Привод штангового насоса станок качалка

Конструктивные особенности

Станки-качалки предназначены для передачи поступательного движения глубинному штанговому насосу, расположенному на дне скважины. Для уменьшения затрат на энергию оборудование должно обладать уникальной кинематической схемой. Дополнительным условием является применение современных комплектующих и компонентов.

Для анализа функциональности и особенности работы необходимо ознакомиться с конструкцией, которой обладает станок-качалка. Он состоит из силовой установки, вращательное движение от которой поступает на ведущий вал редуктора. На нем расположен кривошип с системой противовесов. Для связи кривошипа с балансиром предусмотрены шатуны и траверсы. В свою очередь, балансир установлен на опорной стойке. Для уменьшения затраты энергии на торцевой части балансира расположена откидная головка.

Правильно установленный станок имеет следующие эксплуатационные качества:

• высокий показатель КПД. Обусловлен системой противовесов, которые позволят оптимизировать затраты энергии;
• надежность. Станок качалка способен работать продолжительное время. Главное — обеспечивать должный уровень смазки подвижных механизмов;
• сложность установки. Для нормальной эксплуатации станки-качалки необходимо устанавливать на обустроенные опорные платформы. Чаще всего их изготавливают методом заливки бетонной смесью.

Наряду с этой конструкцией в нефтедобывающей отрасли применяется безбалансировочное оборудование. Эти модели отличаются относительно небольшими размерами и массой, но при этом обладают более низким показателем КПД. Чаще всего устанавливаются в труднодоступных районах или местах, где обустройство полноценного фундамента затруднено.

Принцип действия ШГН

• Принцип действия ШГН
• Типы штанговых насосов
• Достоинства и недостатки трубных и вставных насосов
• Принцип действия и маркировка штанговой насосной установки
• Источники:

ШГН предназначены для откачивания из скважин жидкостей с температурой не более 130 градусов, обводненностью не более 99% по объему, вязкостью до 0,3 Па*с, содержанием механических примесей до 350 мг/л, свободного газа на приеме не более 25%.

Штанговый насос состоит из цельного неподвижного цилиндра, подвижного плунжера, всасывающего и нагнетательных клапанов, замка (для вставных насосов), присоединительных и установочных деталей.

В скважину на колонне подъемных труб спускают плунжерный насос, состоящий из цилиндрического корпуса 1 (цилиндра), внутри которого имеется пустотелый поршень 2 (плунжер). В верхней части плунжера установлен нагнетательный клапан 3. В нижней части неподвижного цилиндра устанавливается всасывающий клапан 4. Плунжер подвешен на колонне насосных штанг 5, которые передают ему возвратно- поступательное движение от специального механизма (станка-качалки), установленного на поверхности.

При ходе плунжера вверх жидкость из скважины поступает через всасывающий (приемный) клапан в цилиндр насоса, так как под плунжером создается давление намного меньше чем в скважине. При ходе плунжера вниз всасывающий клапан закрывается под действием давления жидкости под плунжером и объем жидкости из цилиндра через полый канал плунжера и открытый нагнетательный клапан, открытие которого происходит от давления жидкости, находящейся под плунжером и полом канале плунжера, поступает в подъемные трубы.

В процессе непрерывной работы насоса жидкость заполняет объем подъемных труб, а затем направляется на поверхность.

Наиболее широко распространены насосы двух видов: вставные и невставные (трубные).

Штанговые насосы используются для подачи жидкости из глубоких скважин. Чаще всего штанговый насос используют при добычи нефти.

В поршень штангового насоса установлен обратный клапан, пропускающий жидкость в одном направлении.

Запорным элементом представленного клапана является шарик.

При движении поршня вниз шарик перемещается вверх, клапан открывается, пропуская жидкость через поршень.

При движении поршня вверх шарик прижимается к седлу, клапан под действием давления столба жидкости закрывается.

Число — качание — балансир

Число качаний балансира изменяют подбором электродвигателя с соответствующей характеристикой или чаще всего изменением диаметра шкива на валу электродвигателя.
 

Число качаний балансира изменяют или подбором двигателя с соответствующей характеристикой или, что делается чаще, изменением диаметра шкява на валу электродвигателя.
 

