RU2457361C2

RU2457361C2 - Pumping unit

Info

Publication number: RU2457361C2
Application number: RU2010139492/06A
Authority: RU
Inventors: Харис Нуриахметович Мухаметшин (RU); Харис Нуриахметович Мухаметшин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Милек"
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-07-27
Also published as: RU2010139492A

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: pumping unit includes framework made of frame and support, electric motor, reducing gear unit, cranking mechanism, balancer with counter weight and suspension connected to the rod string. Suspension is made in a form of a tape, for example, metal tape fixed with one end at the framework and with the other end at the rod string. The tape encircles two guiding pulleys, one of which is mounted on the balancer and the other - on the bracket located on the frame. Pumping unit allows shortly (up to 3) increase the length of rod string stroke due to the use of the tape as suspension and guiding pulleys. Presence of two tapes with the corresponding guiding pulleys provides the actuator of two bottom-hole pumps with the necessary individual intensity of fluid withdrawal. Tape attachment at the framework of the pumping unit provides discrete changing of stroke length of the corresponding rod strings. The device substitutes long-stroke actuators as well as in some cases two pumping units at simultaneous separate operation of two formations of one well.

EFFECT: increase of equipment reliability, decrease of metal consumption and cost.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, как при обычной, так и при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов двумя скважинными штанговыми насосами в одной скважине.The invention relates to the oil industry, in particular to technical means for lifting liquids from wells, both during normal and simultaneous-separate operation of two reservoirs with two sucker rod pumps in one well.

Известен станок-качалка, содержащий размещенные на раме электродвигатель, редуктор, стойку, кривошипно-шатунный механизм, балансир с противовесом, головку балансира, связанного с колонной насосных штанг посредством канатной подвески (Муравьев И.М. Техника и технология добычи нефти и газа. «Недра», М., 1971, стр.319).Known rocking machine, containing placed on the frame of an electric motor, gearbox, rack, crank mechanism, balancer with counterweight, the head of the balancer connected to the column of pump rods by wire suspension (Muravyov IM Technique and technology for oil and gas production. " Subsoil ", M., 1971, p. 311).

Недостатками станка-качалки является невозможность одновременного привода двух штанговых насосов в одной скважине с различной степенью откачки жидкости, а также малая длина хода колонн насосных штанг.The disadvantages of the rocking machine is the inability to simultaneously drive two sucker rod pumps in the same well with varying degrees of fluid pumping, as well as the short stroke length of the sucker rod columns.

Известен привод скважинного штангового насоса, выполненный в виде станка-качалки, содержащий размещенные на раме электродвигатель, редуктор, стойку, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательные, противовес, головку балансира, связанные с колонной насосных штанг, посредством канатной подвески дополнительные стойки, на вершинах которых установлены жестко соединенные между собой шкивы с закрепленными на них одним концом канатами, попарно образующих три канатные пары, причем другим концом одна канатная пара соединена с подвеской станка-качалки, другая канатная пара посредством подвески соединена со второй колонной штанг, а третья канатная пара соединена с противовесом, размещенным между стойками с возможностью перемещения посредством роликов, причем отношение диаметров шкивов равно отношению длины ходов колонн штанг (RU №2351802, 27.03.2009). Недостатками данного привода являются значительная металлоемкость, высокая стоимость, а также сложность конструкции и монтажа.A well-known sucker rod pump drive, made in the form of a rocking machine, comprising an electric motor, a gearbox, a rack, a mechanism for converting rotational motion into reciprocating, a counterweight, a balancer head, connected to the column of sucker rods by means of a suspension bracket, additional racks mounted on a frame the tops of which pulleys are rigidly connected to each other with ropes fixed to them at one end, pairwise forming three rope pairs, with the other end having one rope pair connected to the suspension of the rocking machine, another rope pair is connected via suspension to the second column of rods, and the third rope pair is connected to a counterweight placed between the racks with the possibility of movement by means of rollers, and the ratio of pulley diameters is equal to the ratio of the stroke length of the rod columns (RU No. 2351802, 03/27/2009). The disadvantages of this drive are significant metal consumption, high cost, as well as the complexity of design and installation.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей станка-качалки без значительных затрат, а именно увеличение длины хода колонны насосных штанг без изменения величины хода балансира станка-качалки, а также осуществление привода двух штанговых насосов в одной скважине с различной интенсивностью откачки жидкости.The objective of the proposed technical solution is to expand the functionality of the rocking machine without significant costs, namely increasing the stroke length of the string of pump rods without changing the stroke of the balancer of the rocking machine, as well as driving two rod pumps in one well with different pumping rates.

