1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28599
(51) F04B 47/02 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0758.1
(22) 05.06.2013
(45) 16.06.2014, бюл. №6
(72) Куанышев Ганижан Имранович
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный технический университет им.
К.И. Сатпаева" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) KZ №22194, 2010
(54) СТАНОК-КАЧАЛКА
(57) Изобретение относится к нефтегазовому
машиностроению, а именно, к нефтепромысловым
машинам и оборудованиям, и может быть
использовано в наземном механическом приводе
штанговых скважинных насосных установок для
добычи нефти. Задача изобретения - повышение
надежности и упрощение конструкции,
максимальное использование полного хода
телескопического механизма.
Для этого станок-качалка содержит два
оппозитно установленных телескопических
механизма, каждый из них состоит из равноплечих
рычагов 1 и 2, связанных между собой шарнирно, и
рычагов 3, 4, 5 и 6, попарно связанных между собой
шарнирно, образующих с первыми равносторонние
четырехзвенники. Шарниры нижних
четырехзвенников, находящиеся в вертикальной
плоскости связаны с опорой 7 и корпусом 8
гидравлических цилиндров. Штоки 9 цилиндров
жестко связаны с опорой 7. А шарниры верхних
четырехзвенников связаны между собой осью 10. На
середине оси 10 шарнирно установлена тяга 11
привода насоса. Боковые шарниры нижних
четырехзвенников связаны с рычагами 12 и 13,
длины которых равны длине сторон
четырехзвенника, причем рычаги 13 отстоят от
опоры шарниров нижних четырехзвенников на
расстоянии, равными длине сторон
четырехзвенника, и связаны с опорой 7, а шарниры
связаны между собой осями 14.
(19)KZ(13)A4(11)28599
2. 28599
2
Изобретение относится к нефтегазовому
машиностроению, а именно, к нефтепромысловым
машинам и оборудованиям, и может быть
использовано в наземном механическом приводе
штанговых скважинных насосных установок для
добычи нефти.
Известен станок-качалка [Патент РФ №2406874,
опубликовано 20.12.2010, МПК F04B 7/02,],
содержащий стойку, основание, привод,
отличающийся тем, что шток рабочего цилиндра
соединен с канатом штанги скважинного насоса, а
шток цилиндра привода, состоящего из редуктора и
электродвигателя - с шатуном кривошипно-
шатунного механизма с ассиметричной
передаточной функцией, один клапан рабочего
цилиндра обеспечивает связь его с атмосферой, а
другой при помощи шланга - с входным клапаном
цилиндра привода, имеющим второй клапан,
связывающий его с атмосферой, действие клапана
рабочего цилиндра, связывающего его с
атмосферой, обеспечивается электромагнитом,
управляемым контактным переключателем с реле
времени, срабатывающим при воздействии на него
упора, закрепленного на штоке рабочего цилиндра, а
поршень рабочего цилиндра снабжен пружиной
сжатия.
Недостатком данного станка-качалки является
проблематичность обеспечения требуемого усилия
на устьевом штоке и необходимой длины хода
устьевого штока. Кроме того, сложно обеспечить
требуемые частоты движения штока глубинного
насоса, и как следствие низкая надежность.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату является привод станка-
качалки (Инновационный патент) KZ №22194,
опубликовано 15.01.10, МПК F16H 21/18],
выполненный в виде двух оппозитно установленных
многозвенников, каждый из них состоит из двух
равноплечих рычагов, связанных между собой
шарнирно, и четырех рычагов, попарно связанных
между собой шарнирно, образующих с первыми
равносторонние четырехзвенники, шарниры нижних
четырехзвенников установлены на опоре, а
шарниры верхних - связаны между собой осью, на
середине которой шарнирно установлена тяга
привода насоса, боковые шарниры нижних
четырехзвенников через рычаги с длинами, равными
длине сторон четырехзвенника связаны с рычагами
с длинами, равными длине сторон четырехзвенника,
установленными на опоре, отстоящими от опоры
шарниров нижних четырехзвенников на расстоянии,
равными длине сторон четырехзвенника, шарниры
которых связаны между собой осями, на середине
последних шарнирно установлены
пневмоцилиндры, опирающиеся на опору, причем
на входах пневмоцилиндров установлены
двухпозиционные управляемые золотники, первая
позиция которых связывает вход пневмоцилиндра с
источником давления, а вторая позиция -вход
пневмоцилиндра с атмосферой, при этом линия
управления золотника сообщена с источником
давления противоположного входа
пневмоцилиндра.
Недостатком данного привода является то, что
из-за установки цилиндра в наклонном положении
увеличивается его ход, следовательно, возрастают
энергозатараты.
Задача изобретения - снижение энергозатрат.