Число качаний балансира СК может быть снижено при использовании малогабаритного электродвигателя. Электродвигатель с частотой вращения 500 мин 1 пригоден для оборудования малодебитных скважин с дебитом 1 — 3 м3 / сут. При этом не требуется изменения конструкции СК.
 

Число качаний балансира СК может быть снижено при использовании малогабаритного электродвигателя. Электродвигатель с частотой вращения 500 мин 1 пригоден для оборудования малодебитных скважин с дебитом 1 — 3 tf / cyr. При этом не требуется изменения конструкции СК.
 

Число качаний балансира станка-качалки соответствует числу оборотов кривошипного вала и а а.
 

Число качаний балансира станка-качалки соответствует частоте вращения кривошипного вала и изменяется сменой шкива на валу электродвигателя. Для этих целей предусматривается наличие набора стандартных быстросменных шкивов.
 

Число качаний балансира станка-качалки соответствует частоте вращения кривошипного вала и изменяется сменой шкива на валу электродвигателя. Для этих целей имеется набор стандартных быстросменных шкивов.
 

Число качаний балансира станка-качалки соответствует числу оборотов кривошипного вала за то же время и может изменяться в современных станках-качалках от 3 до 15 качаний в минуту. Электродвигатели, служащие для привода станков-качалок, имеют постоянную скорость вращения вала, равную 730, 1000 и даже 1500 об / мин.
 

Для числа качаний балансира больше 8 в минуту рекомендуется устанавливать электродвигатели с синхронной скоростью вращения — 1500 об / мин, для чисел качаний менее 8 в минуту — двигатели со скоростью вращения 1000 об / мин.
 

Увеличение числа качаний балансира может вызвать изменение ускорения колонны штанг, вызывает осложнения при эксплуатации.
 

И вменение числа качаний балансира практически осуществляется или подбором двигателя с соответствующей характеристикой или, что делается чаще, изменением диаметра одного из шкивов ременной передачи. Обычно заменяют шкив на валу электродвигателя, так как он проще демонтируется и имеет меньшие размеры и вес.
 

При увеличении числа качаний балансира и больших глубинах спуска насоса возникают инерционные силы, вызывающие ускорение массы штанг и увеличение длины хода плунжера.
 

При сравнении вариантов снижения числа качаний балансира следует учитывать изменения КПД и cosp при малой загрузке двигателя при двухступенчатой клиноременной передаче, а также уменьшение КПД и coscp у низкооборотных двигателей.
 

Возможны два варианта уменьшения числа качаний балансира СК: увеличение передаточного отношения привода СК; применение малооборотного электродвигателя.
 

Страницы:  

   1

   2

   3

станки-качалки. Основные принципы проектирования ШСНУ.

Полный текст и рисунки здесь: Полная версия

СК различ-ся по грузопод-ти, длине хода. Д/1 гр-пы с/н необ-мы приводы с макс.нагр-ой в ТПШ 60 и 80кН. СК сост-т их балан-ра, гол-ки бал-ра, стойки, шатуна, кривошипа, ред-ра, привод-го дв-ля и противовесов. Упр-ие назем-м обор-м осущ-ся спец-ой станцией упр-ия. СК, ред-р и дв-ль мантир-ся на метал-ой раме, кот.устан-ся на бетон-м основании. Гол-ка бал-ра имеет канатную подвеску, кот.соед-ся м полир-м штоком с пом-ю траверсы. Ред-р предназ-н д/сниж-ия числа обор-в дв-ля и увел-ия крут-го мом-та. Кривошип соед-ся шатунами с балан-м.

В процессе эксплуатации нефтяного месторождения меня­ются условия работы отдельных скв-н. Продукция обводня­ется, пластовое давл-е сниж-ся, увел-ся приток газа, сниж-ся дебит, пониж-ся уровень жид-ти. Однако не всегда удается выбрать оборудование, в том числе и СК, кот-ое наилучшим образом соответс-ло бы сло­жившимся в данный момент усл-ям. СК остается на весь период насосной эксплуатации, так как его замена свя­зана с переделкой фундамента и сопряжена с др. большими трудностями. Расчет ШСНУ при откачке газированной жидкости наиболее сложен, поэтому остановимся на нем подробнее.

1.По уравнению притока или по индикаторной линии определя­ется забойное давление, соответ­ствующее отбору жидкости Q.

