DE102011018755A1 - Reversing protection for borehole pumps - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Es ist eine Rückdrehsicherung für Bohrlochpumpen offenbart, wobei die erfindungsgemäße Rückdrehsicherung in einem Antriebskopf angeordnet ist. Die Rückdrehsicherung umfasst ein Gehäuse und ein Klemmwerkzeug zum Sichern einer Polierstange. Das Klemmwerkzeug besitzt mindestens zwei austauschbare Kontaktelemente, mit denen die Polierstange lösbar fixierbar ist.A reverse rotation lock for downhole pumps is disclosed, the reverse rotation lock according to the invention being arranged in a drive head. The reverse rotation lock comprises a housing and a clamping tool for securing a polishing rod. The clamping tool has at least two interchangeable contact elements with which the polishing rod can be detachably fixed.

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückdrehsicherung für Bohrlochpumpen.The present invention relates to a reverse rotation for borehole pumps.

Das kanadische PatentCA 2 331 915 C offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sichern und Halten eines Gestänges in einem Bohrloch. Die Vorrichtung ist unterhalb der Laterne und oberhalb des Bohrloches angeordnet. Die vier Halteelemente für das Gestänge sind mit einem Versatz von 90° angeordnet, so dass jedes Halteelement das Gestänge von einer Seite hält. Die Halteelemente bestehen jeweils aus einer Klemmbacke und einer Schraube, mit welcher die Klemmbacken an das Gestänge angepresst werden. Wenn die Klemmbacken an dem Gestänge anliegen, befindet sich zwischen den einzelnen Klemmbacken jeweils ein Spalt.The Canadian patent CA 2 331 915 C discloses an apparatus and method for securing and maintaining a boom in a wellbore. The device is located below the lantern and above the borehole. The four holding elements for the linkage are arranged with an offset of 90 °, so that each holding element holds the linkage from one side. The holding elements each consist of a jaw and a screw, with which the jaws are pressed against the linkage. When the jaws rest against the linkage, there is a gap between each jaw.

Das kanadische PatentCA 2 349 988 C beschreibt eine Vorrichtung zum Halten und Fixieren einer Polierstange bei Ölförderpumpen. Die Vorrichtung wird in den Antriebsstrang der Erdölpumpe eingebaut und über zwei Flansche mit diesem verbunden. Zum Fixieren der Polierstange werden zwei Klemmbacken über Gewindebolzen an die Polierstange angepresst. Im normalen, nicht geklemmten Zustand werden die Klemmbacken von Federn auseinander gehalten und an die Innenwand der Vorrichtung gepresst. In den unteren Bereich der Vorrichtung ist eine Hülse zum Führen der Polierstange eingesetzt.The Canadian patent CA 2 349 988 C describes a device for holding and fixing a polishing rod in oil feed pumps. The device is installed in the drive train of the oil pump and connected via two flanges with this. To fix the polishing rod, two clamping jaws are pressed onto the polishing rod via threaded bolts. In the normal, unclamped condition, the jaws are separated by springs and pressed against the inner wall of the device. In the lower portion of the device, a sleeve for guiding the polishing rod is inserted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückdrehsicherung zu schaffen, mit welcher der Antriebsstrang einer Bohrlochpumpe, bei Nichtbetrieb, gegen rotatorische Bewegungen gesichert werden kann.The invention has for its object to provide a reverse rotation, with which the drive train of a borehole pump, when not in operation, can be secured against rotational movements.

Die obige Aufgabe wird durch eine Rückdrehsicherung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.The above object is achieved by a reverse rotation, comprising the features of claim 1. Further advantageous embodiments can be found in the features of the subclaims.

Es ist eine Rückdrehsicherung für Bohrlochpumpen offenbart, wobei die erfindungsgemäße Rückdrehsicherung in einem Antriebskopf angeordnet ist. Die Rückdrehsicherung umfasst ein Gehäuse und ein Klemmwerkzeug zum Sichern einer Polierstange. Das Klemmwerkzeug besitzt mindestens zwei austauschbare Kontaktelemente, mit denen die Polierstange lösbar fixierbar ist.There is disclosed a reverse rotation lock for downhole pumps, wherein the reverse rotation lock according to the invention is arranged in a drive head. The reverse rotation lock comprises a housing and a clamping tool for securing a polishing rod. The clamping tool has at least two replaceable contact elements with which the polishing rod is detachably fixable.