Поставленная задача решается тем, что станок-
качалка выполнен в виде двух; оппозитно
установленных телескопических механизмов,
каждый из них состоит из двух равноплечих
рычагов, связанных между собой шарнирно, и
четырех рычагов, попарно связанных между собой
шарнирно, образующих с первыми равносторонние
четырехзвенники, шарниры верхних
четырехзвенников в вертикальной плоскости
связаны между собой осью, на середине которой
шарнирно установлена тяга привода насоса,
шарниры нижних четырехзвенников в вертикальной
плоскости связаны с опорой и корпусом
гидравлических цилиндров, у которых штоки
жестко связаны с опорой, а боковые шарниры
нижних четырехзвенников через рычаги с длинами,
равными длине сторон четырехзвенника, связаны с
рычагами, установленными на опоре, отстоящими
от опоры шарниров нижних четырехзвенников на
расстоянии, равными длине сторон
четырехзвенника, шарниры которых связаны между
собой осями.
Сущность изобретения поясняется схемой
станка-качалки. На фиг.1 изображена
конструктивная схема станка-качалки, на фиг.2 - вид
по А.
Станок-качалка содержит два оппозитно
установленных телескопических механизма, каждый
из них состоит из равноплечих рычагов 1 и 2,
связанных между собой шарнирно, и рычагов 3, 4, 5
и 6, попарно связанных между собой шарнирно,
образующих с первыми равносторонние
четырехзвенники. Шарниры нижних
четырехзвенников, находящиеся в вертикальной
плоскости, связаны с опорой 7 и корпусом 8
гидравлических цилиндров. Штоки 9 цилиндров
жестко связаны с опорой 7. А шарниры верхних
четырехзвенников связаны между собой осью 10. На
середине оси 10 шарнирно установлена тяга 11
привода насоса. Боковые шарниры нижних
четырехзвенников связаны с рычагами 12 и 13,
длины которых равны длине сторон
четырехзвенника, причем рычаги 13 отстоят от
опоры шарниров нижних четырехзвенников на
расстоянии, равными длине сторон
четырехзвенника, и связаны с опорой 7, а шарниры
связаны между собой осями 14.
Станок-качалка работает следующим образом.
При подаче давления жидкости в поршневые
полости корпуса 8 цилиндров, происходит
выдвижение штоков 9 цилиндров, следствием
которого является раздвижение телескопических
механизмов, приводящим к выдвижению тяги 11
привода насоса.
Обратное движение тяги 11 привода насоса
осуществляется за счет подачи давления жидкости в
штоковые полости корпуса 8 цилиндров, при этом
3. 28599
3
происходит складывание телескопических
механизмов.
Заметим, что гидравлический привод легко
поддается автоматизации, поэтому данный вопрос
здесь не рассматривается.
Также можно отметить, что вместо двух
четырехзвенников можно применять и большее
число четырехзвенников (например, три) и вместо
гидравлического привода можно применять
пневматический привод.
Изготовление и эксплуатация данного привода
не требует специальных знаний в области
машиностроения и обеспечивается принятыми
нормами.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Станок-качалка, состоящий из рычагов и опоры,
отличающийся тем, что он выполнен в виде двух
оппозитно установленных телескопических
механизмов, каждый из них состоит из двух
равноплечих рычагов, связанных между собой
шарнирно, и четырех рычагов, попарно связанных
между собой шарнирно, образующих с первыми
равносторонние четырехзвенники, шарниры
верхних четырехзвенников в вертикальной
плоскости связаны между собой осью, на середине
которой шарнирно установлена тяга привода насоса,
шарниры нижних четырехзвенников в вертикальной
плоскости связаны с опорой и корпусом
гидравлических цилиндров, у которых штоки
жестко связаны с опорой, а боковые шарниры
нижних четырехзвенников через рычаги с длинами,
равными длине сторон четырехзвенника, связаны с
рычагами, установленными на опоре, отстоящими
от опоры шарниров нижних четырехзвенников на
расстоянии, равными длине сторон
четырехзвенника, шарниры которых связаны между
собой осями.
![28599
2
Изобретение относится к нефтегазовому
машиностроению, а именно, к нефтепромысловым
машинам и оборудованиям, и может быть
использовано в наземном механическом приводе
штанговых скважинных насосных установок для
добычи нефти.
Известен станок-качалка [Патент РФ №2406874,
опубликовано 20.12.2010, МПК F04B 7/02,],
содержащий стойку, основание, привод,
отличающийся тем, что шток рабочего цилиндра
соединен с канатом штанги скважинного насоса, а
шток цилиндра привода, состоящего из редуктора и
электродвигателя - с шатуном кривошипно-
шатунного механизма с ассиметричной
передаточной функцией, один клапан рабочего
цилиндра обеспечивает связь его с атмосферой, а
другой при помощи шланга - с входным клапаном
цилиндра привода, имеющим второй клапан,
связывающий его с атмосферой, действие клапана
рабочего цилиндра, связывающего его с
атмосферой, обеспечивается электромагнитом,
управляемым контактным переключателем с реле
времени, срабатывающим при воздействии на него
упора, закрепленного на штоке рабочего цилиндра, а
поршень рабочего цилиндра снабжен пружиной
сжатия.