2.Из точки, соответствующей принятому забойному давлению р_с, рассчитывается по шагам и стро­ится линия распределения давле­ния р(х) (рис. 19, кривая 1) «снизу вверх» для условия движе­ния по обсадной колонне жидкости с расходом Q при пластовом газовом факторе Г.

Рис.13. Проектирование глу­бины подвески штангового на­соса с помощью кривых рас­пределения давления

3.В процессе построения кривой распределения давления по шагам определяется расходное газосодержание b на каждом ин­тервале (шаге). По этим данным строится кривая распределения расход­ного газосодержания b(х) (рис.19, кривая 2} и одновременно кривая распределения приведенного газового фактора R(x) (рис.19, кривая 3), т. е. зависимость газового фактора, при­веденного к данным термодинамическим условиям, от глубины.

4.На горизонтальной линии давлений, проведенной от устья скважины (рис.13), откладывается устьевое давление р_у, при котором продукция скважины будет поступать в нефтесборную сеть.

6.От устьевого давления р_у строится новая кривая распре­деления давления р(х) по методу «сверху вниз» для расхода жидкости, соответствующего дебиту скважины при выбранном диаметре НКТ, и для газового фактора с учетом сепарации на приеме насоса (рис.13, кривая 4).

В штанговой насосной установке ГЖС движется по кольцевому зазору между НКТ и штангами.

7. Предварительно задаваясь наиболее вероятными значе­ниями остальных коэффициентов, влияющих на подачу насоса, такими как коэффициенты потери хода h₂, утечек h₃ и коэф­фициент усадки h₄, или делая их предварительные оценки для наиболее вероятных параметров откачки, определяем коэффи­циент подачи h = h₁h₂h₃h₄.

8.Оценив коэффициент подачи и зная дебит скважины, оп­ределяем возможные размеры насоса (площадь сечения плун­жера) и параметры откачки S и n.

9.Типоразмер СК выбирается по максимальным нагрузке на головку балансира и крутящему моменту на валу редуктора, которые не должны превышать рекомендованные для данного СК и указанные в паспортной характеристике.

14.Ориентировочно СК, насос и параметры откачки могут быть выбраны с помощью таблиц, в которых приводятся раз­меры насосов, глубины их спуска, размеры штанг и подачи на­соса при тех или иных S и n. Кроме того, для той же цели составлена диаграмма (А. Н. Адонин), позволяющая по заданному дебиту и глубине спуска насоса определить диаметр цилиндра насоса и тип СК.

2.4. Штанговращатель

Штанговращатель — механическое
приспособление, закрепляемое на сальниковом
штоке для медленного проворачивания
колонны штанг и плунжера «на заворот»
при каждом ходе головки балансира.

Штанговращатели применяются 
при эксплуатации искривлённых скважин
для предотвращения одностороннего истирания
штанг, муфт и плунжера, для предотвращения
отворотов штанговых колонн, а также в
случаях применения пластинчатых скребков,
укрепляемых на колонне штанг для удаления
отложений парафина на внутренних стенках
насосных труб.

Обычно штанговращатель 
состоит из зубчатого круглого диска,
закрепляемого на теле штока горизонтально,
и храпового механизма с шарнирным зубом
и рычагом, который тросом соединяется
с неподвижной точкой. При каждом качании
балансира трос натягивается, перемещает
рычаг, с помощью которого шарнирный зуб
(собачка) поворачивает диск на один шаг.

Таким образом, штанги делают
один оборот за такое число качаний,
сколько зубьев имеется в диске 
по его периметру.

Штанговращатели существенно 
улучшают работу ШСНУ при осложненных 
условиях эксплуатации.

Конструктивные элементы насосной установки

Вставные и невставные штанговые насосы схожи по своей конструкции. Ее схема включает следующие элементы:

• станок-качалка;
• штанги;
• тройник;
• уплотнения;
• фундамент;
• насосно-компрессорные трубы в подвеске;
• шток.

Принцип работы насосной установки предполагает следующее. Наличие защитного приспособления на приеме насоса обеспечивает использование газового либо песочного фильтра. Это позволяет создать новый тип установки ШСН с различными приводами:

Крутящий момент должен передаваться от двигателя редуктору, затем он достигает нижней звездочки на его валу, далее переходит на тяговую цепь, обеспечивающую преобразование вращательного движения звездочки в поступательное.

