Способ регулирования производительности штанговых скважинных насосных установок и устройство для его осуществления

(51) 04 1/06 (2006.01) 04 47/02 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к средствам откачки жидкой среды из скважин. Технический результат изобретения - плавное и бесступенчатое изменение числа двойных ходов балансира станка-качалки и, соответственно,производительности скважинного насоса без его остановки в зависимости от дебита скважин и поддержание оптимального гидродинамического уровня жидкости в ней. Для этого в серийном балансирном приводе штанговой насосной установки вместо одноступенчатой клиноременной передачи установлен клиноременный вариатор, позволяющий плавно менять передаточное отношение с помощью исполнительных механизмов в зависимости от сигнала уровнемера жидкости в скважине.(72) Мырзахметов Бейбит Абикенович Латыпов Авис Самигуллинович Алин Жумагул Кулахметович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Е.И. Бухаленко, В.Е. Бухаленко. Оборудование и инструмент для ремонта скважин-М.,Недра,1991 ст.23, рис.2.4(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ШТАНГОВЫХ СКВАЖИННЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится преимущественно к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче жидких полезных ископаемых погружными плунжерными насосами. Известна штанговая насосная установка(Е.И. Бухаленко, В.Е. Бухаленко Оборудование и инструмент для ремонта скважин. - М. Недра,1991, с.23, рис.2.4), состоящая из механического балансирного привода (т.н. станка-качалки) и скважинного погружного плунжерного насоса,соединенных между собой посредством штанг. Известен способ регулирования производительности штангового скважинного насоса при изменении дебита скважин путем изменения числа двойных ходов балансира(т.е. числа качаний), которое достигается изменением передаточного отношения между электродвигателем и ведущим валом редуктора. К основным недостаткам известного способа регулирования штангового скважинного насоса следует отнести- невозможность автоматического регулирования производительности скважинного насоса при изменении гидродинамического уровня жидкости в скважине- необходимость полной остановки установки для изменения соответствующего дебиту скважины передаточного отношения клиноременной передачи установки- необходимость глушения скважины для предотвращения неконтролируемого выброса жидкости- вынужденный простой скважины и недобор нефти в период вынужденной остановки. Известно устройство(Е.И. Бухаленко,В.Е. Бухаленко Оборудование и инструмент для ремонта скважин. - М. Недра, 1991, с.23, рис.2.4) передачи крутящего момента от вала электродвигателя к ведущему валу редуктора станка-качалки в виде клиноременной передачи. Недостатком известной клиноременной передачи является невозможность, автоматического, в зависимости от дебита скважин, плавного и бесступенчатого изменения передаточного отношения и числа двойных ходов балансира. Для изменения числа двойных ходов балансира путем изменения передаточного отношения клиноременной передачи необходимо полная остановка установки и скважины для установки сменного шкива соответствующего диаметра на электродвигателе. Для этого в комплекте привода необходимо иметь шкивы различного диаметра. Задачей изобретения является разработка способа автоматического регулирования числа двойных ходов балансира привода штанговой насосной установки в широком диапазоне без его остановки в зависимости от дебита скважины для поддержания гидродинамического уровня жидкости в скважине постоянной и устройства для его осуществления. Технический результат достигается тем, что в балансирных приводах штанговых насосных 2 установок серийного исполнения стандартная клиноременная передача между электродвигателем и ведущим валом редуктора заменяется на широко известный в технике клиноременный вариатор с исполнительным механизмом в виде электрического или гидравлического привода, который позволяет плавно и бесступенчато менять передаточное отношение без остановки механизма. Для этого сигнал от уровнемера жидкости в скважине передается исполнительному механизму вариатора и, в зависимости от уровня сигнала,пропорционального уровню жидкости в скважине(т.е. ее дебиту) вариатор с помощью его исполнительного механизма автоматически меняет передаточное отношение строго синхронно сдвигая половинки одного из шкивов и, одновременно,раздвигая половинки другого. Изобретение поясняется графическим приложением, где на фиг. представлена схема работы клиноременного вариатора станка-качалки. Клиноременный вариатор состоит из двух раздвижных шкивов переменного диаметра и натянутого между ними ремня. Один шкив (1) соединен с валом электродвигателя и является ведущим, а второй (2) - ведомый соединен с первичным валом редуктора. Шкивы 1 и 2 раздвижные, то есть, состоят из двух половинок. Если половинки шкива сближаются, ремень выталкивается наружу, если раздвигаются, ремень проваливается внутрь. Изменение радиусов, по которым вращается ремень, происходит синхронно когда один шкив увеличивает радиус, другой его уменьшает. В итоге,плавно изменяется передаточное отношение пока радиус ведущего шкива меньше, чем ведомого, имеем пониженную передачу если радиусы равны - передача прямая если же ремень на ведущем шкиве вращается по большему радиусу, чем на ведомом - получаем повышенную передачу. Так как редукторы станков-качалок имеют достаточно уже большое передаточное отношение,то с применением предлагаемого клиноременного вариатора можно обеспечить изменение передаточного отношения в весьма широких пределах без остановки привода для смены шкивов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ регулирования производительности штанговой скважинной насосной установки включающий изменение числа двойных ходов балансира путем изменения передаточного отношения между электродвигателем и редуктором при изменении дебита скважины, отличающийся тем, что изменение числа двойных ходов балансира осуществляется автоматически без остановки скважины,путем плавного изменения передаточного отношения между электродвигателем и редуктором привода клиноременным вариатором в зависимости от сигнала устройств, фиксирующих уровень жидкости в скважине. 2. Устройство регулирования производительности штанговой скважинной насосной установки, содержащий основание, мачту,балансир, силовой привод с кривошипно-шатунным преобразователем с противовесом и клиноременную передачу между электродвигателем и редуктором отличающийся тем, что передача крутящего момента от электродвигателя к валу редуктора осуществляется клиноременным вариатором.