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Tiefpumpen-Antrieb, insbesondere Langhubantrieb mit dynamischem oder
statischem Ausgleich Die Erfindung betriffteinenTiefpumpen Antrieb, insbesondere
für Langhübe mit um eine Hubkurb°1 gerchlungenem Treibzugmittel und veränderlich=,
schrittweise oder stufenlos einstellbarem Hub sowie mit dynamischem oder statischem
Ausgleich.
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Die bekannten, durch Kurbeltrieb und Pleuelstange auf einen mit Pferdekopf
ausgerüsteten Belancier arbeitenden Tiefpumpen-Antriebe bedingen eine sperrige Bauart,
die sich insbesondere bei Langhubantriebeni noch dadurch vergrößert, d'aß lange,
beträchtlichen Biegungsmomenten ausgesetzte und daher schwere Balanzierträger und
große mit der Langhublänge korrespondierende Pferdeköpfe verwendet «,erden müssen,
wodurch sich hohe Transportgewichte ergeben. Die erreichbare Hulblänge beträgt bei
diesen Antrieben wegen der üblichen größten Kurbellängen und des nur in verhältnismäßig
engen Grenzen änderbaren Balancierübersetzungsverhältnisses im allgemeinen nur etwa
das 2,5fache der Kurbellänge, was bei größeren. Pumptiefen wegen des infolge der
Gestängedehnung verbleibenden, geringen Restpumphubes den produktionstechnisch zu
stellenden Forderungen nicht genügt. Im übrigen erfordert die Vornahme von Gestän.gezieharbeiten
an der Sonde bei den bekanntem Antrieben eine ganze Reihe komplizierter Arbeitsgänge,
um freien Wirkungsraum. über' d'er Sonde zu erhalten, und schließlich besteht keine
Möglichkeit, diese Antriebe gegen Wittier,ungsunbilden oderetwaige unbefugte Eingriffe
wirksam zu schützen, da ihre sperrige Bauart und die hin und her bewegtenTeile eine
Einkapselung nicht zulassen.
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Es sind nun zwar auch speziell für Langhübe eingerichtete Tiefpumpen,
Antriebe bekannt. Bei ihnen ist unter Beibehaltung des Kurbeltriebes mit Pleuelstange
und Balancier an Stelle .des Pferdekopfes
entweder eine drehbare
Rollei tnit zusätzlicher Geradführung oder eine gesteuerte, unrunde, Rolle vorgesehen.,
über die ein an. der Polierstange. und z. B. außerhalb dies Antriebes b.:,festigtes
Zugmittel geführt isst, das bei einer anderen Bauart mit der Pleuelstange! zusammen
am Kurbelzapfen an.-greifend über eine, am Kopf des. Tragmastes drehbare Rolle geleitet
wird. Derart ausgestaltete Antriebe erfüllen natürlich ihre Aufgabe hinsichtlich
dier Erzielung einer größeren Huiblänge@ jedoch ]>leihen, die sonstigen Nachteile,
also die sperrige, schwere Bauart, die Nichtanpassungsfähigkeit der Hubveränderung,
die Schwierigkeit der Zieharheitsgänge und die Nichteinkapselungsfähigkeiit in jeder
Weise bestehen.
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Die Erfindung stellt sich .die Aufgabe, diese Nachtedle zu vermeiden:.
Sie erreicht dies bei insbesondere zur Erzielung von Langhüben. eingerichteten Tiefpumpen-Antrieben
mit dynamischem odeir statischem Ausgleich dadurch, daß das einerseits auf die Polierstange
wirkende Treibzugmittel über eine direhbare Tragrolle des Tragmastes. geführt und
teilweise um die, Treibrolle einer Hubkurbel geschlungen, andererseits an verschiedenen
vorzugsweise, höhenunterschiedlichen. Orten, des Tragmastes schrittweise. oder stufenlos
veirschiebbar angelenkt ist, wobei im Fall des dynamischen Ausgleichs die Hubkurbel
in an sich bekannter Weise mit Ausgleichgewichten. versehen ist, während im Falle
des statischen Ausgleichs ein gleichfalls an der Polierstange über eine Traverse
angreifendes Lastzugmittel angeordnet ist, das, über eine drehbare Lastrolle des
Tragmastes geführt, am anderen Ende das Ausgleichgewicht trägt. Dabei ist Vorsorge
dafür getroffen, daß das Treibzugmittel en:tsprechend seinem höhenunterschiedlichen
Anlenkungsorten. an einem seiner beiden Enden, für eine schrittweise oder stufenlose
Längenänderung eingerichteit ist.