Соединение тяговой цепи с кареткой осуществляется через скалку при наличии груза для поддержания равновесия. Существуют различные группы посадок используемых насосов, отличающиеся по размерам пространства в промежутке между цилиндром установки и плунжером. Чем большей вязкостью обладает скважинная жидкость, тем более высокой является группа посадки. Производительность установки зависит от конструктивных параметров насосов. Они определяются величиной диаметра конструктивного элемента плунжера и соответствующей длиной хода этой детали:

• от 29 до 57 мм, от 1,2 до 6,0 м — для НСВ;
• от 32 до 95 мм, от 0,6 до 4,5 м — для НСН.

Обозначение НСН2-32-30-12-0 можно расшифровать следующим образом:

• 0 — отображение группы посадки;
• 12х100 — максимально возможная глубина спуска насосного оборудования (м);
• 30х100 — длина хода плунжера насоса (мм);
• 32 — величина диаметра плунжера (мм).

Предназначение насосной штанги, представляющей собой стержень, которой оснащен штанговый насос, заключается в передаче возвратно-поступательного движения устройства по схеме плунжер-насос. Насосная штанга оснащена утолщенными головками на концах, ее сечение является круглым.

Для создания штанг требуются только легированные стали. Размер длины штанговых конструкций для нормальных эксплуатационных условий должен составлять 8 м. Длина колонн штанг регулируется с целью уравновешивания посадки плунжера в цилиндр. Оборудование предполагает наличие футовок или укороченных штанг, длина которых может составлять: 1, 1,2, 1,5, 2 и 3 м.

Для соединения штанг необходимы муфты. Отечественные предприятия осуществляют выпуск насосных стеклопластиковых штанг, для которых характерна большая коррозийная стойкость. В результате энергопотребление снижается до 20 %.

Источник

Комплектация станка-качалки

Среди узлов станка-качалки выделяются:

• Рама.
• Стойка, имеющая вид усеченной 4-гранной пирамиды;
• Балансир, оснащенный поворотной головкой.
• Траверса с шатунами.
• Редуктор.

Комплектация СК предусматривает набор шкивов, позволяющих изменять число качаний путем дискретного регулирования. Смена и натяжение ремней двигателя происходит достаточно быстро с использованием поворотной рамы-салазок. Монтаж станка-качалки производится на раму, смонтированную на железобетонном фундаменте. Для фиксации насосного балансира применяется шкив, который носит название тормозной барабан. Головка обеспечивает проход насосной установки в процессе ремонта скважины под землей.

Совершаемое головкой балансира движение по дуге предполагает ее соединение со штангами и устьевым штоком за счет гибкой канатной подвески, регулирующей посадку насосного плунжера в цилиндр СН. Амплитуда перемещения головки балансира регулируется посредством изменения участка сочленения кривошипа с шатуном относительно оси вращения. Перемещение грузов на балансир приводит к уравновешиванию действия станка-качалки. Процесс рассматривается как балансирное, роторное либо комбинированное штанговое уравновешивание.

Основные элементы станка-качалки;

Основными элементами СК является рама, стойка с балансиром, два кривошипа с двумя шатунами, редуктор, клиноременная передача, электро­двигатель и блок управления, который подключается к промысловой линии силовой электропередачи.

Рама выполнена из профилированного проката в виде двух полозьев, соединенных между собой поперечинами. На раме крепятся все основные узлы СК.

Стойка выполнена из профилированного проката четырехногой кон­струкции с поперечными связями.

Балансир состоит из дуговой головки и тела балансира однобалочной конструкции.

Опора балансира создает шарнирное соединение балансира с травер­сой и шатунами.

Траверса предназначена для соединения балансира с двумя параллель­но работающими шатунами.

Шатун представляет стальную трубную заготовку, которая с одного конца прижимается к пальцу, а с другого – шарнирно к траверсе.

Кривошип преобразует вращательное движение ведомого вала редук­тора в вертикальное возвратно-поступательное движение колонны штанг.

Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения, переда­ваемой от электродвигателя кривошипам станка-качалки. Редуктор – двух­ступенчатый, с цилиндрической шевронной зубчатой передачей.

Тормоз выполнен в виде двух колодок, крепящихся к редуктору.