Поставленная техническая задача решается тем, что станок-качалка, содержащий на выполненном из рамы и стойки каркасе электродвигатель, редуктор, кривошипно-шатунный механизм, балансир с противовесом, имеет подвеску, выполненную в виде ленты, например, из металла, закрепленной одним концом на каркасе, а другим концом с колонной насосных штанг, причем лента охватывает два направляющих шкива, один из которых установлен на балансире, а другой - на кронштейне, размещенном на раме. Станок-качалка дополнительно содержит направляющий шкив, установленный на раме и охватываемый лентой, закрепленной одним своим концом на балансире. Станок-качалка дополнительно содержит подвеску, выполненную в виде ленты, например, из синтетического материала, закрепленной одним концом на каркасе, а другим концом со второй колонной насосных штанг, причем лента охватывает два дополнительных направляющих шкива, один из которых установлен на балансире, а другой - на кронштейне.The stated technical problem is solved in that the rocking machine, containing on the frame made of the frame and rack, an electric motor, a gearbox, a crank mechanism, a balancer with a counterweight, has a suspension made in the form of a tape, for example, made of metal fixed at one end to the frame and the other end with a column of sucker rods, and the tape covers two guide pulleys, one of which is mounted on the balancer, and the other on the bracket located on the frame. The rocking machine additionally contains a guide pulley mounted on the frame and covered by a tape fixed at one end to a balancer. The rocking machine additionally contains a suspension made in the form of a tape, for example, of synthetic material fixed at one end to the frame and at the other end to the second column of pump rods, the tape covering two additional pulley guides, one of which is mounted on the balancer and the other - on the bracket.

На фиг.1 показан вариант I станка-качалки с удлинением хода колонны штанг до 2-х крат.Figure 1 shows a variant I of a rocking machine with an extension of the stroke of the rod string to 2 times.

На фиг.2 - вариант II станка-качалки с удлинением хода колонны штанг до 3-х крат.Figure 2 - option II of the rocking machine with an extension of the stroke of the column of rods up to 3 times.

На фиг.3 - вариант III станка-качалки для одновременного привода двух штанговых насосов в одной скважине.Figure 3 - option III of the rocking machine for the simultaneous drive of two sucker rod pumps in one well.

Станок-качалка содержит каркас, состоящий из рамы 1 и стойки 2, электродвигатель 3, редуктор 4, приводимый в движение посредством кривошипа 5 и шатуна 6, балансир 7, в передней части которого размещен направляющий шкив 8, направляющий шкив 9, закрепленный на кронштейне 10, ленту 11, закрепленную одним концом А на каркасе, а другим концом В с колонной насосных штанг (см. фиг.1). Станок-качалка по варианту II дополнительно содержит направляющий шкив 12, охватываемый лентой 11 и закрепленный концом А на балансире (см. фиг.2). Станок-качалка по варианту III дополнительно содержит направляющие шкивы 13 и 14, установленные соответственно на балансире 7 и кронштейне 10 и охватываемые дополнительной лентой 15, закрепленной одним концом А¹ на раме 1, а другим концом В¹ со второй колонной насосных штанг (см. фиг.3).The rocking machine contains a frame consisting of a frame 1 and a rack 2, an electric motor 3, a reducer 4, driven by a crank 5 and a connecting rod 6, a balancer 7, in front of which a guide pulley 8, a guide pulley 9, mounted on the bracket 10 , tape 11, fixed at one end A to the frame, and at the other end B with a string of pump rods (see figure 1). The rocking machine according to option II further comprises a guide pulley 12, covered by a tape 11 and fixed by the end A to the balancer (see figure 2). The rocking machine according to option III additionally contains guide pulleys 13 and 14 mounted respectively on the balancer 7 and the bracket 10 and covered by an additional tape 15 fixed by one end A ¹ on the frame 1 and the other end B ¹ with the second column of pump rods (see figure 3).

Станок-качалка по варианту I работает следующим образом (см. фиг.1). Перед установкой станка-качалки на площадку должны быть проведены подготовительные работы. Конец В ленты 11 должен быть уже закреплен на колонне насосных штанг и выходить из устьевого сальника достаточной длины. Ленту 11 размещают таким образом, чтобы она охватывала шкивы 8 и 9, а конец А ленты 11 в зависимости от необходимой длины хода колонны насосных штанг крепят в одной из четырех точек крепления на каркасе станка-качалки. В точке крепления «а» длина хода колонны штанг будет наименьшей и равна длине хода балансира 7, крепление А ленты 11 в точке «d» обеспечит длину хода, большую в два раза. При включении станка-качалки балансир 7 совершает возвратно-поступательные движения, вытягивает ленту из скважины и возвращает ее обратно.The rocking machine according to option I works as follows (see figure 1). Before installing the rocking machine on the site, preparatory work should be carried out. End B of the tape 11 should already be fixed on the column of sucker rods and out of the wellhead seal of sufficient length. The tape 11 is placed so that it covers the pulleys 8 and 9, and the end A of the tape 11, depending on the required stroke length of the string of pump rods, is mounted in one of four mounting points on the frame of the rocking machine. At the attachment point “a”, the stroke length of the rod string will be the smallest and equal to the stroke length of the balancer 7, the fastening A of the tape 11 at the point “d” will provide a double stroke length. When you turn on the rocking machine, the balancer 7 makes a reciprocating motion, pulls the tape from the well and returns it back.