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Diese! erfindungsgemäßeAusgestaltung, ins.be:sondere das Zusammenwirken
des Treibzugmittels mit der Hubkurbel, bewirkt den Fortfall sowohl der Pleuelstangen
als auch des Balanciers und Pferdekopfes der bekannten Antriebe, so da.ß sich eine
wesentlich kleinere-, geschlossene und daher einkapselbare Bauart mit erheblich
geringeren Transportgewichten ergibt. Bei statisch ausbalancierten Antrieben wird
außerdem ein Aufbringen der Gewichtsplatten vom Erdboden aus ermöglicht. Die erfindungsgemäße
Anlenkung des Treibzugmittels am Tragmast in sch-rittweiser. durch punktweise Aufhängung
oder in stufenlc.se"r z. B. .durch Gewindespindel zu erreichender Art bewirkt eine
Änderung des durch die LTmsch,lingungswinke:l in, den beiden Totpunktlagen der Hubkurbel
bestimmten Hublänge je nach Wahl des Anlenkungsortes. In einfacher Weise werden
hierdurch Hublängen von etwa zwei- bis viermal Kurbelradius und die allgemeine Verwendbarkeit
des Antriebes bei den unterschiedlichsten Sondenverhältnissen, erzielt, so daß die
Antriebe für den jeweils günstigsten Hub in produktionstechnisch vorteilhafter NVeise
einsetzbar sind. Durch die erfindungsgeimäße, mit dem jeweiligen Anlenkungsort des
Treibzugmittels bzw. Hubes korrespondierende Längenänderung in der Weise, daß bei
kleinerem Hub eine Kürzung an einem der beiden Treii:bzugmittelendlen schrittweise
durch z. B. Laschenketten oder stufenlos durch z. B. Gewinde bolzen bzw. durch Polierstangenklemmen
erfolgt, ist für sämtliche Hublängen; der Hubbeginn im unteren Totpunkt des Maximalhubes
erreichbar, so daß die Höhe des Tragmastes mit einem Kleiinstmaß ausführbar ist.
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Die Lagerung der an der Spitze des Tragmastes angeordneten Trag- bzw.
Tnag- und Lastrollen in kurzen Einzelachsen oder Wellen gestattet auch bei denn
gebräuchlichen Doppelku.rbeilantrieben die direkte Ziehbereitschaft des Antriebes
nach Lösen der die beiden; Trieiib@zugm,ittel und die Polierstange verbindenden
Traveirse, die dann z. B. in geleigneter Weise: am Tragmast zu befestigen und nach
Beendigung der Ziehiarbeiten ebenso leicht wieder in die Arbeitsstellung bringbar
ist. Durch diese einfache! Maßnahme ist der Raum über der Sonde für das die: Zieharbeiten
ansfiihren.de Hebezeug freu. Gegenüber den bekannten Ralancierantrieben bedeuten
diese vom Erdboden aus zu bewerkstelligenden Handhabungen neben der schnellen Ziehbereitschaft
eine erhebliche B.edienungserle.ichteirung.
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In. der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es zeigen Ab:b. i und 2 das. Schema eines Tiefpumpen-Antriebes ohne
und mit Längenänderung des Treibzugmittels. in der Saitenansicht, Abb. i a eine
Rückansicht der Abb. i, Abb. 2 a, ein. Hubdiagramm zu Abb. 2, Abb. 3 bis. 6 einen
Dopp--,lkurl)el-Tiefpumpen-Antrieb mit schrittweiser Hubänderung in Rückansicht,
Seitenansicht, Vorderansicht und Draufsicht und Abb. 7 und 8 einen Teilausschnitt
eines Doppelku:rbe!1-Tie,fpu.mpen-Antriebes mit stufenloser Hubänderung in zwei
Ansichten.
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In Abb. i ist das auf die Polierstange i wirkende Treibzugmittel.2
über eine drehbareTragrolle 3 das Tragmastes 4. geführt, teilweise um die. Treibrolle
5 einer Hubkurbel 6 geschlungen und beispielsweise an: der Stelle a. des Tragmastes
.I pendelnd angelenkt. In der Kurbültotpunktlage LT befindet sich die Polierstanbe
i unten im Punkt I". Dreht sich die Kurbel 6, so hebt sich wegen der ortsfesten
Anlenkung die Poilierstange i so lange, bis die Hubkurbel 6 zum oberen Totpunkt
O gelangt, wobei ein maximaler Aufwärtshub, H x = 4X Kurbülradius R bis zum Punkt
O' wegen des etwa i8o° betragenden Umschlingungswinkelserfolgt. Be;i @ve,itere-rKu.rbeld-rehun:g
«-irl die Polierstange wieder entsprechend gesenkt.
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In: ähnlicher Weises eirgibt sich bei Anlenku:ng im Punkt d, als dem
niedrigstgelegenen der z. B. senkrecht übereinander angeordneten ,#nlenkungsorte,
der Kleinsthub H.irs = etwa z X Kurbelradius R wegen der wesentlich kleineren
Umsch.lingungswi-nkel in den beiden Totpunktlagen.
