Устройство цепного привода скважинного штангового насоса

(51) 04 47/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ ками 10 входят в зацепление с нижней рейкой 11, а третья с верхней рейкой 12, обеспечивающим беспрепятственное синхронное перемещение их по рабочим поверхностям реек. Треугольный контур выполнен с возможностью изменения высоты посредством винтового механизма, позволяющего быстро установить каретки на рейках и регулировать усилия между ними и зубчатыми роликами. Зубчатые ролики 10 посажаны на пальцах 20, которые шарнирно установлены посредством подшипников качения 21 на вершинах треугольного контура каретки 9. В центре каретки 9 установлена скалка 22 при помощи подшипников качения 23, к которой присоединена цепь 6 цепной передачи (на фиг. 3 не показана). Устройство цепного привода управляется со станции управления 24. Использованием в полости 13 противовеса 14 съемных горизонтальных направляющих каретки 9 обеспечивается удобство и оперативность замены их при ремонте, что в свою очередь, повышает ремонтопригодность узлов сопряжения редуцирующего преобразующего механизма привода. Благодаря выполнению съемных горизонтальных направляющих в виде реек 11 и 12,входящих в зацепление с зубчатыми роликами 10 появляется возможность исполнения их из стали и на подшипниках качения. Кроме того, при таком исполнении роликов каретки и горизонтальных направляющих повышается несущая способность и устойчивость сцепления контактирующих поверхностей, за счет исключения трения скольжения и снижения удельного давления, что в свою очередь снижает износ и повышает сроки их службы. Все это в целом позволяет сократить время на ремонт,обслуживание и снизить эксплуатационные затраты, а также обеспечить увеличение межремонтного периода преобразующего механизма устройства цепного привода.(72) Ахметов Сайранбек Махсутович Ахметов Нуркен Махсутович Абугалиев Суиншбек Курманбаевич Ермуханов Нуржан Максотович Суюнгариев Габит Есжанович(73) Ахметов Сайранбек Махсутович Ахметов Нуркен Махсутович(54) УСТРОЙСТВО ЦЕПНОГО ПРИВОДА СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА(57) Устройство цепного привода скважинного штангового насоса (фиг. 1-3) содержит несущую раму 1,откатную-образную сварную металлоконструкцию 2,двигатель 3,клиноременную передачу 4,редуктор 5,редуцирующий преобразующий механизм,включающий цепную передачу с цепью 6, ведущей 7 и ведомой 8 звездочками, каретку 9, выполненную в виде треугольного контура, имеющего на вершинах шарнирно установленные зубчатые ролики 10, горизонтальные направляющие каретки,выполненные в виде съемных зубчатых реек 11 и 12. Рейки 11 и 12 соответственно расположены в нижней и верхней частях полости 13 противовеса 14 с обычными цилиндрическими роликами 15, который перемещается по вертикальным направляющим 16 и связан посредством шкивов 17 с разомкнутым гибким звеном 18 и колонной штанг 19. Зубчатые рейки 11 и 12 в целях обеспечения возможности их замены при ремонте выполнены съемными. Причем треугольный контур каретки 9 расположен в полости 13 таким образом, что, две его вершины с соответствующими зубчатыми роли 23627 Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при подъеме жидкости из скважины. Известна длинноходовая насосная установка с тележкой,содержащая двигатель,редуктор,закрытый металлический корпус, в котором размещен механизм, преобразующий вращательное движение в вертикальное возвратнопоступательное, включающий цепную передачу,связанную с кареткой, соединенной с противовесом,установленным в направляющих и связанным через разомкнутое гибкое звено с колонной штанг. Для направления движения противовеса служат две основные двутавровые балки корпуса привода, а их грани, обращенные к противовесу, используются в качестве дорожек качения для двенадцати направляющих роликов противовеса,гуммированных полимерным материалом. Закрытый корпус с масляной ванной позволяет обеспечить смазкой все размещенные внутри движущиеся элементы преобразующего механизма Валовский В.М., Валовский К.В. Цепные приводы скважинных штанговых насосов. М. ОАО ВНИИОЭНГ. 2004. 