устройство для спуска и подъема скважинных приборов

Формула изобретения

Устройство для спуска и подъема скважинных приборов, содержащее барабан лебедки с намотанным на него каротажным кабелем, гидронасос, соединенный с приводным двигателем, регулируемый привод барабана и узел управления скоростью вращения барабана лебедки, отличающееся тем, что гидронасос выполнен шестеренчатым реверсивным, узел управления скоростью вращения барабана лебедки выполнен в виде регулируемого дросселя, а регулируемый привод барабана - в виде размещенного в заполненном маслом корпусе редуктора с бесступенчатым регулированием передаточного числа, выходной вал которого соединен через дифференциальный механизм и две цепные передачи с обеими сторонами барабана лебедки, редуктор с регулированием передаточного числа выполнен в виде планетарного механизма, содержащего входное и выходное центральные колеса, соединенные между собой сателлитами, водило которых снабжено зубчатым венцом, зацепленным с шестерней, закрепленной на валу шестеренчатого реверсивного гидронасоса, при этом входные каналы шестеренчатого реверсивного гидронасоса соединены через клапаны с маслонаполненным корпусом привода барабана, с которым через клапаны и регулируемый дроссель соединены выходные каналы шестеренчатого реверсивного гидронасоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в приводе высоконагруженных каротажных лебедок.

Известно устройство для спуска и подъема скважинных приборов, содержащее спускоподъемный механизм с приводом, геофизическим кабелем и тормозом, спускоподъемный механизм выполнен в виде гидронасоса, соединенного с гидромотором [1] .

Недостатком известного устройства является его конструктивная сложность, обусловленная наличием гидронасоса переменной производительности и гидромотора, а также недостаточная надежность.

Наиболее близким к заявляемому по конструктивным признакам и достигаемому результату является каротажный подъемник, содержащий гидронасос переменной производительности, связанный с регулируемым приводным двигателем и гидромотором, соединенным с барабаном лебедки, усилитель мощности, связанный с шаговым двигателем и системой управления производительностью гидронасоса [2] .

Недостатком данного устройства, принятого в качестве прототипа является его сложность конструкции и недостаточная надежность, а также недостаточно широкий и ступенчатый диапазон регулирования скорости движения кабеля при работе в высоконагруженном режиме.

Решаемая задача - расширение диапазона и бесступенчатое регулирование скорости спуска и подъема скважинных приборов в высоконагруженном режиме при одновременном упрощении устройства и повышение его надежности.

Поставленная задача решается тем, что устройство для спуска и подъема скважинных приборов содержит барабан лебедки с намотанным на него каротажным кабелем, гидронасос, соединенный с приводным двигателем, регулируемый привод барабана и узел управления скоростью вращения барабана лебедки, при этом гидронасос выполнен шестеренчатым реверсивным, узел управления скоростью вращения барабана лебедки выполнен в виде регулируемого дросселя, а регулируемый привод барабана выполнен в виде размещенного в заполненном маслом корпусе редуктора с бесступенчатым регулированием передаточного числа, выходной вал которого соединен через дифференциальный механизм и две цепные передачи с обеими сторонами барабана лебедки, редуктор с регулированием передаточного числа выполнен в виде планетарного механизма, содержащего входное и выходное центральные колеса, соединенные между собой сателлитами, водило которых снабжено зубчатым венцом, зацепленным шестерней, закрепленной на валу шестеренчатого реверсивного гидронасоса, при этом входные каналы шестеренчатого реверсивного гидронасоса соединены через клапаны с маслонаполненным корпусом привода барабана, с которым через клапаны и регулируемый дроссель соединены выходные каналы шестеренчатого реверсивного гидронасоса.

На чертеже представлена схема устройства.