Hierbei verschiebt
sich die Lage der Kurbeltotpunkte. Wegen der gleichen Gesamtlänge dies Treibzugmittels
2 liegt der untere Hubtotpunkt tiefer, wodurch sich eine Hubverschiebung an der
Polierstange ergibt. Eine etwaige Anlenkung an z. B. links vom Punkt d gelegene
Orte würde kleinere Hübe als 2 X Kurbelradius liefern.
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Nach Abb. 2 wird diese Hubverschiebung bei kleineren Hüben; dadurch
beseitigt, d@aß das TreibzugMittel 2 bei Anlenkung an, den Punkt d so weit gekürzt
wird, bis die: unteren. Hubtotpunkte: in. U' zur Deckung kommen. Das: kann entweder,
wie dargestellt, am Punkt d oder am anderen Ende des Treiibzugmittels 2 an. der
Polierstagige i geschehen. Hierdurch ergibt sich, wie ein Vergleich der Bauhöhen
dies Antriebes nach Abb. i und. 2 zeigt, bei gleichem Kurbelradius R, gleichem Größt-
und: Kleinsthub und gleicher Entfernung des Kurbelmittelpunktes vom Erdboden und
der An:lenkungsgeraden ein erheblich kleinerer und damit leichterer Tragmast. Dia
stufenweise Hubveränderung erfolgt durch Anlenkung an die beispielsweise höhenunterschiedlichen
Punkte a, b, c, d des Tragmastes, wobei die stufenweise Kürzung des Treibzugmittels
2 durch z. B. eine Laschenkette 7 erfolgt, deren, Hohlbolzen a', b', c',
d" an den gle:ich,la,utend bezeichneten Stehlen dis. Tragmastes etwa mittels Bolzen.
oder Schrauben a.nzulenken sind.
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Eine teilweiser statischer Ausgleich für die Tiefpumpe wird da.dürch
erzielt, da,ß an der Polierstange i z. B, über eine Traverse 8 ein zweites Lastzugmittel
9 angreift, das über eine mit der Tragrolle' 3 gleichachsige: Lastrolle vo geführt
ist und am anderen Ende das Au.sgl !ichgewicht i i trägt (vgl. die Abb. i, i a,:2).
Beim Aufwärtshub der Polierstange sinkt das Au.sgleichgewicht nach unten, das Anheben
unterstützend, und wird beim Abwärtshub angehoben.
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Abb. 2 a gibt ein Schaubild der Polierstangenhübe im Verhältnis zum
Kurbelradius in Abhängigkeit vom jeweiligen Anlenkungsort des Treibzugmittels sowie
in der horizontal schraffierten Fläche die erzielte Hubverlängerung gegenüber bekannten
Tiefpumpen-Antrieben mit einem Normalhub vom 2,5fachen Kurbelradius R. Es ist fernerersichtlich,
da.ß .mit zunehmender Höhe :dies Anlenkungspunktes über Flur die: erzieilharen Hublängen
langsamer ansteigen.
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In den Abb. 3 bis 6 ist für den Dopp:elkuirbel-T:iefp,u:mpen-Ant!ri:eb
die Bezeichnung der Einzelteile die gleiche wie: in den Abb. i und2. An Stelle des
dort schematisch angedeuteten statischen Ausgleichs ist der Antrieb dynamisch ausbalanciert.
Der mit dem Tragmast 4 verbundene Untersatz 12 nimmt z. B. den Antriebsmotor 13
auf, der über den Keilriementrieb 14 das mit Bremsscheibe 15 und den beiden Kurbelscheiben
16, Treibrollen 5 und Ausgleichsgewichten 17 versehene Getriebe 18 antreibt.
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Das Treibzugmittel 2 wirkt über die Traverse 8 auf die Polierstange
i und ist an einem dar Tragmastpunkte a. bis e angelenkt. Die schrittweise Längenänderung
kann entweder, wie in den Abb. i und 2 geizeiigt, am Anlenkungsende oder mittels
entsprechender Polierstangenanklemmung i9 erfolgen. Abb. 4. zeigt ferner die bei
Anlen.kung an denn, Punkten a bis e erzielten Langhübe im Vergleich zum doppelten
Kurbelradius. Aus Abb. 6 ist in; dem schraffierten Kreis die für die Unterflansche
dies. die Zieharbeiten übernehmenden Hebezeuges zur Verfügung stehende- große Arbeitisfläche
zu ersehen.
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In dem, Abb. 7 und: 8 sind die beiden. Treibzugmdttelstränge 2 am
Spindeljoch 20 pendelnd angelenkt. Das die Belastung auf den Tragmast 4 und die
Gewindespindel 21 übertragende Spindeljoch ist beispielsweise unter Verzicht auf
den Größ.thub H""" für denn Bereich der Langhübe b bis e z. B. durch Kettentrieb.
22 und Han:dradspindel 23 stufenlos auf jeden beliebigen Hub einstellbar, wobei
an einem dir beiden Treibzugmittelend''em eine ebenfalls stufenlose Längennkürzumg
z. B,. durch Gewindebolzen vorgenommen wird'.