Штанговая винтовая насосная установка с поверхностным приводом и предохранительная муфта, используемая в приводе установки

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в штанговых винтовых насосных установках при добыче высоковязкой нефти в осложненных условиях эксплуатации.
Ожидаемым техническим результатом изобретения является использование в приводе УНВП стандартной предохранительной муфты типа СКБ-3, приспособленной для передачи вращения и крутящего момента между приводом и колонной штанг при минимальных изменениях деталей их действующих конструкции, способствующей защите элементов электропривода и внутрискважинного оборудования от предельных разрушающих нагрузок.
УНВП и предохранительная муфта, используемая в приводе установки, состоит из блоков внутрискважинного и поверхностного оборудования, первый из которых включает колонну обсадных труб 1, механический якорь 2, винтовой насос 3, колонну штанг 4, муфту для соединения штанг 5, штанговый центратор 6, колонну НКТ 7, якорь 8, предназначенный для предотвращения отворота колонны НКТ, колонную головку 9. Второй блок - блок поверхностного оборудования включает сальниковый превентор 10 и привод, кинематическая схема которого состоит из электродвигателя 11, зубчатой модульной вставки •12, выполненной в виде одноступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора-мульти-пликатора, вращателя 13, представляющего собой двухступенчатый цилиндрический редуктор, между выходным валом 14 которого (на фиг.2 и 3 не показан) и приводным валом 15 установлена предохранительная муфта 16 типа СКБ-3, кинематический связывающая привод с колонной штанг 4. Муфта состоит из ведущей 17 и ведомой 18 полумуфт, поджатых к друг другу торцевыми кулачками посредством одетых на ведомую полумуфту пружины сжатия 19 и упорного подшипника 20, фиксируемых винтовой крышкой 21 в стакане 22, удерживаемого ведущей полумуфтой 17. Вращение от ведущей полумуфты 17 к приводному валу 15 передается посредством входящего с ним в шлицевое соединение 23 ведомой полумуфты 18. Ведомое колесо 24 жестко посажено на выходном валу 14 при помощи шпоночного соединения 25. Ведущая полумуфта 17 выполнена как одно целое с ведомым колесом 24 с возможностью разъемного соединения и разъединения их жесткой или упругой связи (на схемах это не показано), а выходной вал 14 выполнен полым, с возможностью свободного перемещения вдоль его оси приводного вала 15. Упорный •подшипник 20 муфты, в отличие от аналога установлен между пружиной 19 и ведущей полу муфтой 18.
Ведомое колесо 24 вращателя, входящее в кинематическую связь с зубчатыми колесами 26, 27 и 28 посажено на конический упорный подшипник 29, который воспринимает вертикальные нагрузки от масс колонны штанг и составных частей поверхностного привода. Часть нагрузки в поперечном направлении через выходной вал 14 несет радиальный роликовый подшипник 30.
В модульной вставке 12, состоящей из зубчатых колес 31 и 32 перестановка концов между двигателем 11 и вращателем 13 осуществляется посредством фланцев 33 и 34 с одинаковыми установочными размерами. Это необходимо для обеспечения работы модульной вставки в роли редуктора или мультипликатора. Для присоединения валов модульной вставки 12 к валам электродвигателя 11 и вращателя 13 использованы обычные упругие муфты соединения 35 и 36, которые смягчают пуск электропривода. В целях предотвращения утечки смазки, а также попадания пыли и грязи в зубчатые передачи вращатель привода снабжен узлом герметизации 37.

