Устройство для снижения нагрузки для насосных систем глубокой скважины и насосная система, содержащая указанное устройство - RU2017101139A
Код документа: RU2017101139A
Формула
1. Устройство (10) для снижения нагрузки, применимое для снижения нагрузок на колонну (6) насосных штанг в насосной системе глубокой скважины (1), которое приводится в действие указанной колонной (6) насосных штанг с возвратно-поступательным движением и приводит в действие глубинный насос (4), содержащее:
- приводящий передаточный элемент (11), который соединен с указанной колонной (6) насосных штанг;
- редуктор (13) скорости, содержащий по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов и набор (25) неподвижных элементов;
- причем указанный редуктор (13) скорости сцепляется с указанным приводящим передаточным элементом (11) и приводится им в действие;
- приводимый передаточный элемент (12), который сцепляется с указанным редуктором (13) скорости и приводится им в действие;
- причем указанный приводимый передаточный элемент (12) двигается в же курсе и направлении, но с более низкой скоростью, чем указанный приводящий передаточный элемент (11);
- и причем указанный приводимый передаточный элемент (12) соединен с указанным глубинным насосом (4).
2. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный редуктор (13) скорости содержит верхний редуктор (44) скорости, нижний редуктор (46) скорости, а также некоторое количество промежуточных редукторов (45) скорости, расположенных один над другим, большее или равное нулю;
- причем указанный верхний редуктор (44) скорости приводится в действие указанным приводящим передаточным элементом (11h);
- причем указанный нижний редуктор (46) скорости сцепляется с указанным приводимым передаточным элементом (12h) и приводит его в действие;
- и причем промежуточный приводимый передаточный элемент (48) любого редуктора (44, 45) скорости, расположенного над указанным нижним редуктором (46) скорости, соединен с промежуточным приводящим передаточным элементом (47) редуктора (45, 46) скорости, расположенного непосредственно ниже.
3. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов содержит:
- вращающийся передаточный элемент (20) большего диаметра, который сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводящим передаточным элементом (11a);
- вращающийся передаточный элемент (21) меньшего диаметра, который закреплен относительно указанного вращающегося передаточного элемента (20) большего диаметра и обладает такой же осью вращения;
- причем указанный вращающийся передаточный элемент (21) меньшего диаметра сцепляется своей внешней стороной с указанным приводимым передаточным элементом (12а);
- а указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- неподвижный передаточный элемент (22), с которым указанный вращающийся передаточный элемент (20) большего диаметра сцепляется своей внешней стороной.
4. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов содержит:
- вращающийся передаточный элемент (29) большего диаметра, который сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводящим передаточным элементом (11b);
- вращающийся передаточный элемент (30) меньшего диаметра, который закреплен относительно указанного вращающегося передаточного элемента (29) большего диаметра и обладает такой же осью вращения;
- второй вращающийся передаточный элемент (31) большего диаметра с осью вращения, которая параллельна и расположена ниже оси вращения указанного вращающегося передаточного элемента (29) меньшего диаметра;
- причем указанный второй вращающийся передаточный элемент (31) большего диаметра также сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводящим передаточным элементом (11b);
- второй вращающийся передаточный элемент (32) меньшего диаметра, который закреплен относительно указанного второго вращающегося передаточного элемента (31) большего диаметра и обладает такой же осью вращения;
- вращающийся передаточный элемент (34), который сцепляется своей верхней стороной с указанным вращающимся передаточным элементом (30) меньшего диаметра, а своей нижней стороной сцепляется с указанным вторым вращающимся передаточным элементом (32) меньшего диаметра, вращаясь в обратном направлении относительно указанных элементов;
- причем указанный вращающийся передаточный элемент (34) также сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводимым передаточным элементом (12b);
- а указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- неподвижный передаточный элемент (33), с которым своими внешними сторонами сцепляются указанный вращающийся передаточный элемент (29) и указанный второй вращающийся передаточный элемент (31) большего диаметра.
5. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
-указанный по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов содержит:
- вращающийся передаточный элемент (35) большего диаметра, который сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводящим передаточным элементом (11c, 11d);
- вращающийся передаточный элемент (36) меньшего диаметра, который закреплен относительно указанного вращающегося передаточного элемента (35) большего диаметра и обладает такой же осью вращения;
- причем указанный вращающийся передаточный элемент (36) меньшего диаметра сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводимым передаточным элементом (12c, 12d);
- а указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- по меньшей мере одно неподвижное поворотное соединение, которое соединено с указанными вращающимися передаточными элементами (35) и (36) большего диаметра и меньшего диаметра и обеспечивает возможность их вращения вокруг их оси вращения.
6. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный по меньшей мере один (23) набор подвижных элементов содержит:
- вращающийся передаточный элемент (37) большего диаметра, который расположен на первой оси вращения и сцепляется своей внутренней стороной с приводящим передаточным элементом (11е);
- вращающийся передаточный элемент (38) меньшего диаметра, который закреплен относительно указанного вращающегося передаточного элемента (37) большего диаметра и обладает такой же осью вращения;
- промежуточный передаточный элемент (39), который расположен на второй оси вращения и сцепляется с нижней стороной указанного вращающегося передаточного элемента (38) меньшего диаметра, вращаясь в обратном направлении относительно указанного элемента;
- приводимый вращающийся передаточный элемент (40), который расположен на третьей оси вращения и сцепляется с нижней стороной указанного промежуточного вращающегося передаточного элемента (39);
- причем указанный приводимый вращающийся передаточный элемент (40) сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводимым передаточным элементом (12е);
- а указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- первый набор из по меньшей мере одного неподвижного поворотного соединения, которое соединено с указанными вращающимися передаточными элементами (37) и (38) большего диаметра и меньшего диаметра, и обеспечивает возможность их вращения вокруг указанной первой оси вращения;
- второй набор из по меньшей мере одного неподвижного поворотного соединения, которое соединено с указанным промежуточным передаточным элементом (39) и обеспечивает возможность его вращения вокруг указанной второй оси вращения;
- и третий набор из по меньшей мере одного неподвижного поворотного соединения, которое соединено с указанным приводимым вращающимся передаточным элементом (40) и обеспечивает возможность его вращения вокруг указанной третьей оси вращения.
7. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов содержит:
- вращающийся передаточный элемент (42), который сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводящим передаточным элементом (11f, 11g, 11i);
- причем указанный вращающийся передаточный элемент (42) соединен с помощью по меньшей мере одного поворотного соединения с указанным приводимым передаточным элементом (12f, 12g, 12i);
- а указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- неподвижный передаточный элемент (43), с которым указанный вращающийся передаточный элемент (42) сцепляется своей внешней стороной.
8. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов содержит:
- вращающийся передаточный элемент (51) большего диаметра, который сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводящим передаточным элементом (11j);
- вращающийся передаточный элемент (52) меньшего диаметра, который закреплен относительно указанного вращающегося передаточного элемента (51) большего диаметра и обладает такой же осью вращения;
- причем указанные вращающиеся передаточные элементы (51, 52) соединены с помощью по меньшей мере одного поворотного соединения с указанным приводимым передаточным элементом (12j);
- а указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- неподвижный передаточный элемент (53), с которым указанный вращающийся передаточный элемент (52) меньшего диаметра сцепляется своей внешней стороной.
9. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов содержит:
- вращающийся передаточный элемент (54) большего диаметра, который сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводящим передаточным элементом (11k);
- вращающийся передаточный элемент (55) меньшего диаметра, который закреплен относительно указанного вращающегося передаточного элемента (54) большего диаметра и обладает такой же осью вращения;
- причем указанный вращающийся передаточный элемент (55) меньшего диаметра сцепляется своей внутренней стороной с указанным приводимым передаточным элементом (12k);
- а указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- неподвижный передаточный элемент (56), с которым указанный вращающийся передаточный элемент (55) меньшего диаметра сцепляется своей внешней стороной.
10. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов содержит:
- вращающийся передаточный элемент (57, 58, 59, 60);
- по меньшей мере одно поворотное соединение, которое соединяет указанный вращающийся передаточный элемент (57, 58, 59, 60) с приводимым передаточным элементом 12l;
- причем указанный приводящий передаточный элемент (11l) соединен по существу одним из своих концов с колонной (6) насосных штанг;
- причем указанный приводящий передаточный элемент 11l сцепляется с вращающимся передаточным элементом (57, 58, 59, 60) из указанного по меньшей мере одного набора (23) подвижных элементов, и оборачивается на 180°;
- и причем указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- средства (61) крепления, которые поддерживают крепление по существу его другого конца к указанному передаточному элементу.
11. Устройство для снижения нагрузки по п. 1, в котором:
- указанный редуктор (13) скорости содержит набор (25) неподвижных элементов и по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов, которые в комбинации образуют талевую систему, установленную в перевернутом положении;
- при этом указанный набор (25) неподвижных элементов содержит:
- нижнюю опору (63), которая закреплена и поддерживает талевую систему установленной в перевернутом положении;
- при этом указанный по меньшей мере один набор (23) подвижных элементов содержит:
- систему вращающихся передаточных элементов с неподвижными осями, в которой каждый вращающийся передаточный элемент соединен с помощью по меньшей мере одного поворотного соединения с указанной нижней опорой (63);
- систему вращающихся передаточных элементов с подвижными осями, в которой каждый вращающийся передаточный элемент соединен с помощью по меньшей мере одного поворотного соединения с указанным приводимым передаточным элементом (12m);
- и причем указанная талевая система приводится в действие с помощью указанного приводящего передаточного элемента (11m).
12. Устройство для снижения нагрузки по п. 4 или 6, в котором вращающиеся передаточные элементы из по меньшей мере двух различных наборов (23) подвижных элементов сцепляются друг с другом (41), сохраняя свое расположении относительно элементов из указанного набора (25) неподвижных элементов.
13. Устройство для снижения нагрузки по любому из пп. 3-9, в котором указанный редуктор (13) скорости дополнительно содержит второй набор (27) элементов, который идентичен первому набору (26) элементов и расположен симметрично относительно срединной плоскости приводящего передаточного элемента (11), образуя симметричный редуктор (28) скорости.
14. Насосная система глубокой скважины (1), содержащая устройство (10) для снижения нагрузки по предыдущим пунктам, которая содержит:
- насосную установку (9), которая генерирует возвратно-поступательное движение;
- колонну (6) насосных штанг, которая соединена с указанной насосной установкой (9) и передает возвратно-поступательное движение;
- глубинный насос (4);
- причем приводящий передаточный элемент (11) указанного устройства (10) для снижения нагрузки соединен с указанной колонной (6) насосных штанг;
- причем приводимый передаточный элемент (12) указанного устройства (10) для снижения нагрузки соединен с указанным глубинным насосом (4);
- и поддерживающий элемент (3, 5), относительно которого закреплен набор (25) неподвижных элементов редуктора (13) скорости указанного устройства (10) для снижения нагрузки.
15. Насосная система глубокой скважины (1) по п. 15, дополнительно содержащая:
утяжелители (7), которые заключены между приводимым передаточным элементом (12) и указанным глубинным насосом (4);
причем указанные утяжелители (7) приводятся в действие указанным приводимым передаточным элементом (12) и указанным глубинным насосом (4).
16. Насосная система глубокой скважины (1) по п. 15, в которой указанный поддерживающий элемент (3, 5) представляет собой обсадную трубу (5).
17. Насосная система глубокой скважины (1) по п. 15, в которой указанный поддерживающий элемент (3, 5) представляет собой обсадную колонну (3).
18. Насосная система глубокой скважины (1) по п. 15, в которой указанный набор (25) неподвижных элементов прикреплен к указанному поддерживающему элементу (3, 5) с помощью крепежных средств (14).