Подвеска устьевого штока предназначена для соединения устьевого штока с СК. Состоит из канатной подвески и траверс, верхних и нижних.

Клиноременная передача соединяет электродвигатель и редуктор и со­стоит из клиновидных ремней, шкива редуктора и набора быстросменных шкивов.

Электродвигатель – асинхронный, трехфазный с повышенным пусковым моментом, короткозамкнутый, в закрытом исполнении.

Поворотная салазка под электродвигатель служит для быстрой смены и натяжения клиновидных ремней.

Механика, нефтепромысловое оборудование

Рис. 104. Общий вид станка-качалки

Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата

Рис. 105. Головка балансира

Рис. 106. Тело балансира в сборе с головкой балансира и траверсой

Рис. 107. Фиксатор головки балансира

Механика, нефтепромысловое оборудование

Рис. 108. Опора с опорным подшипником

Рис. 109. Подвесной подшипник

Рис. 110. Траверса с подвесным подшипником

Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата

Рис. 111. Шатун:

а – общий вид; б – верхняя головка шатуна; в – нижняя головка шатуна с пальцем кривошипа

Рис. 112. Кривошипы в сборе с противовесами

Механика, нефтепромысловое оборудование

Рис. 113. Рама, площадка нижняя, основная площадка

Рис. 114. Клиноременная передача

Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата

Рис. 115. Площадка редукторная

Рис. 116. Тормоз колодочный

Ограничения [ править | править код ]

Штанговые насосы с наземным приводом могут использоваться для неглубоких вертикальных скважин и наклонных скважин с незначительным отклонением от вертикали, в диапазоне подач от 1 до 50 м 3 /сут (в некоторых случаях подача может достигать 200 м 3 /сут). Типичные глубины — от 30 метров до 1,5 км, максимальные глубины — 2,5 км. . Есть сведения о применении штанговых насосов с наземным приводом в скважинах с глубинами до 5 км.

Станки-качалки не используются на оффшорных скважинах.

Нефтяной насос – один из наиболее сложных типов оборудования в нефтяной промышленности в отношении эксплуатации и ремонта. Как известно, нормальное функционирование оборудования зависит не только от правильного выбора устройства, но и от выполнения правил эксплуатации и условий работы.

Агрегаты для нефтегазовой промышленности могут перекачивать нефть, нефтепродукты, воду, щелочи, сниженные газы, кислоты и функционируют в больших диапазонах напора, температуры и производительности.

Разновидности устьевого оборудования

Устьевой шток, представляющий собой особую штангу, необходим для соединения колонны штанг с канатной подвеской. Он имеет полированную поверхность, выпускается без головок с типом резьбы, который предусматривает стандарт. Чтобы защитить полированный шток от коррозии осуществляется окрашивание, цинкование, ингибирование. Функции, выполняемые устьевым оборудованием НС, являются следующими:

• обеспечение герметизации затрубного пространства;
• отвод скважинной продукции;
• подвешивание НКТ.

Насосная установка оснащается устьевым оборудованием, включающим:

• Устьевой сальник. Обеспечивает герметизацию выхода устьевого штока за счет сальниковой головки.
• Тройник. Ввинчивается в муфту НКТ, он необходим для отвода скважинной продукции.
• Крестовина. Позволяет подвесить колонну НКТ на конусе, чтобы правильно расположить ее относительно скважинной оси.
• Запорные краны, а также обратные клапаны.

Для самоустановки сальниковой головки предусмотрено шаровое соединение. Это обеспечивается при несоосности сальникового штока и НКТ, у которых отсутствует совпадение осей

Это важно для исключения износа уплотнительной набивки и облегчения смены специальной набивки. Наличие крестовины позволяет опускать приборы в затрубное пространство посредством устьевого патрубка, имеющего задвижку

Условия использования ШСН

Трубный насос или НСН, имеющий седло ВК (всасывающего клапана), оснащен цилиндром, опускание которого происходит в скважину на НКТ. Плунжер, предусматривающий наличие клапанов, должен опуститься в скважину перед сосом, а затем входит в цилиндр. Это осуществляется посредством штанг. Чтобы обеспечивалось соединение плунжеров установок с шариками клапанов всасывающего типа, применяются специальные штоки.