Die Kontaktelemente sind in je eine Halterung lösbar eingebracht. Jedes Kontaktelement ist durch mindestens eine Schraube mit der Halterung verbunden. Die Kontaktelemente sind aus einem funkenfreien und druckfesten Material hergestellt. In bevorzugter Weise werden die Kontaktelemente aus Bronze, Messing oder Kupfer hergestellt.The contact elements are releasably inserted in a respective holder. Each contact element is connected by at least one screw to the holder. The contact elements are made of a spark-free and pressure-resistant material. Preferably, the contact elements are made of bronze, brass or copper.

Das Klemmwerkzeug ist durch verschieden große Kontaktelemente an verschiedenen Polierstangen mit unterschiedlichen Durchmessern anpassbar. Die Kontaktelemente mit verschiedenen Innendurchmessern sind in die Halterungen des Klemmwerkzeuges einsetzbar, so dass je nach Durchmesser der verschiedenen Polierstangen verschiedene Kontaktelemente ausgewählt werden können. Für einen Fachmann ist klar, dass durch verschiedene Kontaktelemente das Klemmwerkzeug auch an Polierstangen angepasst werden kann, die beim Betrieb der Bohrlochpumpe ihren Durchmesser verändert haben.The clamping tool can be adapted by different sized contact elements on different polishing rods with different diameters. The contact elements with different inner diameters can be inserted into the holders of the clamping tool, so that different contact elements can be selected depending on the diameter of the different polishing rods. It is clear to a person skilled in the art that the clamping tool can also be adapted to polishing poles which have changed their diameter during operation of the borehole pump by means of various contact elements.

Die Seite der Halterung, die dem Kontaktelement gegenüber liegt, ist mit einer Nut zur Aufnahme einer Stellschraube ausgestattet. Die Halterungen sind mittels der Stellschrauben innerhalb des Gehäuses beweglich. Jede Stellschraube ist an der, der Halterung abgewandten Seite mit einer Kappe versehen. Die Kappen sind auf die Stellschrauben aufgebracht, wenn die Kontaktelemente nicht an der Polierstange anliegen. Somit ist ersichtlich, dass die Bohrlochpumpe anfahrbereit ist. Wenn die Kontaktelemente an der Polierstange anliegen, sind die Stellschrauben so weit in das Gehäuse der Rückdrehsicherung eingeschraubt, dass ein Aufbringen der Kappen auf die Stellschrauben nicht möglich ist. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass die Gewinde der Stellschrauben im Normalbetrieb durch die Kappen vor Schmutz und Witterungseinflüssen geschützt sind.The side of the holder, which is opposite to the contact element, is provided with a groove for receiving a set screw. The brackets are movable by means of the screws inside the housing. Each set screw is capped at the side facing away from the holder. The caps are applied to the set screws, if the contact elements do not rest against the polishing rod. Thus it can be seen that the borehole pump is ready to start. If the contact elements are in contact with the polishing rod, the adjusting screws are screwed into the housing of the reversing safety device far enough so that it is not possible to apply the caps to the adjusting screws. Another advantage of this approach is that the threads of the screws are protected in normal operation by the caps from dirt and weathering.

In einer besonderen Ausführungsform sind die Kappen mit Kontakten versehen, die den Entspannungszustand der Rückdrehsicherung anzeigen. Weiterhin stehen die Kappen über jeweils ein Verbindungskabel mit einer Steuerung in Kontakt, die bei fehlendem Signal ein Anfahren der Bohrlochpumpe verhindert. Somit ist sichergestellt, dass die Bohrlochpumpe nur angefahren werden kann, wenn die Kontaktelemente von der Polierstange gelöst sind und diese somit nicht blockiert ist.In a particular embodiment, the caps are provided with contacts that indicate the state of relaxation of the reverse rotation. Furthermore, the caps are in each case via a connecting cable with a controller in contact, which prevents a start of the borehole pump in the absence of signal. This ensures that the borehole pump can only be started when the contact elements are detached from the polishing rod and thus this is not blocked.