492 с. стр. 197-198, рис. 3.17 описание кинематической схемы изобретения по патенту США 4916959, В 66 В 5/26. Недостатком установки является сложность и значительная трудоемкость в обслуживании такого количества роликов противовеса внутри закрытого корпуса. Другим недостатком является неремонтопригодность направляющих противовеса,в качестве которых служат двутавровые балки,являющиеся неотъемлемыми элементами корпуса,износ которых недопустим. Известен цепной привод скважинного штангового насоса, содержащий, основание,горизонтальную раму,откатную металлоконструкцию в виде вертикальной фермы,двигатель, ременную передачу, редуктор, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, включающий цепную передачу с ведущей и ведомой звездочками,каретку, установленную с возможностью возвратнопоступательного движения в полости противовеса с роликами на подшипниках качения. Противовес установлен в вертикальных направляющих откатной металлоконструкции и связан через разомкнутое гибкое звено с колонной штанг. В данном изобретении,выполнение вертикальных направляющих противовеса съемными позволяет осуществлять замену их по мере износа при ремонте,обеспечивая тем самым ремонтопригодность привода. Кроме этого появляется также возможность применения стальных роликов противовеса на подшипниках качения, в место пластиковых, которые быстро изнашиваются. Исполнение направляющих противовеса квадратной формы в поперечном сечении и расположение их рабочих граней под углом 45 к срединной плоскости цепной передачи привода и симметричными ей, позволяют использовать восемь роликов противовеса вместо двенадцати по сравнению с аналогом Патент РФ 2 2301356 С 1, 04 47/02. Цепной привод скважинного штангового насоса/ Даутов Т.Г.,Тахаутдинов Ш.Ф., Огнев М.Е., Торхов И.Н. и др. заявл. 10.01.2006, опубл. 20.06.2007. Таким образом, вышеописанная конструкция привода позволяет сократить время на его ремонт,обслуживание и снизить эксплуатационные затраты,а также обеспечивает увеличение межремонтного периода. В случае применения в направляющих и роликах противовеса упрочненных сталей существенно повышается срок службы привода. Как видно, авторы вышеописанного изобретения предложили конкретное практическое техническое решение, направленное на совершенствование эксплуатационных свойств и повышение срока службы рабочих узлов преобразующего механизма цепного привода. Недостатком указанного привода является сложность изготовления направляющих специальной формы, а также расположение их граней под определенным углом к срединной плоскости цепной передачи, что, в некоторой степени ограничивает изменение места установки последней в вертикальной раме. Кроме этого, в данном устройстве не предусмотрена возможность снижения износа роликов каретки и их направляющих в полости противовеса, не смотря на то, что на этот узел сочленения приходится больше удельной нагрузки чем на ролики и направляющие противовеса. Наиболее близким к предлагаемому по конструкции и принципу работы является привод скважинного штангового насоса, содержащий несущую раму, размещенную на ней откатнуюобразную сварную металлоконструкцию, в которой установлены двигатель, клиноременная передача,редуктор,редуцирующий преобразующий механизм, включающий ведущий и ведомую звездочки,цепную передачу,каретку с цилиндрическими роликами, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения на горизонтальных направляющих в полости противовеса, который, в свою очередь установлен на вертикальных направляющих образной металлоконструкции с возможностью возвратно-поступательного перемещения при помощи роликов и связан через разомкнутое гибкое звено с колонной штанг Валовский В.М.,Валовский К.В. Цепные приводы скважинных штанговых насосов.М. ОАО ВНИИОЭНГ. 2004. 