Текст

Смотреть все

(51) 04 47/02 (2011.01) 04 15/00 (2011.01) 16 9/10 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ и привод, кинематическая схема которого состоит из электродвигателя 11, зубчатой модульной вставки 12, выполненной в виде одноступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора-мультипликатора, вращателя 13, представляющего собой двухступенчатый цилиндрический редуктор, между выходным валом 14 которого (на фиг.2 и 3 не показан) и приводным валом 15 установлена предохранительная муфта 16 типа СКБ-3,кинематический связывающая привод с колонной штанг 4. Муфта состоит из ведущей 17 и ведомой 18 полумуфт, поджатых к друг другу торцевыми кулачками посредством одетых на ведомую полумуфту пружины сжатия 19 и упорного подшипника 20, фиксируемых винтовой крышкой 21 в стакане 22, удерживаемого ведущей полумуфтой 17. Вращение от ведущей полумуфты 17 к приводному валу 15 передается посредством входящего с ним в шлицевое соединение 23 ведомой полумуфты 18. Ведомое колесо 24 жестко посажено на выходном валу 14 при помощи шпоночного соединения 25. Ведущая полумуфта 17 выполнена как одно целое с ведомым колесом 24 с возможностью разъемного соединения и разъединения их жесткой или упругой связи (на схемах это не показано), а выходной вал 14 выполнен полым, с возможностью свободного перемещения вдоль его оси приводного вала 15. Упорный подшипник 20 муфты, в отличие от аналога установлен между пружиной 19 и ведущей полу муфтой 18. Ведомое колесо 24 вращателя, входящее в кинематическую связь с зубчатыми колесами 26, 27 и 28 посажено на конический упорный подшипник 29, который воспринимает вертикальные нагрузки от масс колонны штанг и составных частей поверхностного привода. Часть нагрузки в поперечном направлении через выходной вал 14 несет радиальный роликовый подшипник 30. В модульной вставке 12, состоящей из зубчатых колес 31 и 32 перестановка концов между двигателем 11 и вращателем 13 осуществляется посредством фланцев 33 и 34 с одинаковыми установочными размерами. Это необходимо для обеспечения работы модульной вставки в роли(72) Ахметов Сайранбек Махсутович Ахметов Нуркен Махсутович Ермуханов Нуржан Максотович Зайдемова Жанылсын Калидуллаевна(56) Афанасьев Н.В. Совершенствование привода штанговых насосных установок для добычи высоковязкой нефти//Автореферат диссертации. к.т.н. - Уфа, 2002. - с.15-17, рис.5 Поляков В.С,Барбаш И.Д. Муфты/ Конструкции и расчет. Изд.4,переработанное и дополненное. Л. Машиностроение, 1973, с.271-273, рис.193 а(54) ШТАНГОВАЯ ВИНТОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА С ПОВЕРХНОСТНЫМ ПРИВОДОМ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В ПРИВОДЕ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в штанговых винтовых насосных установках при добыче высоковязкой нефти в осложненных условиях эксплуатации. Ожидаемым техническим результатом изобретения является использование в приводе УНВП стандартной предохранительной муфты типа СКБ-3, приспособленной для передачи вращения и крутящего момента между приводом и колонной штанг при минимальных изменениях деталей их действующих конструкции,способствующей защите элементов электропривода и внутрискважинного оборудования от предельных разрушающих нагрузок. УНВП и предохранительная муфта,используемая в приводе установки, состоит из блоков внутрискважинного и поверхностного оборудования, первый из которых включает колонну обсадных труб 1, механический якорь 2,винтовой насос 3, колонну штанг 4, муфту для соединения штанг 5, штанговый центратор 6,колонну НКТ 7, якорь 8, предназначенный для предотвращения отворота колонны НКТ, колонную головку 9. Второй блок - блок поверхностного оборудования включает сальниковый превентор 10 25766 редуктора или мультипликатора. Для присоединения валов модульной вставки 12 к валам электродвигателя 11 и вращателя 13 использованы обычные упругие муфты соединения 35 и 36, 2 которые смягчают пуск электропривода. В целях предотвращения утечки смазки, а также попадания пыли и грязи в зубчатые передачи вращатель привода снабжен узлом герметизации 37. 