Минусом НСН является не только сложность процесса сборки, но и долгое время подъема устройства на поверхность. Ликвидировать неисправности конструкции сложно. Вставные насосы собираются на поверхности, после производится их спуск под землю на штангах внутрь колонн НКТ на определенную глубину скважины.

Трубный скважинный насос требует при подъеме насосного цилиндра установки из-под земли извлекать ее целиком. Это условие считается основной отличительной чертой НСН от НСВ. Вставные насосы в 2-2,5 раза увеличивают скорость спускоподъемных операций, что облегчает труд рабочих, осуществляющих ремонт скважин.

Вставной насос обладает меньшей подачей, чем невставной. Это обусловлено наличием труб заданного диаметра. Спуск НСВ осуществляется на штангах, а укрепление либо уплотнение элемента при наличии посадок производится на замковой опоре цилиндра. Она должна опуститься на НКТ.

Осуществлять подъем насоса из нефтяной скважины с помощью НСВ следует одновременно с извлечением колонны штанг при значительной глубине спуска. Эксплуатация НСВ осуществляется, если скважина обладает малым дебитом. Движение плунжера НСН является вертикальным, так как спуск и подъем осуществляются через штанги.

Достоинства и недостатки трубных и вставных насосов

Эти насосы позволяют поднимать жидкость с больших глубин из скважин. Они обладают всеми свойствами, характерными для объемных машин, жесткостью характеристик, независимостью подачи от давления, относительно небольшими величинами подачи.

Гиильза и плунжер вставного штангового насоса размещаются внутри колонны скважины и их можно извлечь без демонтажа колоны труб, что снижает длительность и сложность ремонтных работ. Из-за этой конструктивной особенности диаметр плунжера вставного насоса будет меньше диаметра плунжера трубного штангового насоса при одних и тех же размерах скважины.

После того, как скважина пробурена и вскрыт продуктивный пласт, нефть необходимо поднять на поверхность.

Эксплуатация нефтяных скважин ведется тремя способами:

Фонтанным — подъем нефти осуществляется за счет пластовой энергии. Фонтанирование может быть как естественное — за счет давления в пласте, так и искусственное — за счет закачки газа или жидкости в скважину.

Газлифтным — логическим продолжением фонтанной эксплуатации является газлифтная эксплуатация, при которой недостающее количество газа для подъема жидкости закачивают в скважину с поверхности.

Механизированным — с помощью глубинных насосов. Она применяется в тех случаях, когда давление в нефтяном коллекторе низкое и нельзя осуществить оптимальный отбор из скважины за счет природной энергии.

Установка штангового глубинного насоса (УШГН)

Самые распространенные и узнаваемые установки -так называемые «качалки».

Прообразом современного станка-качалки является насос, изобретенный в 1712 году Томасом Ньюкоменом. Он создал аппарат для выкачивания воды из угольных шахт. Принцип действия был примерно такой:

Современные насосы стали технологичнее — пар заменило электричество, а принцип действия стал основан на преобразовании вращательного движения в поступательное. По сути, станок-качалка представляет собой привод штангового насоса, который находится на дне скважины.

Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха.

Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.

Штанговый скважинный насос состоит из длинного (2 — 4 м) цилиндра.

На нижнем конце цилиндра укреплен неподвижный всасывающий клапан, открывающийся при ходе вверх.

В нем перемещается поршень-плунжер, выполненный в виде длинной (1 — 1,5 м) гладко обработанной трубы, имеющей нагнетательный клапан, открывающийся вверх.

Плунжер подвешивается на штангах. При движении плунжера вверх жидкость через всасывающий клапан под воздействием давления на приеме насоса заполняет внутреннюю полость цилиндра.

При ходе плунжера вниз всасывающий клапан закрывается, жидкость под плунжером сжимается и открывает нагнетательный клапан.

Таким образом, плунжер с открытым клапаном погружается в жидкость. При очередном ходе вверх нагнетательный клапан под давлением жидкости, находящейся над плунжером, закрывается.

Накапливающаяся над плунжером жидкость достигает устья скважины и через тройник поступает в нефтесборную сеть.

значительная масса привода,

необходимость в массивном фундаменте,

невозможность работы в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах,

значительный период монтажа станка-качалки при обустройстве скважины и ее ремонте,

невозможность использования в морских скважинах.

Часть этих недостатков решена в установках с цепным приводом (на фото справа).