492 с. стр. 201-209, рис. 3.28, 3.29, 3.30, 3.33 описание цепного привода по патенту РФ 2200876, 1, 04 47/02. Недостатками привода являются неремонтопригодность горизонтальны направляющих и невысокая износостойкость каретки, требующая значительных затрат на их обслуживание и замену. Это обусловлено тем, что, в данном устройстве износ роликов каретки и их горизонтальных направляющих происходит более интенсивно, чем износ роликов и вертикальных направляющих противовеса. Причиной этому является то,что,вертикальное движение 23627 противовеса, соответствующее с направлениями действий сил тяжестей составных элементов редуцирующего преобразующего механизма позволяет исключить значительную часть основной нагрузки на его ролики и направляющие. А движение каретки в горизонтальной плоскости,наоборот, приведет к восприятию всех сил тяжестей элементов ее роликами,горизонтальными направляющими узлами сочленения (подшипники качения) в качестве радиальных нагрузок вызывает их интенсивный износ. Задачей изобретения является повышение ремонтопригодности, увеличение срока службы рабочих элементов узла сопряжения преобразующего механизма и сокращение затрат на их обслуживание. Для решения этой задачи в устройстве цепного привода скважинного штангового насоса,содержащем несущую раму, размещенную на ней откатную образную сварную металлоконструкцию, в которой установлены двигатель клиноременная передача, редуктор,редуцирующий преобразующий механизм,включающий ведущий и ведомую звездочки,цепную передачу, связанную с ней каретку с цилиндрическими роликами, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения на горизонтальных направляющих в полости противовеса, который, в свою очередь также установлен на вертикальных направляющих-образной металлоконструкции с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали посредством роликов и связан через разомкнутое гибкое звено с колонной штанг,согласно изобретению, каретка выполнена в виде треугольного контура, имеющего на вершинах шарнирно установленные зубчатые ролики, а их горизонтальные направляющие выполнены съемными, в виде реек, образующих с ними зубчатое зацепление. Причем, две вершины треугольного контура с соответствующими зубчатыми роликами входят в зацепление с нижней рейкой, а третья с верхней, с возможностью беспрепятственного синхронного перемещения их по рабочим поверхностям реек. При этом,треугольный контур исполнен с возможностью изменения высоты посредством винтового механизма, позволяющего быстро установить каретки на рейках и регулировать усилия между ними и зубчатыми роликами. В связи с использованием в полости противовеса съемных горизонтальных направляющих каретки,обеспечивается удобство и оперативность замены их при ремонте, что в свою очередь, повышает ремонтопригодность узлов сопряжения редуцирующего преобразующего механизма привода. Благодаря выполнению съемных горизонтальных направляющих в виде реек,входящих в зацепление с зубчатыми роликами появляется возможность исполнения их из стали и на подшипниках качения. Кроме того, при таком исполнении роликов каретки и горизонтальных направляющих повышается несущая способность и устойчивость сцепления контактирующих поверхностей, за счет исключения трения скольжения и снижения удельного давления, что в свою очередь снижает износ и повышает сроки их службы. Все это в целом позволяет сократить время на ремонт,обслуживание и снизить эксплуатационные затраты, а также обеспечить увеличение межремонтного периода преобразующего механизма устройства цепного привода. На фиг.1 показана схема устройства цепного привода (общий вид). На фиг.2 изображена схема участка устройства привода с противоположной стороны скважины с направляющим узлом противовеса, с узлом связи его с кареткой и цепью цепной передачи. На фиг. 3 показан узел связи зубчатых роликов с рейками горизонтальных направляющих каретки по вид - А на фиг. 2, в разрезе. Устройство цепного привода скважинного штангового насоса (фиг. 1-3) содержит несущую раму 1,откатную-образную сварную металлоконструкцию 2,двигатель 3,клиноременную передачу 4,редуктор 5,редуцирующий преобразующий механизм,включающий цепную передачу с цепью 6, ведущей 7 и ведомой 8 звездочками, каретку 9, выполненную в виде треугольного контура, имеющего на вершинах шарнирно установленные зубчатые ролики 10, горизонтальные направляющие каретки 9, выполненные в виде съемных зубчатых реек 11 и 12, образующих с роликами 10 зубчатое зацепление. Рейки 11 и 12 соответственно расположены в нижней и верхней частях полости 13 противовеса 14 с обычными