25766 Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в штанговых винтовых насосных установках при добыче высоковязкой нефти в осложненных условиях эксплуатации. Известна штанговая винтовая насосная установка с поверхностным приводом (УНВП),содержащая зажим полировочного штока,приводную головку,электродвигатель,полированный шток, устьевое оборудование,укороченную штангу, штанговый центратор,обсадную колонну,колонну насоснокомпрессорных труб (НКТ), колонну штанг, ротор,выполненный в виде винта и взаимодействующий с ним статор, с соответствующей внутренней винтовой поверхностью, динамический якорь и газовый сепаратор 1, с. 60, рис. 2.19. В вышеуказанной установке используется поверхностный привод, кинематическая схема которого включает установленные на несущей раме электродвигатель и одноступенчатую силовую трансмиссию на базе клиноременной передачи. Несущая рама прикреплена к опорному корпусу приводной головки, представляющего собой узел,включающий посаженный на полировочном штоке приводной вал, радиальный и осевой подшипники для восприятия вертикальных нагрузок от веса штанг и поперечных нагрузок от инерции вращающихся частей привода,а также уплотнительные устройства. Внутри опорного корпуса, на приводном валу встроено тормозное устройство (тормозная муфта), предотвращающее обратное вращение колонны штанг после остановки приводного электродвигателя 1, с. 62, рис. 2.20. Компоновка привода с вертикальным расположением осей вращения электродвигателя и клиноременной передачи позволяет в данной конструкции установить ведомый шкив соосно с полировочным штоком, т.е. непосредственно на приводном валу, на оси вращения колонны штанг,что способствует снижению изгибных колебаний,тем самым, повышая эффективность передачи движения приводом. Это относится к основному достоинству этой установки. Основным недостатком УНВП и используемого в ней поверхностного привода является ограниченность передаточного отношения одноступенчатой трансмиссии на базе клиноременной передачи,что,не всегда соответствует требованиям эксплуатации данного оборудования. Отсутствие свойства самоторможения в клиноременной передаче потребовало использовать в данной установке специальной тормозной муфты в составе приводной головки. Неизбежное расположение этой муфты внутри опорного корпуса ограничивает ее геометрические размеры, нагрузочную способность,а следовательно, и функциональные возможности в качестве предохраняющего устройства при больших нагрузках. Поэтому эта установка может быть использовано только в неглубоких скважинах. Более того, в случаях заклинивания колонны штанг при не отключенном двигателе, т.е. в рабочем режиме, процесс торможения, наоборот, может усилить перегрузки на элементы колонны и привести к аварийным ситуациям. Все это в целом снижает эксплуатационные качества УНВП и надежность ее привода. Известны также УНВП и применяемый в ней привод, содержащие несущую раму, установленный на ней электродвигатель взрывобезопасного исполнения,клиноременную передачу,соединяющую двигатель с червячным редуктором,частота вращения тихоходного вала которого осуществляется перестановкой шкивов на валу двигателя и быстроходном валу редуктора,полированный шток,колонну штанг,уплотнительный узел привода,опорный подшипниковый узел, обгонную муфту с ленточным тормозом, установленную на быстроходном валу редуктора, винтовое натяжное устройство для регулировки натяжения ремней клиноременной передачи посредством перемещения двигателя по раме 2. В данной установке, благодаря применению ременно-зубчатой трансмиссии,включающей специальный червячный редуктор с передаточным числом 5,25, а также обгонной муфты с ленточным тормозом, установленной на его быстроходном валу редуктора, предотвращается раскручивание колонны штанг при остановке электродвигателя привода. Применение специального опорного подшипникового узла,воспринимающего нагрузку величиной до 90 кН,позволяет эксплуатировать УНВП в более глубоких скважинах величиной до 1000 м в отличии с установкой,описанной в 1,предел эксплуатационной глубины которой составляет не более 500 м даже при самой мощной комплектации. Однако, в связи с возрастающими требованиями,такие установки, в соответствии с их назначением должны предусмотреть применение их для эксплуатации более глубоких скважин с величиной до 1500 м, где необходимы приводы более мощной комплектации. Это один из недостатков этой конструкции. Недостатками указанной установки также являются относительно низкий к.п.