Weiterhin spielen auch verschiedene Verfahrensschritte zum Sichern einer Bohrlochpumpe gegen ungewollte Rotation des Antriebsstranges durch Rückdrehung eine nicht unerhebliche Rolle. Hierbei werden die Kontaktelemente mittels Stellaggregaten an die Polierstange angepresst, an der Polierstange gehalten und von der Polierstange entfernt. In bevorzugten Ausführungsformen werden als Stellaggregate, Stellschrauben oder hydraulische Stellelemente verwendet. Beim Entfernen der Kontaktelemente von der Polierstange wird ein Kontakt geschlossen, welcher das Anfahren der Bohrlochpumpe freigibt.Furthermore, different process steps to secure a borehole pump against unwanted rotation of the drive train by reverse rotation play a significant role. Here, the contact elements are pressed by means of actuators to the polishing rod, held on the polishing rod and removed from the polishing rod. In preferred embodiments are used as actuators, screws or hydraulic actuators. When removing the contact elements of the polishing rod, a contact is closed, which releases the start of the borehole pump.

Bei der Verwundung von Stellschrauben wird die Freigabe durch Kontakte realisiert, welche in Kappen angeordnet sind, die nach dem Entfernen der Kontaktelemente von der Polierstange auf die Stellschrauben aufgeschraubt werden. Bei den hydraulischen Stellelementen kann diese Aufgabe durch Magnetschalter realisiert werden, die über den hydraulisch betriebenen Zylinder bewegt werden.When wounding screws, the release is realized by contacts, which are arranged in caps, which after removing the Screw contact elements from the polishing rod onto the adjusting screws. In the hydraulic control elements, this task can be realized by magnetic switches, which are moved over the hydraulically operated cylinder.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.In the following, embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.

1 zeigt die Lage der Rückdrehsicherung im Antriebskopf. 1 shows the position of the reversing device in the drive head.

2 zeigt die erfindungsgemäße Rückdrehsicherung im Detail. 2 shows the reversing device according to the invention in detail.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückdrehsicherung. 3 shows a perspective view of the reverse rotation.

4 zeigt eine Rückdrehsicherung mit elektronischer Anfahrsicherung. 4 shows a reverse lock with electronic collision protection.

5 zeigt das Sicherungssystem der Rückdrehsicherung im Detail. 5 shows the security system of the reversing device in detail.

1 zeigt die Lage der Rückdrehsicherung20 im Antriebskopf10. Die Rückdrehsicherung20 ist im oberen Bereich der Laterne14 angeordnet. Durch die Rückdrehsicherung20, sowie durch den Antriebskopf10 verläuft die Polierstange12. Über die Konsole16 ist der Motor18 an dem Antriebskopf10 angebracht. 1 shows the position of thereversing device 20 in thedrive head 10 , Thereverse rotation lock 20 is at the top of thelantern 14 arranged. By thereverse rotation lock 20 , as well as through thedrive head 10 the polishing rod runs 12 , About theconsole 16 is theengine 18 on thedrive head 10 appropriate.

2 zeigt die erfindungsgemäße Rückdrehsicherung20 im Detail. Die Rückdrehsicherung20 besteht aus einem Gehäuse22. Im Inneren des Gehäuses22 befindet sich das Klemmwerkzeug24 zum Sichern der Polierstange12. Das Klemmwerkzeug24, besteht in der hier abgebildeten Ausführungsform aus zwei Halterungen28, in die die Kontaktelemente26 eingebracht sind. Die Kontaktelemente26 stellen die Verbindung zwischen der Rückdrehsicherung20 und der Polierstange12 her. Die Kontaktelemente26 sind durch die Schrauben30 lösbar mit den Halterungen28 verbunden. In die, den Kontaktelementen26 gegenüber liegenden Seiten der Halterungen28 sind Nuten32 eingebracht, in die die Stellschrauben34 eingreifen. Mittels dieser Stellschrauben34 werden die Kontaktelemente26 an die Polierstange12 angedrückt oder von dieser gelöst. An den äußeren Enden der Stellschrauben34 sind Kappen36 angeordnet. Diese Kappen36 werden auf die Stellschrauben34 aufgebracht, wenn die Kontaktelemente26, durch Zurückdrehen der Stellschrauben34 nicht mehr mit der Polierstange12 in Kontakt stehen. 2 shows the reversing device according to theinvention 20 in detail. Thereverse rotation lock 20 consists of ahousing 22 , Inside thecase 22 is theclamping tool 24 for securing thepolishing rod 12 , Theclamping tool 24 , In the embodiment shown here consists of twobrackets 28 into which thecontact elements 26 are introduced. Thecontact elements 26 make the connection between thereverse rotation lock 20 and thepolishing rod 12 ago. Thecontact elements 26 are through thescrews 30 detachable with thebrackets 28 connected. In the, thecontact elements 26 opposite sides of thebrackets 28 aregrooves 32 introduced, in which the set screws 34 intervention. By means of these adjustingscrews 34 become thecontact elements 26 to thepolishing rod 12 pressed or released from this. At the outer ends of theset screws 34 arecaps 36 arranged. Thesecaps 36 be on thescrews 34 applied when thecontact elements 26 , by turning back the adjustingscrews 34 no longer with thepolishing rod 12 stay in contact.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückdrehsicherung20. In das Gehäuse22 sind die Halterungen28 eingebracht. Im Inneren der Halterungen28 sind die Kontaktelemente26 zu erkennen, welche mit den Schrauben30 lösbar in den Halterungen28 fixiert sind. Weiterhin sind die Nuten32 zu erkennen, in welche die Stellschrauben (nicht dargestellt) eingreifen. An der Außenseite des Gehäuses22 sind die Kappen36 zu erkennen, die die Stellschrauben34 nach dem Entfernen der Kontaktelemente26 von der Polierstange (nicht dargestellt) abdecken. Die Kappen36 sind so über die Sicherungen37 mit dem Gehäuse22 verbunden, dass sie bei Nichtbenutzung nicht verloren gehen können. 3 shows a perspective view of thereverse rotation 20 , In thecase 22 are thebrackets 28 brought in. Inside thebrackets 28 are thecontact elements 26 to recognize which with thescrews 30 detachable in theholders 28 are fixed. Furthermore, thegrooves 32 to recognize, in which the screws engage (not shown). On the outside of thecase 22 are thecaps 36 to recognize theset screws 34 after removing thecontact elements 26 from the polishing rod (not shown) cover. Thecaps 36 are so about thefuses 37 with thehousing 22 connected that they can not be lost when not in use.