Установки с цепным приводом работают так же, как и качалки, но они более экономичны, требуя меньше металла и обеспечивая более плавный ход штока, что влияет на надёжность.

Коротко об отличиях и преимуществах можно посмотреть в видео:

Обслуживание нефтяных качалок

Специальный персонал нефтедобывающего предприятия выполняет обслуживание станка-качалки. Для удобства его работы конструкторами предусмотрены различные вспомогательные устройства и механизмы. При обслуживании балансира с траверсой и кривошипа на установке устроена специальная площадка, снабжённая системами привода. Операторы, располагаясь на этой площадке, производят управление балансировкой и уравновешиванием станка, проверяют крепление всех узлов кривошипно-шатунного механизма.

Вся кинематика системы привода нефтедобывающей качалки сконструирована для того, чтобы головка станка и кривошип совершала движение в оптимальном ритме и этот режим можно бы было легко перенастраивать.

Функции операторов станков и обслуживающего персонала необходимо разделять. Технический персонал занимается обслуживанием нефтяных насосов во время их интенсивной эксплуатации, в их обязанности входит слежение за рабочими показателями всех механизмов станции и техническое обслуживание насосного оборудования. В случае необходимости они производят и ремонт станков-качалок

Особенно важно в их работе создавать благоприятные режимы функционирования узлов и механизмов станка в моменты возникновения в нём максимальных, пиковых нагрузок

В функции же операторов установок входят обязанности по регулированию самого процесса выкачки нефтяных ресурсов из глубины месторождения, по установке оптимальных режимов работы станка на каждом периоде освоения запасов углеводородов.

Плюсы и минусы штанговых насосов

По сравнению с другими типами разнообразного насосного оборудования штанговые насосы обладают определенными преимуществами и недостатками.

1. Высокая эффективность.
2. Легкость технического обслуживания и проведения ремонтных работ.
3. Можно использовать для работы двигатели разных видов.
4. Можно использовать для обслуживания пескопроявляющих источников, перекачивания нефти, имеющей газовые составляющие.

1. Невозможность использования в скважинах различной глубины. Возрастает риск обрыва штанг в зависимости от глубины скважины.
2. Невысокий уровень подачи, обеспечиваемый данными насосами.
3. Нельзя использовать для обслуживания различных скважин имеющих большой наклон и высокую степень искривления.
4. Нельзя использовать для обслуживания источников, которые имеют горизонтальный тип.

Выбор подходящего штангового глубинного гидрооборудования зависит от многих факторов и параметров, которые во многом влияют на эффективность и долговечность его применения.

• Принципы музейной педагогики кратко

    

• Основные морские течения северного ледовитого океана кратко

    

• Исследование в практике управления кратко

    

• Особенности работы воспитателя доу с детьми с нарушением зрения презентация

    

• Операционная система os 2 кратко

Элементы насосных установок

Установка скважинная насосная имеет привод ШСН, позволяющий осуществлять перемещение объекта непосредственно под воздействием насосных штанг. Среди ее основных действующих элементов, согласно ГОСТу 2002, насосы скважинные штанговые выделяются:

• цельный цилиндр неподвижного типа, имеющий удлинители;
• подвижный насосный плунжер;
• клапаны, включая всасывающие и нагнетательные;
• замки.

Каждый из удлинителей СН навертывается на цилиндр со всех его сторон. Они должны выдвинуть плунжер из него во время действия насосной конструкции. Промышленные скважинные установки функционируют без остаточных отложений внутри неподвижного цилиндра. В результате плунжер не заедает, поэтому ремонт штанговых насосов выполняется без каких-либо проблем. Применяемые в отечественной промышленности вставные насосы оснащаются следующими видами узлов:

Установка скважинного насоса находится под напряжением, поэтому для изготовления деталей для различных типов штанговых скважинных насосов или ШСН необходимы высоколегированные стали. От этих материалов зависит длительность и безотказность полезного использования насосного оборудования. Герметичность их посадки обеспечивается высокой точностью выпуска деталей для насосов. Это относится и к резьбовым соединениям. Все элементы установки отличаются полной взаимозаменяемостью. Среди основных элементов ее конструкции предусмотрена наземная часть, состоящая из следующих звеньев, представляющих собой:

• Колонну.
• Цепь с винтом натяжения.
• Противовес с упором.
• Подвески (канатная, устьевого штока).
• Узел канатных блоков.
• Муфта-зубчатая.
• Звездочки ведомую и ведущую.
• Ограничитель схода каната.
• Ограждение и купейную дверь.
• Кожух ременной передачи.