д трансмиссии из-за наличия в приводе червячного редуктора,который в сравнении с другими видами передач не превышает 0,89, а также большая вероятность появления изгибных колебаний из-за несоосного расположения шкивов клиноременной передачи и быстроходного вала червячного редуктора относительно оси вращения полировочного штока колонны штанг. Более того, обгонная муфта передает крутящий момент от ведущей части к ведомой только в одном заданном направлений, и причем, только до тех пор, пока их угловые скорости одинаковые. Другими словами, в данной установке для срабатывания муфты необходимо,чтобы угловая скорость быстроходного вала редуктора превысила угловую скорость ведущей полумуфты, связанной с клиноременной передачей через ленточный тормоз. Поэтому в данной конструкции за счет инерционных свойств колонны 3 25766 штанг может случиться и обратный процесс. Кроме того, процесс предотвращения раскручивания колонны штанг в этой установке осуществляется сложно - путем торможения всех элементов механизма передач редуктора, связанного с колонной штанг, в чем особой необходимости нет,когда, было бы достаточно обеспечить разъединение колонны штанг с выходным валом редуктора, т.е. разъединение привода с колонной штанг. Это значительно снизило бы ударную нагрузку на электропривод. Указанные недостатки частично устранены в известном приводе УНВП на базе двухступенчатой цилиндрической зубчатой трансмиссии фирмы 3, с.67, рис.2.23 б. В данном приводе,благодаря двухступенчатой силовой зубчатой трансмиссии обеспечивается возможность использования быстроходных приводных электродвигателей с пониженными массогабаритными показателями и применение УНВП для эксплуатации более глубоких скважин, т.к. несущая способность такой компоновки привода вполне позволяет это. Однако в приводе этой установки не предусмотрено устройство,предотвращающее перегрузку элементов колонны штанг при ее заклинивании. К тому же, компоновка привода только на базе зубчатого редуктора делает привод жестким, что отрицательно влияет на пусковую характеристику электродвигателя. Наиболее близким, к предлагаемой является штанговая винтовая насосная установка с поверхностным приводом УНВП-600/20, состоящая из блоков внутрискважинного и поверхностного оборудования, первый из которых включает колонну обсадных труб, механический якорь,винтовой насос, колонну штанг, муфту для соединения штанг, штанговый центратор, колонну НКТ, якорь, предназначенный для предотвращения отворота колонны НКТ, колонную головку. Блок поверхностного оборудования включает сальниковый превентор и привод, кинематическая схема которого состоит из электродвигателя, зубчатой модульной вставки,выполненной в виде одноступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора-мультипликатора,вращателя,представляющего собой двухступенчатый цилиндрический редуктор. Выходной вал редуктора жестко связан с ведомым зубчатым колесом через приводную головку. При этом ведомое колесо посажено на конический упорный подшипник,воспринимающий нагрузки от масс колонны штанг и составных частей поверхностного привода. В модульной вставке, исполняющей роль редуктора или мультипликатора, перестановка концов между двигателем и вращателем осуществляется посредством фланцев с одинаковыми установочными размерами на валах 4. В данной установке, благодаря применению модульной вставки достигается оперативное ручное регулирование частоты вращения колонны штанг,что позволяет изменить производительность винтового насоса в зависимости от дебита скважины. Оперативность исполнения таких 4 изменений обеспечивается фланцами корпуса редуктора,корпуса модульной вставки и электродвигателя имеющими взаимозаменяемые установочные размеры. Кроме этого, благодаря трехступенчатой зубчатой передаче (с учетом модульной вставки) привод может реализовать крутящий момент, достаточный для эксплуатации УНВП в скважинах с глубиной до 1500 м при средних и малых дебитах, т.е. осуществить тихоходный режим работы, применяя для этого обычный асинхронный электродвигатель. Однако, не смотря на все эти достоинства,отсутствие в составе привода данной установки клиноременной передачи делает привод жестким при пуске. Более того, в установке не предусмотрено автоматическое разъединение привода от колонны штанг при ее заклинивании и(или) остановке электродвигателя. В этих случаях возникает необходимость внесения в конструкцию УНВП устройства, способного автоматически разъединять привод от колонны штанг во избежание аварийных ситуации при превышении значений крутящего момента выше допустимого. Для реализации вышеуказанной задачи можно использовать разные средства, от простого, вплоть до применения высокотехнологичных средств. Однако, суровые условия работы УНВП под открытой местности, а также сложности, связанные с их централизованным обслуживанием и существующая тенденция снижения себестоимости эксплуатации скважин