ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки

Станок-качалка (СК) содержит привод колонны штанг 1 (см. рисунок 1), соединенные между собой с помощью перекладины 2 и кронштейнов 3 блоки 4, через которые переброшены связующие элементы 5, соединенные с помощью тройника 6 с дополнительным связующим элементом 7, размещенным внутри трубы 8, второй конец которого с помощью зажима 9 соединен с колонной штанг 1, и противовес 10, содержащий, например, песок.

Привод СК включает опорную часть, выполненную в форме трубы 8, сосной с колонной штанг 1, наверху которой насажены магнитные 11 и немагнитные 12 кольца, образующие якорь, а внизу диаметр трубы 8 увеличен и заканчивается фланцем, жестко базирующемся на фланце устья 13 скважины, и четырехкатушечный индуктор 14, соединенный снизу зацепами 15 с противовесом 10, а сверху с механизмом выравнивания натягов 16 связующих элементов 5, питающихся с помощью гибкого кабеля 16 от блока управления 17.

Индуктор 11 содержит четыре намагничивающие катушки.

СК работает следующим образом.

При отсутствии тока в катушках индуктора 14, СК находится в состоянии, изображенном на чертеже.

При подаче тока в катушки индуктора 14 в последовательности «вверх» индуктор 14 под действием магнитных сил начинает перемещаться вверх со скоростью, величина которой определяется частотой переключения катушек.

При обратной последовательности «вниз» переключения катушек индуктор 14 перемещается вниз.

Если движущиеся массы (колонны штанг 1, индуктора 14, противовеса 10 и нефти) не сбалансированы, то индуктор 14 может двигаться вверх или вниз без токов в катушках под действием сил, вызываемых дисбалансом масс. Если дисбаланс масс велик, то для предотвращения ударов индуктора 14 в крайних положениях в катушки индуктора 14 одновременно подаются малые токи торможения, величина которых возрастает с увеличением дисбаланса движущихся масс. Так как некоторый дисбаланс масс всегда может быть требуемым образом обеспечен путем регулирования наполнения емкости противовеса 10, например, песков, индуктора 11 может в одну сторону двигаться под действием магнитных сил, в другую под действием сил, создаваемых в СК за счет дисбаланса движущихся масс. Наиболее же целесообразно балансировать рассматриваемые массы при заполненной нефтью скважине. В этом случае, статическая мощность равна только мощности, расходуемой на трение, а динамическая мощность равна мощности разгона (торможения) движущихся масс вблизи крайних положений индуктора 14. При этом величина динамической мощности зависит, главным образом, от числа качаний СК в единицу времени.

Неподвижная часть СК выполнена в форме, сосной с погруженной в скважину колонной штанг, трубы, нижний конец которой большего диаметра жестко закреплен на устье скважины; верхний же конец трубы меньшего диаметра (якорь) снабжен кронштейнами с блоками, через которые переброшены и проходят внутри трубы связующие элементы, соединяющие колону штанг с подвижной частью СК индуктором, соединенным также с противовесом регулируемого веса. Направляющей для индуктора является якорь с чередующимися магнитными и немагнитными кольцами.

В отличие от ближайшего аналога в предложенном СК:

а) ось СК совпадает с осью колоны штанг, что позволяет в качестве частичного противовеса использовать элементы самого привода, а именно - наиболее тяжелую его часть индуктор;

б) если пусковые точки линейного асинхронного двигателя (ЛАД) достигают 5-кратных значений, а токи реверса 10-кратных значений по отношению к номинальному току, то соответствующие токи рассматриваемого привода достигают лишь 1,5.2-кратных значений, что обеспечивает вполне приемлемый тепловой режим при частых пусках и реверсах;

в) в отличие от ЛАД, при одинаковых затратах на создание блока управления, в данном случае имеются достаточные возможности регулирования скорости движения и амплитуды колебаний без остановки СК, позиционирования индуктора в любой точке пути, реализации оптимального закона движения (в зависимости от количества и качества нефти в скважине), а также радиоуправления.

Рис.1 Станок-качалка