Недостатком данного станка-качалки является
проблематичность обеспечения требуемого усилия
на устьевом штоке и необходимой длины хода
устьевого штока. Кроме того, сложно обеспечить
требуемые частоты движения штока глубинного
насоса, и как следствие низкая надежность.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату является привод станка-
качалки (Инновационный патент) KZ №22194,
опубликовано 15.01.10, МПК F16H 21/18],
выполненный в виде двух оппозитно установленных
многозвенников, каждый из них состоит из двух
равноплечих рычагов, связанных между собой
шарнирно, и четырех рычагов, попарно связанных
между собой шарнирно, образующих с первыми
равносторонние четырехзвенники, шарниры нижних
четырехзвенников установлены на опоре, а
шарниры верхних - связаны между собой осью, на
середине которой шарнирно установлена тяга
привода насоса, боковые шарниры нижних
четырехзвенников через рычаги с длинами, равными
длине сторон четырехзвенника связаны с рычагами
с длинами, равными длине сторон четырехзвенника,
установленными на опоре, отстоящими от опоры
шарниров нижних четырехзвенников на расстоянии,
равными длине сторон четырехзвенника, шарниры
которых связаны между собой осями, на середине
последних шарнирно установлены
пневмоцилиндры, опирающиеся на опору, причем
на входах пневмоцилиндров установлены
двухпозиционные управляемые золотники, первая
позиция которых связывает вход пневмоцилиндра с
источником давления, а вторая позиция -вход
пневмоцилиндра с атмосферой, при этом линия
управления золотника сообщена с источником
давления противоположного входа
пневмоцилиндра.
Недостатком данного привода является то, что
из-за установки цилиндра в наклонном положении
увеличивается его ход, следовательно, возрастают
энергозатараты.
Задача изобретения - снижение энергозатрат.
Поставленная задача решается тем, что станок-
качалка выполнен в виде двух; оппозитно
установленных телескопических механизмов,
каждый из них состоит из двух равноплечих
рычагов, связанных между собой шарнирно, и
четырех рычагов, попарно связанных между собой
шарнирно, образующих с первыми равносторонние
четырехзвенники, шарниры верхних
четырехзвенников в вертикальной плоскости
связаны между собой осью, на середине которой
шарнирно установлена тяга привода насоса,
шарниры нижних четырехзвенников в вертикальной
плоскости связаны с опорой и корпусом
гидравлических цилиндров, у которых штоки
жестко связаны с опорой, а боковые шарниры
нижних четырехзвенников через рычаги с длинами,
равными длине сторон четырехзвенника, связаны с
рычагами, установленными на опоре, отстоящими
от опоры шарниров нижних четырехзвенников на
расстоянии, равными длине сторон
четырехзвенника, шарниры которых связаны между
собой осями.
Сущность изобретения поясняется схемой
станка-качалки. На фиг.1 изображена
конструктивная схема станка-качалки, на фиг.2 - вид
по А.
Станок-качалка содержит два оппозитно
установленных телескопических механизма, каждый
из них состоит из равноплечих рычагов 1 и 2,
связанных между собой шарнирно, и рычагов 3, 4, 5
и 6, попарно связанных между собой шарнирно,
образующих с первыми равносторонние
четырехзвенники. Шарниры нижних
четырехзвенников, находящиеся в вертикальной
плоскости, связаны с опорой 7 и корпусом 8
гидравлических цилиндров. Штоки 9 цилиндров
жестко связаны с опорой 7. А шарниры верхних
четырехзвенников связаны между собой осью 10. На
середине оси 10 шарнирно установлена тяга 11
привода насоса. Боковые шарниры нижних
четырехзвенников связаны с рычагами 12 и 13,
длины которых равны длине сторон
четырехзвенника, причем рычаги 13 отстоят от
опоры шарниров нижних четырехзвенников на
расстоянии, равными длине сторон
четырехзвенника, и связаны с опорой 7, а шарниры
связаны между собой осями 14.
Станок-качалка работает следующим образом.
При подаче давления жидкости в поршневые
полости корпуса 8 цилиндров, происходит
выдвижение штоков 9 цилиндров, следствием
которого является раздвижение телескопических
механизмов, приводящим к выдвижению тяги 11
привода насоса.
Обратное движение тяги 11 привода насоса
осуществляется за счет подачи давления жидкости в
штоковые полости корпуса 8 цилиндров, при этом](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)