требуют отказаться от сложных в обслуживании и дорогостоящих устройств при усовершенствовании подобных установок. В этой связи, большее предпочтение отдается применению простых по конструкции,надежных в работе стандартных средств,требующих минимальные затраты на их монтаж и приспособление в составе установки. Вышеуказанную задачу можно решить путем введения в состав привода предохранительную муфту, способную разъединить колонну штанг от привода при превышении предельной нагрузки,например, при заклинивании штанговой колонны или внезапной остановке электродвигателя, когда подземная часть УНВП продолжает с огромной инерцией вращаться. Поскольку, предохранительная муфта рассчитана работать при малых скоростных режимах, наиболее рациональным будет ее включение в состав привода между выходным валом редуктора и колонной штанг. Причем, это необходимо реализовать незначительными конструктивными изменениями основных деталей существующего привода УНВП и применением для этого стандартной предохранительной муфты. Среди известных стандартных предохранительных муфт, наиболее близким по технической характеристике и принципу работы для применения в приводе УНВП является кулачковая предохранительная муфта типа СКБ-3 и все ее модификации и типоразмеры. Конструкция муфты включает ведущую и ведомую полумуфты, на ведущую полумуфту одет стакан, являющийся одновременно корпусом, удерживаемый торцом 25766 ведущей полумуфты, где, ведомая полумуфта,посредством посаженной не нее пружины, упорного подшипника и винтовой крышки, ввинчиваемой в стакан,поджата торцевыми кулачками к соответствующей рабочей поверхности ведущей полумуфты 5. Положительной особенностью этой муфты является то, что она монтируется только на одном валу, на который устанавливается ведомая полумуфта посредством шлицов, что наиболее подходит для нашего случая. Передача крутящего момента от ведущей полумуфты ведомому валу осуществляется через торцевые кулачки, ведомую полумуфту и шлицы, которые позволяют свободно перемещаться полумуфте вдоль вала (или наоборот,валу вдоль полумуфты). Однако применение указанной муфты в УНВП для передачи крутящего момента от выходного вала вращателя к штанге требует соответствующих технических решений, позволяющих включить муфту в состав привода при минимальных конструктивных изменениях рабочих элементов и затратах средств. Более того, из-за расположения упорного подшипника внутри стакана между.пружиной и винтовой крышкой допускается вращение пружины в процессе работы муфты вместе с прижатыми полумуфтами и подшипником,что, в условиях применения муфты в приводе УНВП может привести к появлению продольных колебаний пружины и трения между контактирующими рабочими элементами муфты. Таким образом, технический результат в предполагаемом изобретений будет заключаться в усовершенствовании зашиты от перегрузок элементов колонны штанг и электропривода за счет применения в приводе между колонной штанг и выходным валом вращателя кулачковой предохранительной муфты, способной срабатывать при предельном моменте кручения, прямо пропорциональным моменту сопротивления движению колонны штанг, возникающих при их заклиниваний или внезапной остановке электродвигателя. Технический результат достигается тем, что в штанговой винтовой насосной установке с поверхностным приводом типа УНВП-600/20,состоящей из блоков внутрискважинного и поверхностного оборудования, первый из которых содержит колонну обсадных труб, механический якорь, винтовой насос, колонну штанг, муфту для соединения штанг, штанговый центратор, колонну НКТ, якорь, предназначенный для предотвращения отворота колонны НКТ, колонную головку, второй блок из которых содержит сальниковый превентор и привод, кинематическая схема, которого, состоит из электродвигателя, зубчатой модульной вставки,выполненной в виде одноступенчатого цилиндрического зубчатого редукторамультипликатора, вращателя, представляющего собой двухступенчатый цилиндрический редуктор с выходным валом и жестко посаженным на нем ведомым колесом, приводной вал, связанный с колонной штанг при помощи штанговой муфты,между выходным валом и приводным валом устанавливается предохранительная муфта,кинематический связывающая привод с колонной штанг. При этом в муфте, содержащей приводной вал и установленную на нем посредством шлицев ведомую полумуфту, ведущую полумуфту, которые поджаты к друг другу торцевыми кулачками посредством одетых на ведомую полумуфту пружины сжатия и упорного подшипника,расположенного