4 zeigt eine Rückdrehsicherung20 mit elektronischer Anfahrsicherung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kappen36 mit Kontakten38 versehen, welche über Verbindungskabel42 mit einer Steuerung40 verbunden sind. Die Steuerung40 ist in diesem Ausführungsbeispiel, wie auch die Kappen36, am Gehäuse22 der Rückdrehsicherung20 angebracht. 4 shows areverse lock 20 with electronic collision protection. In this embodiment, thecaps 36 withcontacts 38 provided, which via connectingcable 42 with acontroller 40 are connected. Thecontrol 40 is in this embodiment, as well as thecaps 36 , on thehousing 22 thereverse rotation lock 20 appropriate.

5 zeigt das Sicherungssystem der erfindungsgemäßen Rückdrehsicherung20 im Detail. Im Gehäuse22 der Rückdrehsicherung20 sind seitlich die Stellschrauben34 angeordnet. Mit diesen Stellschrauben34 wird die Position der Halterungen28 und somit der Kontaktelemente26 verändert. Wenn die Kontaktelemente26 von der Polierstange (nicht dargestellt) entfernt wurden, ragen die Stellschrauben34 über das Gehäuseteil hinaus. Werden nun die Kappen36 auf die Stellschrauben34 aufgeschraubt, so wird zwischen den Köpfen der Stellschrauben34 und den Kontakten38 eine Verbindung hergestellt. Durch diese Verbindung wird ein elektrischer Kreis geschlossen, welcher es ermöglicht, den Antrieb der Bohrlochpumpe zu starten. 5 shows the security system of the reversing device according to theinvention 20 in detail. In thecase 22 thereverse rotation lock 20 are laterally thescrews 34 arranged. With thesescrews 34 becomes the position of thebrackets 28 and thus thecontact elements 26 changed. When thecontact elements 26 are removed from the polishing rod (not shown), the set screws protrude 34 beyond the housing part. Now thecaps 36 on thescrews 34 screwed on, so will be between the heads of theset screws 34 and thecontacts 38 made a connection. Through this connection, an electric circuit is closed, which makes it possible to start the drive of the borehole pump.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.The invention has been described with reference to a preferred embodiment.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Antriebskopfpowerhead

1212

Polierstangepolished rod

1414

LaterneLantern

1616

Konsoleconsole

1818

Motorengine

2020

RückdrehsicherungReverse rotation

2222

Gehäusecasing

2424

KlemmwerkzeugTightening tool

2626

Kontaktelementcontact element

2828

Halterungbracket

3030

Schraubescrew

3232

Nutgroove

3434

Stellschraubescrew

3636

Kappecap

37 37

Sicherungfuse

3838

KontaktContact

4040

Steuerungcontrol

4242

Verbindungskabelconnection cable

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• CA 2331915 C[0002]CA 2331915 C[0002]
• CA 2349988 C[0003]CA 2349988 C[0003]