цилиндрическими роликами 15,который перемещается по вертикальным направляющим 16 и связан посредством шкивов 17 с разомкнутым гибким звеном 18 и колонной штанг 19. Зубчатые рейки 11 и 12 горизонтальных направляющих каретки 9 в целях обеспечения возможности их замены при ремонте выполнены съемными. Причем треугольный контур каретки 9 расположен в полости 13 таким образом, что, две его вершины с соответствующими зубчатыми роликами 10 входят в зацепление с нижней рейкой 11, а третья с верхней рейкой 12, обеспечивающим беспрепятственное синхронное перемещение их по рабочим поверхностям реек. При этом, треугольный контур выполнен с возможностью изменения высоты посредством винтового механизма (на схеме на показан), позволяющего быстро установить каретки 9 на рейках и регулировать усилия между ними и зубчатыми роликами. Зубчатые ролики 10 посажаны на пальцах 20, которые шарнирно установлены посредством подшипников качения 21 на вершинах треугольного контура каретки 9. В центре каретки 9 установлена скалка 22 при помощи подшипников качения 23, к которой присоединена цепь 6 цепной передачи (на фиг. 3 не показана). Устройство цепного привода управляется со станции управления 24. Устройство цепного привода скважинного штангового насоса работает следующим образом. 3 23627 После пуска двигателя 3 вращение через клиноременную передачу 4 и редуктор 5 передается ведущей звездочке 7 цепной передачи. Вместе с цепью 6 движется связанная с ней шарнирно каретка 9. При движении цепи 6 каретка 9 получает поступательное движение на прямолинейных участках цепной передачи и описывает полуокружности на переходах ведущей 7 и ведомой 8 звездочек. Таким образом, колонна штанг 19, связанная с противовесом 14 разомкнутым гибким звеном 18,движется возвратно-поступательно. Предлагаемое устройство цепного привода позволяет повысить его ремонтопригодность,эксплуатационную надежность и увеличить срок службы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Валовский В.М., Валовский К.В. Цепные приводы скважинных штанговых насосов. - М. ОАО ВНИИОЭНГ. - 2004. - с. 492 - Страницы 197-198, рисунок 3.17 описание кинематической схемы изобретения по патенту США 4916959, В 66 В 5/26. 2. Патент РФ 2301356, 1,04 В 47/02. Цепной привод скважинного штангового насоса / Даутов Т.Г., Тахаутдинов Ш.Ф., Огнев М.Е., Торхов И.Н. и др. - Заявл. 10.01.2006 Опубл. 20.06.2007. 3. Валовский В.М., Валовский К.В. Цепные приводы скважинных штанговых насосов. - М. ОАО ВНИИОЭНГ. - 2004. - 492 с. - Страницы 201-209, рисунки 3.28, 3.29, 3.30, 3.32, 3.33 описание цепного привода по Патенту РФ 2200876, ,04 В 47/02. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство ценного привода скважинного штангового насоса, содержащее несущую раму,размещенную на ней откатную -образную сварную металлоконструкцию, в которой установлены двигатель, клиноременная передача, редуктор,редуцирующий преобразующий механизм,включающий ведущий и ведомую звездочки,цепную передачу, связанную с ней каретку с цилиндрическими роликами, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения на горизонтальных направляющих в полости противовеса, который, в свою очередь также установлен на вертикальных направляющих-образной металлоконструкции с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали посредством роликов и связан через разомкнутое гибкое звено с колонной штанг,отличающееся тем, что каретка выполнена в виде треугольного контура, имеющего на вершинах шарнирно установленные зубчатые ролики, а их горизонтальные направляющие выполнены съемными, в виде реек, образующих с ними зубчатое зацепление. 2. Устройство цепного привода по п.1,отличающееся тем, что две вершины треугольного контура с соответствующими зубчатыми роликами входят в зацепление с нижней рейкой, а третья с верхней, с возможностью беспрепятственного синхронного перемещения их по рабочим поверхностям реек. 3. Устройство цепного привода по п.1,отличающееся тем, что треугольный контур исполнен с возможностью изменения высоты посредством винтового механизма, позволяющего быстро установить каретки на рейках и регулировать усилия между ними и зубчатыми роликами.