|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Изобретение относится к оборудованиям, предназначенным для приведения в действие глубинного насоса при механизированной эксплуатации нефтяных скважин. Известен механический привод скважинного штангового насоса наиболее близкий по технической сущности, являющийся прототипом предложенного, который содержит раму, установленный на ней трехфазный коротко-замкнутый асинхронный электродвигатель, связанный посредством клиноременной передачи с многоступенчатым редуктором, на входном валу которого с одной стороны установлен двухколодочный тормоз, а с другой ведомый шкив клиноременной передачи, выходной вал редуктора жестко связан с кривошипами с роторными грузами, траверсу, жестко соединенную с точкой подвеса штанги. Механический привод выполнен в виде двух кривошипно-ползунных механизмов с планетарными передачами, с жестко закрепленными на корпусе редуктора, соосно с подшипниками скольжения, зубчатыми колесами и сателлитами, установленными на кривошипе, а многоступенчатый редуктор, состоит из двух ведущих и ведомых валов и двухвенцовых блоков шестерен, расположенных по всей длине ведущего и ведомого валов. Задача решена тем, что механический привод преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное движение точки подвеса штанги посредством двух кривошипов, установленных на них роторных грузов, направляющих блоков, охваченных непрерывными гибкими канатами, которые одним концом шарнирно закреплены с кривошипами, другим с узлом подвески штанги, симметрично расположенные относительно оси двухпоточного трехступенчатого редуктора, ведомый вал которого жестко связан с кривошипами, а ведущий вал одним концом закреплен к шкиву двухколодочного тормоза, а другим через ведомый шкив клиноременной передачи с валом электродвигателя, причем привод имеет уравновешивающую систему, состоящую из двух симметрично расположенных направляющих блоков, противовеса и параллельных канатов, соединенных одним концом с узлом подвеса штанги, а другим регулируемым подвижным противовесом, а также роторные грузы, установленные на кривошипах с двух сторон с возможностью уравновешивания нагрузки при спуске и подъеме точки подвеса штанги, причем установка снабжена регулируемыми посредством винтовых тяг передними и задними стойками, шарнирно соединенными с его рамой.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Изобретение относится к оборудованиям, предназначенным для приведения в действие глубинного насоса при механизированной эксплуатации нефтяных скважин. Известен механический привод скважинного штангового насоса наиболее близкий по технической сущности, являющийся прототипом предложенного, который содержит раму, установленный на ней трехфазный коротко-замкнутый асинхронный электродвигатель, связанный посредством клиноременной передачи с многоступенчатым редуктором, на входном валу которого с одной стороны установлен двухколодочный тормоз, а с другой ведомый шкив клиноременной передачи, выходной вал редуктора жестко связан с кривошипами с роторными грузами, траверсу, жестко соединенную с точкой подвеса штанги. Механический привод выполнен в виде двух кривошипно-ползунных механизмов с планетарными передачами, с жестко закрепленными на корпусе редуктора, соосно с подшипниками скольжения, зубчатыми колесами и сателлитами, установленными на кривошипе, а многоступенчатый редуктор, состоит из двух ведущих и ведомых валов и двухвенцовых блоков шестерен, расположенных по всей длине ведущего и ведомого валов. Задача решена тем, что механический привод преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное движение точки подвеса штанги посредством двух кривошипов, установленных на них роторных грузов, направляющих блоков, охваченных непрерывными гибкими канатами, которые одним концом шарнирно закреплены с кривошипами, другим с узлом подвески штанги, симметрично расположенные относительно оси двухпоточного трехступенчатого редуктора, ведомый вал которого жестко связан с кривошипами, а ведущий вал одним концом закреплен к шкиву двухколодочного тормоза, а другим через ведомый шкив клиноременной передачи с валом электродвигателя, причем привод имеет уравновешивающую систему, состоящую из двух симметрично расположенных направляющих блоков, противовеса и параллельных канатов, соединенных одним концом с узлом подвеса штанги, а другим регулируемым подвижным противовесом, а также роторные грузы, установленные на кривошипах с двух сторон с возможностью уравновешивания нагрузки при спуске и подъеме точки подвеса штанги, причем установка снабжена регулируемыми посредством винтовых тяг передними и задними стойками, шарнирно соединенными с его рамой.
