Динамограф для контроля работы скважинных штанговых насосов

 

Изобретение предназначено для динамометрирования скважинных штанговых насосов. Клиновые домкраты для нагружения расположены непосредственно на лапках датчика усилий динамографа. Нагружение клиновых домкратов осуществляется с помощью зубчатой передачи из трех шестерен, промежуточная из которых снабжена осью с рукояткой для вращения. Существенно повышается точность измерения и улучшается удобство обслуживания. 1 з.п.ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к технике нефтедобывающей промышленности и может быть использовано, в частности, при динамометрии скважинных штанговых насосов.

Известно устройство для динамометрирования скважинного штангового насоса, содержащее разгрузочную траверсу, которая через опорные стаканы с буртами соединена с траверсой канатной подвески. Механизм силового подключения полированного штока к чувствительному элементу динамографа выполнен в виде двух втулок со сквозными отверстиями в их боковой стенке (авт. св 1265396, кл. F 04 B 47/00, E 21 B 43/00).

Устройство сложное по конструкции, динамометрирование не отличается высокой точностью из-за неравномерного нагружения силового элемента.

Известен гидравлический карманный динамограф типа ГДМ-3, состоящий из двух основных узлов: силового и регистрирующего (Муравьев В.М. Справочники мастера по добыче нефти. М.: Недра, 1975, с. 127). В силовой узел входит месдоза, представляющая собой полость, заполненную спиртом и перекрытую мембраной, на которую опирается поршень, связанный с регистрирующим устройством. Силовой узел установлен между траверсами подвески штанг для восприятия усилий, действующих на головку балансира.

Основными недостатками динамографа ГДМ-3 является сложность монтажа его в траверсе и мелкий масштаб получаемых динамограмм. Для установки динамографа необходимо остановить станок-качалку, с помощью шлангодержателя зафиксировать полированный шток, затем запустить станок-качалку и остановить его так, чтобы канатная подвеска ослабла. После этого устанавливают динамограф и, запустив качалку вновь, снимают штангодержатель и производят измерения. Такая сложность монтажа, неудобство в обслуживании создают повышенную опасность в работе и увеличивают время простоя скважины при проведении исследований. Все это приводит к изменению условий работы скважины и к снижению точности измерений. Кроме того, применение штангодержателей приводит к повреждению поверхности полированного штока, уменьшая срок службы устьевых сальников. При запуске станка-качалки с динамографом происходит резкое скачкообразное нагружение прибора, что нередко приводит к деформации и выходу из строя латунной мембраны.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции, улучшение удобства обслуживания и повышение точности измерения.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем датчик усилия гидравлический с тензодатчиком давления и тензоусилителем, датчик перемещения, механизм силового подключения динамографа к канатной подвеске, датчик перемещения снабжен пусковой кнопкой, расположенной на устье скважины и установленной с возможностью регулирования ее высоты, механизм силового подключения выполнен в виде клиновых домкратов, размещенных на лапках датчика усилия, снабженных зубчатой передачей.

Кроме того, зубчатая передача выполнена из трех шестерен, причем промежуточная из них снабжена осью с рукояткой.

Снабжение пусковой кнопкой позволяет автоматически производить запуск динамографа в работу при запуске станка-качалки. Расстояние между верхним торцом устьевого сальника и нижней мертвой точкой нижней траверсы может изменяться в широких пределах. Для обеспечения контакта нижней траверсы с пусковой кнопкой необходимо индивидуальное регулирование высоты кнопки для каждой скважины в зависимости от высоты расположения траверс канатной подвески и длины хода станка-качалки.

Выполнение механизма силового подключения в виде клиновых домкратов, размещенных на лапках датчика усилий и снабженных цилиндрической передачей, позволяет постепенно и равномерно нагружать динамограф без фиксации полированного штока.

На фиг. 1 представлен общий вид динамографа; на фиг. 2 - датчик усилий; на фиг. 3 - датчик усилий в разрезе.

Динамограф включает датчик усилий 1, на лапках 2 и 3 которого расположены домкраты 4, механизм силового подключения динамографа к траверсам 5 канатной подвески 6, позволяющий постепенно и равномерно нагружать динамограф без фиксации полированного штока 7, датчик давления 8, включенный в гидросистему датчика усилия 1, датчик перемещения 9, совмещенный с тензоусилителем, самописец-регистратор 10 и пусковую кнопку 11, снабженную регулировочным винтом 12, размещенную на устье скважины 13. Нагружение домкратов 4 осуществляют через зубчатую передачу 14, промежуточная шестерня которой снабжена для вращения осью с рукояткой 15.

Предлагаемое устройство действует следующим образом.

Находящиеся в исследовательской машине преобразователь перемещения 9 и самописец-регистратор 10 подключают соответственно к бортовой сети 12 V и к пульту управления станком-качалкой 220 V, устанавливают пусковую кнопку 11 с регулировочным винтом 12 на устье скважины 13. Затем, прочертив нулевую линию на самописце-регистраторе 10, устанавливают датчик усилий 1 между траверсами 5 канатной подвески 6 и, вращая рукоятку 15 зубчатой передачи 14, передают вращение трем шестерням. С шестерней вращающий момент передается на винты клиновых домкратов 4, при нагружении которых происходит постепенное прижатие лапок 2 и 3 датчика усилия 1 к траверсам 5 канатной подвески 6, что означает передачу усилия колонны штанг на датчик усилия 1. После этого регистрируется вес штанг. Затем запускается станок-качалка, при этом автоматически происходит запуск динамографа в работу посредством пусковой кнопки 11, высота которой регулируется винтом 12 в зависимости от высоты расположения траверс 5 канатной подвески 6 и длины хода станка-качалки. Вес жидкости определяют путем остановки станка-качалки в верхнем положении головки балансира.

Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения обеспечивается за счет упрощения конструкции устройства, значительного увеличения масштаба измерения, позволяющего производить более точную диагностику работы насосов. Тем самым обеспечивается возможность создания устройства для динанометрирования скважинного штангового насоса, полностью удовлетворяющего специфическим условиям работы подобных устройств при добыче нефти.

Формула изобретения

1. Динамограф для контроля работы скважинных штанговых насосов, содержащий датчик усилия гидравлический с тензодатчиком давления и тензоусилителем, датчик перемещения, механизм силового подключения динамографа к канатной подвеске, отличающийся тем, что датчик перемещения снабжен пусковой кнопкой, расположенной на устье скважины и установленной с возможностью регулирования ее высоты, механизм силового подключения динамографа к канатной подвеске выполнен в виде клиновых домкратов, размещенных на лапках датчика усилия и снабженных зубчатой передачей.

2. Динамограф по п.1, отличающийся тем, что зубчатая передача выполнена из трех шестерен, причем промежуточная из них снабжена осью с рукояткой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3