Claims (11)

Translated fromGerman

Rückdrehsicherung (20) für eine Bohrlochpumpe, wobei die Rückdrehsicherung (20) in einem Antriebskopf (10) angeordnet ist, wobei die Rückdrehsicherung (20) ein Gehäuse (22) und ein Klemmwerkzeug (24) zum Sichern einer Polierstange (12) umfasst,dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmwerkzeug (24) mindestens zwei austauschbare Kontaktelemente (26) besitzt, mit denen die Polierstange (12) lösbar fixierbar ist.Reverse rotation lock ( 20 ) for a borehole pump, the reverse rotation lock ( 20 ) in a drive head ( 10 ), wherein the reverse rotation lock ( 20 ) a housing ( 22 ) and a clamping tool ( 24 ) for securing a polishing rod ( 12 ),characterized in that the clamping tool ( 24 ) at least two exchangeable contact elements ( 26 ), with which the polishing rod ( 12 ) is releasably fixable.Rückdrehsicherung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (26) in je eine Halterung (28) lösbar eingebracht sind.Reverse rotation lock ( 20 ) according to claim 1, characterized in that the contact elements ( 26 ) in each case a holder ( 28 ) are releasably introduced.Rückdrehsicherung (20) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kontaktelement (26) durch mindestens eine Schraube (30) mit der Halterung (28) verbunden ist.Reverse rotation lock ( 20 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that each contact element ( 26 ) by at least one screw ( 30 ) with the bracket ( 28 ) connected is.Rückdrehsicherung (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (26) aus einem funkenfreien und druckfesten Material hergestellt sind.Reverse rotation lock ( 20 ) according to claim 3, characterized in that the contact elements ( 26 ) are made of a spark-free and pressure-resistant material.Rückdrehsicherung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmwerkzeug (24) durch verschieden große Kontaktelemente (26) an Durchmesser verschiedener Polierstangen (12) anpassbar ist.Reverse rotation lock ( 20 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the clamping tool ( 24 ) by different sized contact elements ( 26 ) on the diameter of different polishing poles ( 12 ) is customizable.Rückdrehsicherung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (28) an der dem Kontaktelement (26) gegenüber liegenden Seite mit einer Nut (32) zur Aufnahme einer Stellschraube (34) ausgestattet ist.Reverse rotation lock ( 20 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the holder ( 28 ) at the contact element ( 26 ) opposite side with a groove ( 32 ) for receiving a set screw ( 34 ) Is provided.Rückdrehsicherung (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (28) mittels der Stellschrauben (34) innerhalb des Gehäuses (22) beweglich sind.Reverse rotation lock ( 20 ) according to claim 6, characterized in that the holders ( 28 ) by means of the adjusting screws ( 34 ) within the housing ( 22 ) are movable.Rückdrehsicherung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stellschraube (34) an der, der Halterung (28) abgewandten Seite mit einer Kappe (36) versehen ist.Reverse rotation lock ( 20 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that each adjusting screw ( 34 ) on the, the bracket ( 28 ) facing away from the side with a cap ( 36 ) is provided.Rückdrehsicherung (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappen (36) auf die Stellschrauben (34) aufgebracht sind, wenn die Kontaktelemente (26) nicht an der Polierstange (12) anliegen.Reverse rotation lock ( 20 ) according to claim 8, characterized in that the caps ( 36 ) on the set screws ( 34 ) are applied when the contact elements ( 26 ) not on the polishing rod ( 12 ) issue.Rückdrehsicherung (20) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappen (36) mit Kontakten (38) versehen sind, die den Entspannungszustand der Rückdrehsicherung (20) anzeigen.Reverse rotation lock ( 20 ) according to one of claims 8 or 9, characterized in that the caps ( 36 ) with contacts ( 38 ) are provided, the relaxation state of the reverse rotation ( 20 ) Show.Rückdrehsicherung (20) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappen (36) über jeweils ein Verbindungskabel (42) mit einer Steuerung (40) in Kontakt stehen, die bei fehlendem Signal ein Anfahren der Bohrlochpumpe verhindert.Reverse rotation lock ( 20 ) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the caps ( 36 ) via a respective connecting cable ( 42 ) with a controller ( 40 ) are in contact, which prevents a start of the borehole pump in the absence of signal.

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