(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201650057 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2017.10.31
(22) Дата подачи заявки 2016.04.12
(51) Int. Cl. F04B 47/02 (2006.01)
(54) БЕЗБАЛАНСИРНЫЙ СТАНОК-КАЧАЛКА ШТАНГОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК
(96) (71)
2016/011 (AZ) 2016.04.12 Заявитель:
АБДУЛЛАЕВ АЯЗ ИДАЙАТ ОГЛЫ (AZ)
(72)
Изобретатель: Абдуллаев Аяз Идайат оглы, Наджафов Али Мамед оглы, Ахмедов Беялы Бахджат оглы, Гасымов Рамиз Мамед оглы (AZ)
(57) Изобретение относится к оборудованиям, предназначенным для приведения в действие глубинного насоса при механизированной эксплуатации нефтяных скважин. Известен механический привод скважинного штангового насоса наиболее близкий по технической сущности, являющийся прототипом предложенного, который содержит раму, установленный на ней трехфазный коротко-замкнутый асинхронный электродвигатель, связанный посредством клиноременной передачи с многоступенчатым редуктором, на входном валу которого с одной стороны установлен двухколодоч-ный тормоз, а с другой ведомый шкив клиноремен-ной передачи, выходной вал редуктора жестко связан с кривошипами с роторными грузами, траверсу, жестко соединенную с точкой подвеса штанги. Механический привод выполнен в виде двух кри-вошипно-ползунных механизмов с планетарными передачами, с жестко закрепленными на корпусе редуктора, соосно с подшипниками скольжения, зубчатыми колесами и сателлитами, установленными на кривошипе, а многоступенчатый редуктор, состоит из двух ведущих и ведомых валов и двухвенцовых блоков шестерен, расположенных по всей длине ведущего и ведомого валов. Задача решена тем, что механический привод преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное движение точки подвеса штанги посредством двух кривошипов, установленных на них роторных грузов, направляющих блоков, охваченных непрерывными гибкими канатами, которые одним концом шарнирно закреплены с кривошипами, другим с узлом подвески штанги, симметрично расположенные относительно оси двухпоточного трехступенчатого редуктора, ведомый вал которого жестко связан с кривошипами, а ведущий вал одним концом закреплен к шкиву двухколодочного тормоза, а другим через ведомый шкив клиноременной передачи с валом электродвигателя, причем привод имеет уравновешивающую систему, состоящую из двух симметрично расположенных направляющих блоков, противовеса и параллельных канатов, соединенных одним концом с узлом подвеса штанги, а другим регулируемым подвижным противовесом, а также роторные грузы, установленные на кривошипах с двух сторон с возможностью уравновешивания нагрузки при спуске и подъеме точки подвеса штанги, причем установка снабжена регулируемыми посредством винтовых тяг передними и задними стойками, шарнирно соединенными с его рамой.
Международный класс патентов-МКП FO.4B-47/02
"БЕЗБАЛАНСИРНЫЙ СТАНОК-КАЧАЛКА ШТАНГОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК"
Изобретение относится к оборудованиям, предназначенным для приведения в действие глубинного насоса при механизированной эксплуатации нефтяных скважин.
Известен механический привод скважинного штангового насоса наиболее близкий по технической сущности, являющийся прототипом [1] предложенного, который содержит раму, установленный на ней трехфазный корот-козамкнутый асинхронный электродвигатель, связанный посредством клино-ременной передачи с многоступенчатым редуктором, на входном валу которого с одной стороны установлен двухколодочный тормоз, с другой ведомый шкив клиноременной передачи, выходной вал редуктора жестко связан с кривошипами с роторными грузами, траверсу, жестко соединенную с точкой подвеса штанги, Механический привод выполнен в виде двух криво-шипно-ползунных механизмов с планетарными передачами, с жестко закрепленными на корпусе редуктора, соосно с подшипниками скольжения, зубчатыми колесами и сателлитами, установленными на кривошипе, а многоступенчатый редуктор, имеющий передаточное отношение 1:125 состоит из двух ведущих и ведомых валов и двухвенцовых блоков шестерен, расположенных по всей длине ведущего и ведомого валов.