На оси барабана лебедки 1 закреплены две звездочки 2, соединенные цепными передачами с дифференциальным механизмом 3. Дифференциальный механизм 3 соединен с выходным валом 4 регулируемого привода, содержащего корпус 5, заполненный маслом. В корпусе 5 размещены входной вал 6, соединенный с приводным двигателем (не показан), и выходной вал 4. С входным валом 6 жестко связано входное центральное колесо 7, связанное сателлитами 8 с выходным центральным колесом 9. Водило сателлитов 10 снабжено зубчатым венцом 11, зацепленным с шестерней 12, закрепленной на валу шестеренчатого реверсивного гидронасоса 13. Входные каналы 14 шестеренчатого реверсивного гидронасоса 13 через клапаны 15 соединены с маслонаполненным корпусом 5 регулируемого привода барабана. Выходные каналы 16 шестеренчатого реверсивного гидронасоса 13 через клапаны 17 и регулируемый дроссель 18 также связаны с маслонаполненным корпусом 5 регулируемого привода барабана.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени регулируемый дроссель 18 полностью открыт, входной вал 6 вращается, передавая вращение через входное центральное колесо 7 и сателлиты 8 на водило сателлитов 10 и через зубчатый венец 11 и шестерню 12 - на вал шестеренчатого реверсивного гидронасоса 13. Шестеренчатый реверсивный гидронасос 13 вращается, перекачивая масло через открытый регулируемый дроссель 18 без сопротивления. Тогда входное центральное колесо 9, а вместе с ней и дифференциальный механизм 3 и барабан лебедки 1 остаются неподвижными. Для того чтобы привести во вращение барабан лебедки 1, необходимо начать плавно закрывать регулируемый дроссель 18. Тогда на валу шестеренчатого реверсивного гидронасоса 13, а вместе с ним и на водиле сателлитов 10 появляется тормозной момент, пропорциональный степени закрытия регулируемого дросселя 18. Это приводит к замедлению скорости вращения водила сателлитов 10, тогда выходное центральное колесо 9 начинает вращаться со скоростью, равной разности скоростей входного вала 6 с входным центральным колесом 7 и водила сателлитов 10. Когда регулируемый дроссель 18 полностью закрыт, водило сателлитов 10 останавливается, передаточное число привода становится равным передаточному числу планетарного механизма, состоящего из входного центрального колеса 7, сателлитов 8 и выходного центрального колеса 9. Таким образом, путем дросселирования потока жидкости на выходе шестеренчатого реверсивного гидронасоса можно плавно (бесступенчато) изменять скорость вращения барабана от нуля до максимального значения. В этом случае шестеренчатый реверсивный гидронасос применяется по новому назначению - в качестве тормозного устройства.

Для реверсирования вращения барабана лебедки 1 достаточно изменить направление вращения входного вала 6. Тогда шестеренчатый реверсивный гидронасос 13 начинает вращаться в обратном направлении, направление движения масла поменяется на противоположное. Клапаны 15 и 17 направляют поток жидкости к регулируемому дросселю 18, остальные процессы также меняют направление на противоположное и барабан лебедки 1 вращается в обратную сторону.

Необходимость передачи вращения на обе стороны барабана лебедки 1 с помощью цепных передач и дифференциального механизма 3 обусловлена тем, что при большой нагрузке на барабане становится значительной величина усилия осевого скручивания, что может привести к его разрушению.

По сравнению с известными устройствами аналогичного назначения предлагаемое техническое решение обладает следующими преимуществами:

- простотой конструкции и повышенной надежностью;

- повышенной нагрузочной способностью;

- плавностью бесступенчатого регулирования скорости вращения барабана лебедки при расширении диапазона регулирования скорости спуска и подъема скважинных приборов;

- небольшими габаритами и массой устройства;

- универсальностью, позволяющей использовать ее для различных типов подъемников.

Источники информации

1. Авторское свидетельство SU 1800013, Е 21 В 47/00, БИ 9, 1993.

2. Авторское свидетельство SU 1654557, Е 21 В 47/00, БИ 21, 1991.