между пружиной и винтовой крышкой,фиксирующих их в стакане,удерживаемого ведущей полумуфтой, ведущая полумуфта выполняется как одно целое с ведомым колесом с возможностью их разъемного жесткого или упругого соединения, а упорный подшипник муфты устанавливается между пружиной и ведущей полумуфтой. Выходной вал выполняется полым, с возможностью свободного перемещения вдоль его оси приводного вала. На фиг.1 показана принципиальная схема описываемого УНВП, на фиг.2 - принципиальная схема привода с предохранительной муфтой, на фиг.3 - конструктивная схема предохранительной муфты (общий вид - продольный разрез), на фиг. 4 конструктивная схема узла посадки ведущего колеса на выходном валу вращателя. Штанговая винтовая насосная установка с поверхностным приводом(УНВП) и предохранительная муфта, используемая в приводе установки, состоит из блоков внутрискважинного и поверхностного оборудования, первый из которых включает колонну обсадных труб 1, механический якорь 2, винтовой насос 3, колонну штанг 4, муфту для соединения штанг 5, штанговый центратор 6,колонну НКТ 7, якорь 8, предназначенный для предотвращения отворота колонны НКТ, колонную головку 9. Второй блок - блок поверхностного оборудования включает сальниковый превентор 10 и привод, кинематическая схема которого состоит из электродвигателя 11, зубчатой модульной вставки 12, выполненной в виде одноступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора-мультипликатора, вращателя 13, представляющего собой двухступенчатый цилиндрический редуктор, между выходным валом 14 которого (на фиг. 2 и 3 не показан) и приводным валом 15 установлена предохранительная муфта 16 типа СКБ-3,кинематический связывающая привод с колонной штанг 4. Муфта состоит из ведущей 17 и ведомой 18 полумуфт, поджатых к друг другу торцевыми кулачками посредством одетых на ведомую полумуфту пружины сжатия 19 и упорного подшипника 20, фиксируемых винтовой крышкой 21 в стакане 22, удерживаемого ведущей полумуфтой 17. Вращение от ведущей полумуфты 17 к приводному валу 15 передается посредством входящего с ним в шлицевое соединение 23 ведомой полумуфты 18. Ведомое колесо 24 жестко посажено на выходном валу 14 при помощи шпоночного соединения 25. Ведущая полумуфта 17 выполнена как одно целое с ведомым колесом 24 с возможностью разъемного соединения и разъединения их жесткой или упругой связи (на схемах это не показано), а выходной вал 14 5 25766 выполнен полым, с возможностью свободного перемещения вдоль его оси приводного вала 15. Упорный подшипник 20 муфты, в отличие от аналога установлен между пружиной 19 и ведущей полу муфтой 18. Ведомое колесо 24 вращателя, входящее в кинематическую связь с зубчатыми колесами 26, 27 и 28 посажено на конический упорный подшипник 29, который воспринимает вертикальные нагрузки от масс колонны штанг и составных частей поверхностного привода. Часть нагрузки в поперечном направлении через выходной вал 14 несет радиальный роликовый подшипник 30. В модульной вставке 12, состоящей из зубчатых колес 31 и 32 перестановка концов между двигателем 11 и вращателем 13 осуществляется посредством фланцев 33 и 34 с одинаковыми установочными размерами. Это необходимо для обеспечения работы модульной вставки в роли редуктора или мультипликатора. Для присоединения валов модульной вставки 12 к валам электродвигателя 11 и вращателя 13 использованы обычные упругие муфты соединения 35 и 36,которые смягчают пуск электропривода. В целях предотвращения утечки смазки, а также попадания пыли и грязи в зубчатые передачи вращатель привода снабжен узлом герметизации 37. УНВП и предохранительная муфта,используемая в приводе работает следующим образом. Крутящий момент передается от электродвигателя 11 последовательно, через муфту соединения 35, зубчатые колеса 31 и 32 модульной вставки 12, муфту 36, зубчатые колеса 24, 26, 27 и 28 вращателя передается к выходному валу 14,жестко соединенному с ведомым колесом 24 посредством шпоночного соединения и, дальше к ведущей полумуфте 17 предохранительной муфты 16, выполненной как одно целое с ведомым колесом(или разъемным, обеспечивающим с ним жесткую связь) и посредством торцевых кулачков, ведущей и ведомой полумуфт 17 и 18 и шлицы 23 передается к приводному валу 15, соединенному при помощи муфты соединения 5 к колонне штанг 4. Колонна штанг 4, в свою очередь передает вращение и крутящий момент к винтовому насосу 3 установленному герметично в нижней части НКТ 7,в продуктивной зоне колонны обсадных труб 1. Скважинная