conclude that they lack features similar to the distinctive features in the claimed device, i.e. on the compliance of the proposed solutions to the criteria of "novelty" and "inventive step".

На фиг.1 изображен общий вид устройства, а - положение подвески в нижней мертвой точке (НМТ), б - положение подвески в верхней мертвой точке (ВМТ).Figure 1 shows a General view of the device, a - the position of the suspension at the bottom dead center (BDC), b - the position of the suspension at the top dead center (TDC).

На фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.Figure 2 is a section along aa in figure 1.

Принятые обозначения: α - угол между вертикалью и гибким звеном, Sп - длина хода подвески привода, Sш - длина хода колонны штанг.Accepted notation: α is the angle between the vertical and the flexible link, Sп is the stroke length of the drive suspension, Sш is the stroke length of the rod string.

Привод скважинного штангового насоса (см. фиг.1) содержит основание 1, раму 2, шкалу делений 3, нанесенную на левую 4 и правую 4' стойки с каретками 5 и 5', с закрепленными в них концами гибкого звена 6, двойной блок 7, самоориентирующийся блок 8, соединенный с колонной штанг 9. Каретки 5 и 5' (см. фиг.2) содержат корпус 10, втулку 11, насаженную с возможностью вращения на ось 12, концевой зажим 13, стопорный винт 14.The drive of a downhole sucker-rod pump (see Fig. 1) contains a base 1, a frame 2, a scale of divisions 3, printed on the left 4 and right 4 'of the rack with carriages 5 and 5', with the ends of the flexible link 6 fixed in them, double block 7 , a self-orienting unit 8 connected to the column of rods 9. The carriages 5 and 5 '(see FIG. 2) comprise a housing 10, a sleeve 11 rotatably mounted on an axis 12, an end clamp 13, a locking screw 14.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После монтажа привода на скважине на привод устанавливают двойной блок 7, закрепляют на колонне штанг 9 самоориентирующийся блок 8, протягивают гибкое звено 6 с охватом подвижного двойного блока 7 и самоориентирующегося блока 8, фиксируют концы гибкого звена 6 на стойках 4 и 4' с помощью концевых зажимов 13 в каретках 5 и 5'. Положение кареток 5 и 5' определяется необходимой длиной хода колонны штанг Sш.After mounting the drive in the well, a double block 7 is installed on the drive, a self-orienting block 8 is fixed on the rod string 9, a flexible link 6 is pulled with a movable double block 7 and a self-orienting block 8, the ends of the flexible link 6 are fixed on the posts 4 and 4 'using end clamps 13 in the carriages 5 and 5 '. The position of the carriages 5 and 5 'is determined by the required stroke length of the rod string Sш.

Шкалы делений 3 и 3' проградуированы в относительных величинах и равны отношению Sш/Sп, которое может изменяться от 0,2 до 2, в зависимости от положения кареток 5 и 5'. Каретки 5 и 5' устанавливаются таким образом, чтобы углы α и α' были равны, это достигается положением кареток на соответствующих делениях шкал 3 и 3'. Каретки 5 и 5' фиксируются в соответствующих местах стоек 4 и 4' с помощью стопорного винта 14.Scales of divisions 3 and 3 'are calibrated in relative values and equal to the ratio Sш / Sp, which can vary from 0.2 to 2, depending on the position of the carriages 5 and 5'. The carriages 5 and 5 'are set so that the angles α and α' are equal, this is achieved by the position of the carriages on the corresponding divisions of the scales 3 and 3 '. The carriages 5 and 5 'are fixed in the corresponding places of the uprights 4 and 4' using the locking screw 14.

После завершения установки и регулировок запускается двигатель, при этом двойной блок 7 совершает возвратно-поступательное движение, которое через гибкое звено 6 передает возвратно-поступательное движение колонне штанг 9.After the installation and adjustments are completed, the engine is started, while the double unit 7 performs a reciprocating movement, which through a flexible link 6 transmits a reciprocating movement to the rod string 9.

Блочная система подвески может удлинять или укорачивать длину хода колонны штанг Sш по отношению к длине хода двойных блоков 7, длина хода Sп которых фиксирована.The block suspension system can lengthen or shorten the stroke length of the rod string Sш in relation to the stroke length of the double blocks 7, the stroke length of which is fixed.

Предположим, что привод имеет длину хода, равную Sп=3 м, а длина хода колонны штанг должна быть Sш=1,2 м, для этого на шкалах 3 и 3' находят значение, равное отношению Sш/Sп=1,2/3=0,4. Установив на отметке 0,4 каретки 5 и 5', мы получим длину хода колонны штанг, равную Sш=1,2 м. Если же нам необходимо иметь длину хода, равную 5,7 м, то установив каретки на деление, равное Sш/Sп=5,7/3=1,9, мы получим заданное значение длины хода колонны штанг. Таким образом, перемещая концы гибкого звена вдоль стоек 4 и 4', мы имеем возможность плавно изменять длину хода колонны штанг.Suppose that the drive has a stroke length equal to Sп = 3 m, and the stroke length of the rod string should be Sш = 1.2 m, for this, on the scales 3 and 3 'find the value equal to the ratio Sш / Sп = 1,2 / 3 = 0.4. Setting the carriages 5 and 5 'at the 0.4 mark, we get the stroke length of the rod string equal to Sш = 1.2 m. If we need to have a stroke length of 5.7 m, then setting the carriages to the division equal to Sш / Sp = 5.7 / 3 = 1.9, we get the set value of the stroke length of the rod string. Thus, by moving the ends of the flexible link along the struts 4 and 4 ', we are able to smoothly change the stroke length of the rod string.

Привод скважинного штангового насоса данной конструкции за счет возможности плавного изменения длины хода колонны штанг позволит более точно устанавливать необходимый режим добычи жидкости, что позволяет более эффективно использовать привод скважинного штангового насоса, а также отпадет необходимость в производстве широкого ряда приводов.The drive of a borehole sucker rod pump of this design due to the possibility of a smooth change in the stroke length of the rod string will allow more accurately establish the necessary mode of fluid production, which will allow more efficient use of the borehole sucker rod drive, and there will also be no need to manufacture a wide range of drives.

Claims

A downhole sucker-rod pump drive, comprising a motor mounted on the base and placed on it, a mechanism for converting rotational motion into reciprocating, including a drive pulley and a curved guide element with a constant radius of curvature, covered by a flexible continuous link associated with the carriage connected to the counterweight, installed in the rails and connected through a flexible link by means of a suspension unit with a rod string, characterized in that the suspension unit is made in the form of a double a movable unit with a flexible link, the ends of which are fixed on racks mounted symmetrically to the drive axis, and the rod string is connected to a self-orienting unit covered by the flexible link, the racks contain a scale of divisions, and the ends of the flexible link are fastened using movable elements placed on the racks and made in the form of a carriage with a latch.