Основными недостатками предложенной конструкции является то, что уравновешивание станка-качалки выполняется только кривошипным уравновешиванием. Известно что, сущность уравновешивания станков-качалок, заключается в обеспечении равномерной загрузки редуктора и приводного двигателя при ходе точки подвеса штанги вверх и вниз. В этой конструкции при ходе точки подвеса штанги вверх редуктор и двигатель нагружаются положительным моментом для подъема колонн штанг и столба жидкости. А при ходе вниз колонны штанг, редуктор и двигатель нагружаются отрицательным моментом. Изменение вращающего момента на кривошипном валу редуктора, а, следовательно, и на валу двигателя происходит по синусоиде, что не допустимо. Такой режим работы требует максимальное увеличение массы груза на кривошипе или увеличения расстояния установки грузов на кривошипах от оси их вращения. Поэтому при возвратно поступательном движении растут и инерционные силы, которые воспринимаются подшипниками ведомого вала редуктора. Кроме этого, в конструкции ползуны совершают возвратно-поступательное движение по оси двух цилиндрических направ
ляющих стоек. Это создает дополнительный расход энергии и приводит к изнашиванию направляющих стоек. С другой стороны с увеличением длины хода точки подвеса штанги, резко увеличиваются габаритные размеры (высота) станка-качалки. В известной установке (станке-качалке) многоступенчатый редуктор, приводится в движение посредством электродвигателя большей мощности с низкой частотой вращения. Это существенно увеличивает расход электроэнергии, а также габаритные размеры установки, снижает ее надежность и коэффициент полезного действия.
Задачей изобретения является энергосбережение, обеспечение стабильности движения точки подвеса штанги, уменьшение габаритных размеров, повышение уровня надежности станка-качалки.
Задача изобретения решена тем, что безбалансирный станок-качалка штанговых насосных установок, содержащий раму, установленный на ней трехфазный короткозамкнутый асинхронный электродвигатель, связанный посредством клиноременной передачи с многоступенчатым редуктором, на входном валу которого с одной стороны установлен двухколодочный тормоз, а с другой ведомый шкив клиноременной передачи, выходной вал редуктора жестко связан с кривошипами с роторными грузами, траверсу, жестко соединенную с точкой подвеса штанги, привод выполнен в виде механизма, преобразующего вращательное движение в возвратно-поступательное движение точки подвеса штанги посредством двух кривошипов, установленных на них роторных грузов, направляющих блоков, охваченных непрерывными гибкими канатами, которые одним концом шарнирно закреплены с кривошипами, другим с узлом подвески штанги, симметрично расположенные относительно оси двухпоточного трехступенчатого редуктора, ведомый вал которого жестко связан с кривошипами, а ведущий вал одним концом закреплен к шкиву двухколодочного тормоза, а другим через ведомый шкив клиноременной передачи с валом электродвигателя, причем привод имеет уравновешивающую систему, состоящую из двух симметрично расположенных направляющих блоков, противовеса и параллельных канатов, соединенных одним концом с узлом подвеса штанги, а другим регулируемым подвижным противовесом, а также роторные грузы, установленные на кривошипах с двух сторон с возможностью уравновешивания нагрузки при спуске и подъеме штанги, причем установка снабжена регулируемыми посредством винтовых тяг, передними и задними стойками, шарнирно соединенными с его рамой. Установка выполнена таким образом, что обеспечивается освобождения пространства вокруг устья скважины при монтаже, ремонте и точного направления точки подвеса штанги по вертикальной линии.
Предложенная конструкция механического привода скважинных насосов, за счет выполнения преобразующего механизма в виде кривошипно-блочного механизма, обладает лучшей характеристикой движения точки подвеса штанг. При этом отклонения законов движения точки подвеса штанги от гармонического колебания намного меньше, а, следовательно, меньше и инерционные нагрузки в установке. Уравновешивание станка-качалки выполняется комбинированным, то есть посредством подвижных и роторных противовесов. Роторные противовесы установлены на кривошипах, а подвижной противовес соединен гибким канатом с траверсой штанги колонны. Последний позволяет существенно снизить нагрузки на кривошипы, а следовательно на валы редуктора привода.
Это показывает, что вышеперечисленные признаки относятся к существенным и влияют на достигаемый результат обеспечения требуемого закона изменения пути, скорости и ускорения точки подвеса штанги, энергосбережение, уменьшение габаритных размеров, повышение уровня надежности механического привода скважинных насосов.