• обслуживания ведомой звездочки;
• редуктора;
• канатных блоков;
• переднюю поворотную.

Оборудование имеет комплекс, представляющий собой наземный сегмент установки, который называется станком-качалкой. Элементы этой конструкции оставались неизменными долгие годы. Установка с дифференциальным преобразующим механизмом и редуктором оснащена клиноременной передачей, позволяющей приводить в действие станок-качалку.

Российскими предприятиями выпускался исключительно привод цепной штангового скважинного насоса. Устройства, заменившие насос ручной, находятся еще на стадии совершенствования с 2002 г.

Конструкция

Действующая модель станка-качалки возле геологического факультета Texas A&M University, Колледж-Стейшен (Техас)

Станок-качалка устанавливается на специально подготовленном фундаменте (обычно бетонном), на котором устанавливаются: платформа, стойка и станция управления.

После первичного монтажа на стойку помещается балансир, который уравновешивают т. н. головкой балансира. К ней же крепится канатная подвеска (последняя соединяет балансир с полированым сальниковым штоком).

На платформу устанавливается редуктор и электродвигатель. Иногда электродвигатель расположен под платформой. Последний вариант имеет повышенную опасность, поэтому встречается редко. Электродвигатель соединяется с маслонаполненным понижающим редуктором через клино-ременную передачу. Редуктор же, в свою очередь, соединяется с балансиром через кривошипно-шатунный механизм. Этот механизм преобразует вращательное движение вала редуктора в возвратно-поступательное движение балансира.

Станция управления представляет собой коробочный блок, в котором расположена электрика. Вблизи станции управления (или прямо на ней) выведен ручной тормоз станка-качалки. На самой станции управления расположен ключ (для замыкания электросети) и амперметр. Последний — очень важный элемент, особенно в работе оператора ДНГ. Нулевая отметка у амперметра поставлена в середину шкалы, а стрелка-указатель движется то в отрицательную, то в положительную область. Именно по отклонению влево-вправо оператор определяет нагрузку на станок — отклонения в обе стороны должны быть примерно равные. Если же условие равенства не выполняется, значит станок работает вхолостую.

Станок-качалка является важным элементом нефтегазового оборудования и используется для механического привода к нефтяным скважинным штанговым (плунжерным) насосам. Конструкция станка-качалки представляет собой балансирный привод штанговых насосов, состоящий из редуктора и сдвоенного четырёхзвенного шарнирного механизма.

Около 2/3 всех добывающих скважин в мире используют штанговые насосы, и на многих из них в качестве привода установлены станки-качалки. По этой причине станок-качалка является своеобразным символом нефтедобычи — его стилизованное изображение можно встретить в логотипах компаний, периодических изданий, выставок, форумов, конференций, связанных с нефтегазовой тематикой.

В нефтедобывающей отрасли эффективность во многом зависит от типа применяемого оборудования. Для полноценной комплектации и эффективной добычи необходим станок-качалка. Это оборудование является неотъемлемой частью нефтедобывающего комплекса.

2.2. Полированный шток

Штоки полированные (устьевые
штоки) (Рис.5) представляют собой металлические
стержни круглого сечения, предназначенные
для соединения через сальник устьевой
колонны насосных штанг со станком-качалкой
для передачи поступательного либо вращательного
движения от привода винтового насоса
к насосу скважинному на месторождениях
нефти.

Шток изготовляется из углеродистых
сталей марок 35…50 по ГОСТ 1050-88, марганцовистых
сталей 35Г…50Г по ГОСТ 4543-71 с пределом
прочности на растяжение 620…830 Н/мм2,
легированных сталей марок 30ХМ…38ХМ, 38Х2МЮА,
20ХНМ, 20ХН2М, 15Н2М, 15НМ, 20Н2М, 20НМ, по ГОСТ
4543-71 с пределом прочности на растяжение
655…965 Н/мм2 или нержавеющей стали с минимальным
пределом прочности 793 Н/мм2.

Рис.5.
Полированные штоки