Станки-качалки виды, устройство, принцип работы

Полезная информация по теме: "Станки-качалки виды, устройство, принцип работы" с важными комментариями. Здесь собрана все денные по теме и сделаны выводы. Если вы не согласны с ними или есть вопросы, то для разъяснения вы всегда можете связаться с нашим дежурным специалистом.

Новости 2009

18.08.2009 Российские ученые впервые проведут бурение льда на Эльбрусе

Заглянуть в климатическую хронику Земли можно, исследуя ледники. Российские ученые-гляциологи намерены начать первое в мире высокогорное бурение льда на Эльбрусе. Изучение образцов керна позволит не только понять, каким был климат планеты в далеком прошлом, но и сделать прогноз на будущее. В экспедиции участвуют специалисты из Института географии РАН и Эльбрусской учебно-научной базы географического факультета МГУ.

13.07.2009 Обзор российского рынка бурового оборудования для инженерных изысканий

Сейчас, в период кризиса, когда каждая копейка на счету, многие изыскатели стараются не обновлять парк буровой техники. Однако для кого-то вопрос о её покупке всё-таки встаёт прямо сейчас – и к этому выбору приходится подходить особенно вдумчиво. Что на сегодняшний день представляет собой рынок бурового оборудования для инженерных изысканий? Какие установки и с какими характеристиками предлагают ведущие производители? Как на них повлиял кризис? Попытка дать ответы на эти вопросы представлена в настоящем кратком обзоре. Подробнее .

07.04.2009 Нефтяной гигант Shell отказался от разработки битумных месторождений в Татарстане

Об этом сообщил прессе председатель концерна в России Крис Финлейсон. «В настоящий момент никаких переговоров с „Татнефтью” по этому вопросу не ведется. Мы в прошлом году завершили технические исследования на этот счет. С учетом падения мировых цен на нефть разработка запасов битума сейчас не представляет коммерческого интереса. Мы пришли к обоюдному решению этот проект не реализовывать», – подчеркнул он журналистам.

Новости 2008

21.12.2008 Принудительное бурение

08.12.2008 Нефтегазовому машиностроению должно помочь государство

Нефтесервисные компании и предприятия нефтегазового машиностроения сокращают объемы производства, в 2009 году эти тенденции усилятся. Пока специалисты называют разные цифры, кто-то прогнозирует 20-25% снижение, в интервью «Коммерсанту» президент ЗАО «Интегра Менеджмент» Феликс Любашевский заявил о 50% спаде. Однако на текущий момент стоит говорить не о масштабах кризиса, которые многим и так очевидны, а о том, как минимизировать его последствия, считает президент Союза производителей нефтегазового оборудования Александр Романихин.

18.11.2008 Горнопромышленники ратуют за изменение принципов налогообложения

Необходимо принять экстренные меры по поддержке предприятий горнопромышленного комплекса Южного федерального округа. С таким заявлением выступили участники очередного съезда горнопромышленников.

Новости 2007

25.12.2007 Кто мешает искать «черное золото»?

Россия может столкнуться с дефицитом энергоресурсов. Из-за недостатка финансирования у многих компаний наблюдается серьезное «проседание» геологоразведки. По словам экспертов, существующий потенциал запасов нефти и газа — наследие бывшей советской экономики.

19.11.07 Западная Сибирь: для воспроизводства запасов НК должны тратить на ГРР около 5% выручки

Совещание «О задачах по воспроизводству и рациональному использованию сырьевой базы нефти в Западной Сибири», проходящее в Тюмени, является первым из намеченных МПР России совещаний, которые планируется провести в регионах Западной и Восточной Сибири, Поволжья, Тимано-Печерской провинции.

Основные типы балансирных станков-качалок

Типы станков-качалок

Стандартом 1966 г. было предусмотрено 20 типоразмеров станков-качалок (СК) грузоподьемностью от 1,5 до 20 т. Типовая конструкция СК представлена на рис. 4.51. Впервые в стране был начат выпуск приводов, в которых редуктор был поднят и установлен на подставке.