На фиг.1 изображена кинематическая схема механического привода скважинных насосов вид сбоку, на фиг.2-вид спереди, а на фиг.З-вид сзади.
Механический привод содержит два кривошипа 7, жестко закрепленный с двух сторон на выходных концах ведомого вала многоступенчатого редуктора 4. Многоступенчатый редуктор, расположен на двух валах, имеет передаточное отношение 1:125.
Общее число ступеней указанного редуктора на одну ступень превышает общее число двухвенцовых блоков шестерен, которые расположены по всей длине ведущего и ведомого валов с возможностью свободного вращения вокруг осей соответствующих валов, образующих двойной подшипник скольжения.
На одном конце ведущего вала редуктора установлен ступенчатый ведомый шкив 6 клиноременной передачи 3, на другом выходном конце ведущего вала редуктора установлен двухколодочный тормоз 5.
Механический привод содержит раму 1, выполненную из профильного проката в виде двух продольных полозьев, соединенных поперечными связями, двух кронштейнов для соединения передних стоек 18, двух кронштейнов для соединения задних стоек 19, а также двух кронштейнов для соединения передних тяг 16 и двух кронштейнов для соединения задних тяг 17. На раме совместно с редуктором установлен трехфазный асинхронный электродвигатель 2.
В составе преобразующего механизма, имеются также канаты 13, 14 и блоки 11, 12. На одном конце параллельных канатов с помощью траверсы 9
подвешена колонна штанг 10, оканчивающаяся в скважине плунжером насоса, а в другом конце закреплены кривошипы с противовесом 8. С другой стороны траверса соединена с параллельными канатами 14 подвижного противовеса 15, дающий выигрыш в силе. Штанга, жестко связанная с траверсой соединена с поршнем насоса. Передние и задние стойки шарнирно соединены на кронштейнах рамы. С другой стороны эти стойки, соединены между собой передними тягами, имеющие участки правой и левой резьбой каждый. Кроме этого задние стойки с помощью задних тяг шарнирно соединены на кронштейнах рамы.
Передние и задние тяги обеспечивают изменение углов наклона передних и задних стоек. Эти стойки могут быть изготовлены телескопическими для регулирования высоты стойки в зависимости от хода точки подвеса штанги. Нижние концы (основание) передних и задних стоек крепятся к кронштейну на шарнирной опоре с возможностью отклонения вправо или влево с помощью передних тяг для освобождения пространства вокруг устья скважины при ремонте и для точного регулирования траектории движения точки подвеса штанги по вертикальной линии. Кроме этого, соединение стоек к кронштейну на шарнирной опоре дает возможность полностью раскладывать передние и задние стойки при транспортировке в место установки станка-качалки.
Для снижения нагрузок на элементы преобразующего механизма, с помощью гибкого звена на траверсу дополнительно закреплен подвижной противовес.
Механический привод работает следующим образом:
После включения трехфазного асинхронного электродвигателя ступенчатый ведущий шкив клиноременной передачи получает вращательное движение и приводит во вращение ведомый шкив, установленный на ведущем валу многоступенчатого редуктора. Через многоступенчатый редуктор вращение передается на ведомый вал редуктора с требуемой частотой вращения. Одновременно вращаются и кривошипы, установленные на выходном валу редуктора. Шарнирно соединенные с кривошипами канаты, совершая сложное движение и проходящий через направляющие блоки, охваченный непрерывным гибким элементом приводит к возвратно-поступательному движению траверсы. Жестко соединенная с траверсой последняя в свою очередь передает возвратно-поступательное движение штанге, а следовательно поршню насоса.
При этом изменение перемещения, скорости и ускорения точки подвеса штанги происходит более близко к гармоническому закону, чем балан
сирные станки-качалки с преобразующим механизмом в виде кривошипно-ползунного механизма.
Разработан, изготовлен и испытан лабораторный образец предлагаемого нового конструктивного решения механического привода скважинных насосов нефтяной скважины, включающей в свой состав канатно-кривошипный механизм и трехступенчатый редуктор.
Установлено, что предлагаемая конструкция механического привода штанговых насосов нефтяных скважин имеет оригинальную конструкцию и обеспечивает следующие преимущества перед другими видами нефтедобывающего оборудования:
1. Потребляет электроэнергии примерно в 1,5-1,7 раза меньше, чем обычные балансирные станки-качалки.
