В статье рассматриваются вопросы использования пружинных приводов с рекуперацией энергии для штанговых скважинных насосов для нефтедобывающей отрасли. Работа посвящена разработке новых видов приводов штанговых скважинных насосов, в частности, пружинных приводов с рекуперацией энергии, которые позволят уменьшить габариты, массу и энергозатраты в несколько раз. В качестве примера взяты приводы для откачивания нефти из скважин. Основной идеей является построение пружинного привода с рекуперацией энергии в виде колебательной системы, в которой происходит преобразование потенциальной энергии пружин в кинетическую энергии штанги и последующем преобразовании кинетической энергии штанги в потенциальную энергию пружин, для компенсации диссипативных потерь используются линейные двигатели различного исполнения. Преимуществом данного пружинного привода с рекуперацией энергии является существенное уменьшение его массы, что позволяет обойтись без фундамента и может размещаться в контейнерах прямо над устьем скважины. Предлагается использовать пружинный привод и в качестве основного привода, и для уравновешивающего устройства. Рассмотрены два варианта приводов. Первый вариант привода с использованием уравновешивания с помощью груза. Второй вариант при синхронной работе двух приводов, работающих в противофазе, обеспечивающих взаимное уравновешивание массы штанг. Показано, что при грузовом уравновешивании масса силовых пружин в два раза больше, при сравнении с приводами, работающими синхронно. Сравнительный анализ при одном и том же числе циклов в минуту и одинаковых массах штанг показал, что величина потребляемой энергии при грузовом уравновешивании будет в два раза больше. Показана возможность автономного энергоснабжения за счет использования солнечных батарей и ветрогенераторов.

The article discusses the use of spring drives with energy recovery for rod well pumps for the oil industry. The work is devoted to the development of new types of drives for rod borehole pumps, in particular, spring drives with energy recovery, which will reduce the size, weight and energy consumption several times. As an example, drives for pumping oil from wells are taken. The main idea is to build a spring drive with energy recovery in the form of an oscillatory system in which the potential energy of the springs is converted into the kinetic energy of the rod and the subsequent conversion of the kinetic energy of the rod into the potential energy of the springs, linear motors of various designs are used to compensate for dissipative losses. The advantage of this spring drive with energy recovery is a significant reduction in its mass, which makes it possible to do without a foundation and can be placed in containers directly above the wellhead. It is proposed to use a spring drive both as the main drive and for a balancing device. Two variants of drives are considered. The first variant of the drive using balancing with the help of a load. The second option is for synchronous operation of two drives operating in antiphase, providing mutual balancing of the weight of the rods. It is shown that with load balancing, the mass of the power springs is twice as large when compared with drives operating synchronously. A comparative analysis with the same number of cycles per minute and the same weights of the rods showed that the amount of energy consumed during load balancing will be twice as much. The possibility of autonomous power supply through the use of solar panels and wind generators is shown.

"Системный анализ в проектировании и управлении", международная научно-практическая конференция (26; 2022; Санкт-Петербург). Системный анализ в проектировании и управлении: сборник научных трудов XXVI Международной научно-практической конференции, 13–14 октября 2022 года: [в 3 частях]. Ч. 3 / Международная академия наук высшей школы, Санкт-Петербургское отделение [и др.]; [программный комитет конференции: Ю. С. Васильев (председатель) [и др.]; [ответственные редакторы Г. П. Чудесова, А. В. Логинова]. — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2023. — 1 файл (30,8 Мб). — Загл. с титул. экрана. — Электронная версия печатной публикации 2023 г. — Ч. текста на англ. яз. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/i23-174.pdf>. — DOI 10.18720/SPBPU/2/i23-174. — Текст: электронный