Станок-качалка по варианту II работает следующим образом (см. фиг.2).The rocking machine according to option II works as follows (see figure 2).

После проведения подготовительных работ и установки станка-качалки на рабочее место на раму 1 устанавливают дополнительный направляющий шкив 12. Ленту 11 размещают таким образом, чтобы она последовательно охватывала шкивы 9, 8, 12, а ее конец А крепят на балансире. При выполнении балансиром возвратно-поступательных движений происходит удлинение и укорачивание трех ветвей ленты 11. Такая схема монтажа позволит трехкратно увеличить длину хода колонны насосных штанг.After the preparatory work and installation of the rocking machine on the workstation, an additional guide pulley 12 is installed on the frame 1. The tape 11 is placed so that it sequentially covers the pulleys 9, 8, 12, and its end A is mounted on the balancer. When the balancer performs reciprocating movements, the three branches of the tape 11 are elongated and shortened. Such an installation pattern will allow to triple the stroke length of the pump rod string.

Станок-качалка по варианту III работает следующим образом (см. фиг.3).The rocking machine according to option III works as follows (see figure 3).

При проведении подготовительных работ необходимо, чтобы конец В¹ второй ленты 15 был закреплен на второй колонне насосных штанг и был достаточной длины на поверхности. На станок-качалку устанавливают дополнительно еще два направляющих шкива, шкив 13 на балансир 7, шкив 14 на кронштейн 10, а конец А¹ ленты 15 к каркасу станка-качалки. При совершении балансиром возвратно-поступательных движений происходит одновременное удлинение ветвей обоих лент, что, в свою очередь, приводит в работу соответствующие плунжеры насосов. Такая схема обвязки позволяет осуществлять привод двух штанговых насосов одновременно, причем длину хода колонны насосных штанг можно менять индивидуально у каждого насоса.During the preparatory work, it is necessary that the end B ^{1 of the} second tape 15 is fixed on the second column of sucker rods and is of sufficient length on the surface. An additional two more guide pulleys are installed on the rocking machine, a pulley 13 on the balancer 7, a pulley 14 on the bracket 10, and the end A ^{1 of the} tape 15 to the frame of the rocking machine. When the balancer makes reciprocal movements, the branches of both tapes are simultaneously elongated, which, in turn, puts the corresponding pump plungers into operation. This strapping scheme allows you to drive two sucker rod pumps at the same time, and the stroke length of the string of sucker rods can be changed individually for each pump.

Станок-качалка данной конструкции позволяет значительно увеличить длину хода плунжера глубинного насоса, а также обеспечить привод двух штанговых насосов одной установкой при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной, при этом возможно индивидуальное регулирование отбора жидкости. Благодаря применению ленты возможно значительное уменьшение веса колонны насосных штанг, что в итоге приводит к снижению потребления электроэнергии.The rocking machine of this design can significantly increase the stroke length of the plunger of the deep pump, as well as provide the drive of two sucker rod pumps with one installation while simultaneously operating the two layers in the same well, while it is possible to individually control the fluid withdrawal. Thanks to the use of the tape, a significant reduction in the weight of the sucker rod string is possible, which ultimately leads to a reduction in energy consumption.

Claims

1. A rocking machine, comprising on a frame made of a frame and a rack, an electric motor, a gearbox, a crank mechanism, a balancer with a counterweight, a suspension connected with a string of pump rods, characterized in that the suspension is made in the form of a tape, for example, metal, fixed one end on the frame, and the other end with a column of sucker rods, and the tape covers two guide pulleys, one of which is mounted on the balancer, and the other on the bracket, placed on the frame.

2. The rocking machine according to claim 1, characterized in that it further comprises a guide pulley mounted on the frame and covered by a tape fixed at one end to a balancer.

3. The rocking machine according to claim 1, characterized in that it further comprises a suspension made in the form of a tape, for example, of synthetic material fixed at one end to the frame and at the other end with a second column of sucker rods, the tape covering two additional pulley guides, one of which is mounted on the balancer, and the other on the bracket.