2. Увеличивает срок эксплуатации редуктора, за счет отсутствия отрицательных вращающих моментов на выходном валу.
3. Не требует сплошного и высокого фундамента.
4. Менее чувствительна к неравномерной осадке фундамента.
5.Отсутствует массивный качающийся балансир и громоздкая поворотная головка у балансирной качалки.
6. Увеличивает срок службы колонны штанг, так как практически нет динамических нагрузок, вибрации за счет работы по симметричному циклу.
7. Имеет небольшие габариты.
8. Имеет возможность для освобождения пространства вокруг устья скважины при монтаже, ремонте и точного регулирования траектории движения точки подвеса штанги по вертикальной линии.
9. Имеет возможность полностью раскладывать передние и задние стойки при транспортировке в месте установки станка-качалки.
Литература:
[1]. Абдуллаев А.И., Наджафов A.M., Гасымов P.M. Евразийская патентная организация. Евразийское патентное ведомство. Патент № 012103, 2009.
Гасымов P.M.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Гасымов P.M.
Безбалансирный станок-качалка штанговых насосных установок, содержащий раму, установленный на ней трехфазный короткозамкнутый асинхронный электродвигатель, связанный посредством клиноременной передачи с многоступенчатым редуктором, на входном валу которого с одной стороны установлен двухколодочный тормоз, а с другой ведомый шкив клиноременной передачи, выходной вал редуктора жестко связан с кривошипами с роторными грузами, траверсу, жестко соединенную с точкой подвеса штанги, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что привод выполнен в виде механизма, преобразующего вращательное движение в возвратно-поступательное движение точки подвеса штанги посредством двух кривошипов, установленных на них роторных грузов, направляющих блоков, охваченных непрерывными гибкими канатами, которые одним концом шарнирно закреплены с кривошипами, другим с узлом подвески штанги, симметрично расположенные относительно оси двухпоточного трехступенчатого редуктора, ведомый вал которого жестко связан с кривошипами, а ведущий вал одним концом закреплен к шкиву двухколодочного тормоза, а другим через ведомый шкив клиноременной передачи с валом электродвигателя, причем привод имеет уравновешивающую систему, состоящую из двух симметрично расположенных направляющих блоков, противовеса и параллельных канатов, соединенных одним концом с узлом подвеса штанги, а другим регулируемым подвижным противовесом, а также роторные грузы, установленные на кривошипах с двух сторон с возможностью уравновешивания нагрузки при спуске и подъеме штанги, причем установка снабжена регулируемыми посредством винтовых тяг, передними и задними стойками, шарнирно соединенными с его рамой.
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК)
Номер евразийской заявки:
201650057
Дата подачи: 12 апреля 2016 (12.04.2016) | Дата испрашиваемого приоритета:
Название изобретения: Безбалансирный станок-качалка штанговых насосных установок
Заявитель: АБДУЛЛАЕВ Аяз Идайат оглы
I I Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа) I I Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
F04B 47/02 (2006.01)
Согласно Международной патентной классификации (МПК) или национальной классификации и МПК
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК)
F04B 47/00-47/02, Е21В 43/00
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
A, D
А А А
ЕА 012103 В1 (АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) 28.08.2009
RU 2581256 С2 (КУРЛЯНДСКИЙ ЮРИЙ НАТАНОВИЧ) 20.04.2016
RU 2135832 С1 (ИСМАГИЛОВ АБУЛГАС ИЛЬЯСОВИЧ и др.) 27.08.1999
RU 2267649 С2 (КОЛОШКО ВЛАДИМИР ПАВЛОВИЧ и др.) 10.01.2006
последующие документы указаны в продолжении графы В * Особые категории ссылочных документов: "А" документ, определяющий общий уровень техники "Е" более ранний документ, но опубликованный на дату
подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
Г' \ данные о патентах-аналогах указаны в приложении
"Т" более поздний документ, опубликованный после даты
приоритета и приведенный для понимания изобретения "X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету
поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень,
взятый в отдельности
"Y" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с другими документами той же категории
" &" документ, являющийся патентом-аналогом
"L" документ, приведенный в ДРУГИХ целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
09 марта 2017 (09.03.2017)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., д. 30-1.Факс: (499) 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицо:
Телефон № (499) 240-25-91
|
