Привод штангового скважинного насоса с бесступенчатым регулированием скорости

Устройство предназначено для использования в области добычи нефти для управления режимом возвратно-поступательного движения штангового насоса. Входной и выходной механизмы выполнены в виде соосных валов, на концах которых закреплены фрикционные колеса. Передача выполнена в виде фрикционного диска, установленного в подвижной обойме, имеющей возможность перемещения вдоль оси входного и выходного механизмов. Фрикционные колеса подпружинены роликами, размещены с обратной стороны фрикционного диска с возможностью прижатия к фрикционному диску. Устройство для регулирования передаточного отношения выполнено в виде винтового механизма с возможностью прямолинейного перемещения подвижной обоймы фрикционного диска. Достигается возможность управления скорости движения штангового скважинного насоса в широких пределах, как в ручном, так и в автоматическом режиме. 2 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти и может быть использовано для управления режимом возвратно-поступательного движения штангового насоса.

Известен привод, переключаемый под нагрузкой, содержащий ведущий и ведомый коаксиальные валы и две пары фрикционных сцеплений, переключением которых последовательно соединяются две зубчатые передачи [Авт. св. СССР №1160943, МПК⁷ F 16 Н 3/08, БИ №21, 1985 г.].

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества коаксиальных валов, зубчатых передач и фрикционных муфт, а также недостаточно широкие функциональные возможности, обеспечивающие только ступенчатое изменение скорости ведомого вала.

Наиболее близким к заявляемому по конструктивным особенностям и достигаемым результатам является устройство для передачи крутящего момента с переменным передаточным отношением, принятое в качестве прототипа [Авт. св. СССР №476763, МПК⁷ F 16 Н 3/16, БИ №25, 1975 г.].

Устройство-прототип содержит входной и выходной механизмы, основную и вспомогательную силовые передачи, соединенные вариатором, механизм для регулирования передаточного отношения.

Недостатком данного устройства является сложность, обусловленная наличием большого количества сопряженных между собой механизмов, снижающих общую надежность устройства, а также недостаточно высокие функциональные возможности, не позволяющие изменять передаточное отношение и реверс под нагрузкой.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - улучшение эксплуатационных характеристик, упрощение конструкции и повышение надежности за счет фрикционного диска, установленного в подвижной обойме.

Для решения поставленной задачи в приводе штангового скважинного насоса с бесступенчатым регулированием скорости, содержащем входной и выходной механизмы, передачу, соединяющую их, устройство для регулирования передаточного отношения, в отличие от прототипа входной и выходной механизмы выполнены в виде соосных валов, на концах которых закреплены фрикционные колеса, передача, выполнена в виде фрикционного диска, установленного в подвижной обойме, имеющей возможность перемещения вдоль оси входного и выходного механизмов, причем фрикционные колеса подпружинены роликами, размещены с обратной стороны фрикционного диска, прижаты к фрикционному диску, а устройство для регулирования передаточного отношения выполнено в виде винтового механизма с возможностью прямолинейного перемещения подвижной обоймы фрикционного диска.

На фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - то же, вид сверху.

В корпусе 1 размещены входной 2 и выходной 3 валы, на концах которых закреплены фрикционные колеса 4 и 5. Входной вал 2 и выходной вал 3 соосны между собой. В корпусе 1 также размещена подвижная обойма 6. Подвижная обойма 6 имеет возможность прямолинейного перемещения вдоль оси входного вала 2 и выходного вала 3 с помощью винтового механизма 7. На подвижной обойме 6 с помощью опорных роликов 8 закреплен с возможностью свободного вращения фрикционный диск 9. Рабочее усилие на фрикционных колесах 4 и 5 создают подпружиненные ролики 10, закрепленные на подвижной обойме 6.

Устройство работает следующим образом.

Входной вал 2 с фрикционным колесом 4 вращается с постоянной угловой скоростью электродвигателем (не показан). С помощью фрикционного диска 9 вращение передается на фрикционное колесо 5 и выходной вал 3. При этом частота вращения выходного вала 3 зависит от того, в каком положении относительно неподвижных в осевом направлении фрикционных валов 4 и 5 находится подвижная обойма 6 с фрикционным диском 9. Расстояние между фрикционными колесами 4 и 5 установлено равным радиусу фрикционного диска 9 и в процессе работы не изменяется. Перемещая с помощью винтового механизма 7 подвижную обойму 6 можно изменять передаточное отношение привода. Через выходной вал 3 ременной передачей вращение передается на редуктор станка-качалки штангового скважинного насоса.

Предлагаемое устройство позволяет управлять скоростью движения штангового скважинного насоса в широких пределах как в ручном, так и в автоматическом режиме. Для того, чтобы предлагаемый привод мог регулировать параметры движения насосной установки в автоматическом режиме, винтовой механизм 7 соединяется с серводвигателем (не показан), который поворачивает его в соответствии с командой, полученной от электронной системы управления.

По сравнению с известными конструкциями управляемых редукторов заявляемое техническое решение обладает следующими преимуществами:

- простотой управления скоростью вращения выходного вала, обусловленной тем, что для изменения передаточного отношения достаточно повернуть винт;

- реверс и изменение скорости вращения осуществляется без разрыва кинематической цепи, что позволяет осуществлять регулирование под нагрузкой и повысить надежность.

Привод штангового скважинного насоса с бесступенчатым регулированием скорости, содержащий входной и выходной механизмы, передачу, соединяющую их, устройство для регулирования передаточного отношения, отличающийся тем, что входной и выходной механизмы выполнены в виде соосных валов, на концах которых закреплены фрикционные колеса, передача выполнена в виде фрикционного диска, установленного в подвижной обойме, имеющей возможность перемещения вдоль оси входного и выходного механизмов, причем фрикционные колеса подпружинены роликами, размещены с обратной стороны фрикционного диска с возможностью прижатия к фрикционному диску, а устройство для регулирования передаточного отношения выполнено в виде винтового механизма, с возможностью прямолинейного перемещения подвижной обоймы фрикционного диска.