продукция, нагнетаемая из этой зоны вверх по НКТ 7 посредством винтового насоса 3 выводится на поверхность скважины и отводится в соответствующие резервуары для подготовки (не показаны). Таким образом, происходит процесс добычи нефти, преимущественно высоковязкой, с физико-механическими примесями (песок, вода,газ). При этом пружина сжатия 19 предохранительной муфты 16, рассчитанная на предельный крутящий момент сопротивления вращению колонны штанг 4, обусловленный работой винтового насоса по подъему вверх скважинной продукции обеспечивает достаточный контакт торцевых кулачков ведущей и ведомой полумуфт 17 и 18, а следовательно, и передачу энергии от привода к винтовому насосу 3. При заклинивании колонны штанг 4, момент сопротивления между ведущей 17 и ведомой 18 полумуфтами превышает предельное значение и,соответственно контакт их торцевых кулачков разъединяется. В результате, приводной вал 15,находящийся в шлицевом соединении с ведомой полумуфтой 18 также разъединяется от привода. Причиной превышения момента сопротивления предельного своего значения в УНВП может стать не только заклинивание колонны штанг 4, но и внезапная остановка электродвигателя 11, когда,колонна штанг 4 по инерции продолжает вращаться,а привод не поддерживает это вращение. Таким образом, при ударной нагрузке, которая будет сопровождаться и при обоих случаях, данная муфта однозначно обеспечивает защиту привода от перегрузки, а элементов колонны штанг - от слома. Кроме того, благодаря расположению упорного подшипника 20 внутри стакана 22 между пружиной 19 и ведущей полумуфтой 18 исключается вращение пружины вместе с прижатыми полумуфтами и подшипником, что предотвращает появление продольных колебаний пружины и трения между контактирующими рабочими элементами муфты. Защиту колонну НКТ 7 от отворота обеспечивает якорь 8, а работоспособность винтового насоса 3 механический якорь 2. Штанговый центратор 6 оказывает предотвращающее действие к искривлению колонны штанг от изгиба. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Штанговая винтовая насосная установка с поверхностным приводом, состоящая из блоков внутрискважинного и поверхностного оборудования, первый из которых содержит колонну обсадных труб, механический якорь,винтовой насос, колонну штанг, штанговую муфту,штанговый центратор,колонну насоснокомпрессорных труб, якорь, предназначенный для предотвращения отворота колонны насоснокомпрессорных труб, колонную головку, второй блок из которых содержит сальниковый превентор и привод, кинематическая схема которого, состоит из электродвигателя, зубчатой модульной вставки,выполненной в виде одноступенчатого цилиндрического зубчатого редукторамультипликатора, вращателя, представляющего собой двухступенчатый цилиндрический редуктор с выходным валом и жестко посаженным на нем ведомым колесом, приводной вал, связанный с колонной штанг при помощи штанговой муфты,отличающаяся тем, что между выходным валом и приводным валом установлена предохранительная муфта, кинематический связывающая привод с колонной штанг. 2. Штанговая винтовая насосная установка, по п.1, отличающаяся тем, что выходной вал выполнен полым, с возможностью свободного перемещения вдоль его оси приводного вала. 25766 3. Предохранительная муфта, используемая в приводе установки, содержащая приводной вал и установленную на нем посредством шлицев ведущую полумуфту, ведомую полумуфты, которые поджаты к друг другу торцевыми кулачками посредством одетых на ведомую полумуфту пружины сжатия и упорного подшипника,расположенного между пружиной и винтовой крышкой,фиксирующих их в стакане, удерживаемого ведущей полумуфтой,отличающаяся тем, что ведущая полумуфта выполнена как одно целое с ведомым колесом с возможностью их разъемного жесткого или упругого соединения. 4. Предохранительная муфта,по п.2,отличающаяся тем, что упорный подшипник муфты установлен между пружиной и ведущей полумуфтой.

МПК / Метки

МПК: F04B 47/02, F04C 15/00, F16D 9/10

Метки: приводом, поверхностным, насосная, штанговая, установки, используемая, приводе, установка, винтовая, муфта, предохранительная

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/8-ip25766-shtangovaya-vintovaya-nasosnaya-ustanovka-s-poverhnostnym-privodom-i-predohranitelnaya-mufta-ispolzuemaya-v-privode-ustanovki.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Штанговая винтовая насосная установка с поверхностным приводом и предохранительная муфта, используемая в приводе установки</a>

Похожие патенты