Рис. 4.51. Схема станка-качалки типа СКД с редуктором на раме и кривошипным уравновешиванием

При создании размерного ряда учитывалась унификация узлов и элементов с той целью, чтобы свести к минимуму разнообразие быстроизнашивающихся узлов и тем самым упростить изготовление, ремонт, обслуживание и снабжение оборудования запасными элементами. Для этого из 20 типов станков-качалок 9 — были выполнены как базовые, а остальные 11 — в виде их модификаций. Модификации заключались:

  • в изменении соотношений длин переднего и заднего плеч балансира путем замены головки балансира или всего балансира, что приводило к изменению грузоподъемности и длины хода станка-качалки;
  • в применении редуктора с другим крутящим моментом;
  • в одновременной замене балансира и редуктора.

Фактически в серийный выпуск пошли только 9 — моделей, включая 7 базовых и 2 модифицированных. Условное обозначение на примере 4СКЗ-1,2-700 расшифровывается следующим образом:

  • 4СК — станок-качалка 4 — базовой модели;
  • 3 — допускаемая нагрузка на головку балансира 3 т;
  • 1,2 — наибольшая длина хода точки подвеса штанг 1,2 м;
  • 700 — допускаемый крутящий момент на редукторе 700 кг · м.

Станки-качалки по ГОСТ 5866-76

Из намечавшихся к выпуску 30 типоразмеров производством было освоено 7 моделей. Конструкции станков-качалок по данному стандарту принципиально не отличаются от предыдущих типов.

Станки-качалки СК5-3-2500 и СК6-2,1-2500 отличаются друг от друга длиной переднего плеча балансира; СК8-3,5-4000 и СК8-3,5-5600 различаются типоразмером редуктора и мощностью электродвигателя.

Рис. 4.50. Схема станка-качалки по ГОСТ 5866-66

Станки-качалки по ОСТ 26-16-08-87

Указанным отраслевым стандартом впервые в нашей стране (тогда СССР) был предусмотрен выпуск станков-качалок дезаксиального типа 6 размеров ( рис. 4.51, 4.52 ).

Рис. 4.52. Схема станка-качалки типа СКДТ с редуктором на тумбе, с кривошипным уравновешиванием

Стандартом предусмотрено два вида исполнения — с установкой редуктора на раме или на тумбе. Таким образом, образуется 12 моделей приводов.

[3]

Принципиальное отличие дезаксиальных станков-качалок от ранее применявшихся у нас исключительно аксиальных в том, что дезаксиальные станки-качалки обеспечивают разное время хода штанг вверх и вниз, тогда как аксиальные — одинаковое. Поскольку разница в кинематике конструктивно обеспечивается элементарными средствами, т.е. тем или иным расположением редуктора относительно балансира и не требует специальных изменений конструкции, то станки-качалки по рассматриваемому отраслевому стандарту не отличаются от аналогичных по Госстандарту.

Условное обозначение рассмотрим на примере СКДТ3-1,5-710:

  • СК — станок-качалка;
  • Д — дезаксиальный;
  • Т — редуктор установлен на тумбе;
  • 3 — номинальная нагрузка на устьевой шток 3 т;
  • 1,5 — максимальная длина хода устьевого штока 1,5 м;
  • 710 — номинальный крутящий момент на ведомом валу редуктора 710 кг · м.

Тихоходные станки-качалки

С ростом числа малодебитных скважин (с дебитом менее 5 м3/сут) все острее вставала проблема их оптимальной эксплуатации. Использование периодической эксплуатации связано с целым рядом существенных неблагоприятных факторов, в числе которых: неравномерная выработка пласта, неэффективное использование наземного и подземного оборудования, недостаточный межремонтный период по сравнению с непрерывно функционирующими скважинами, затруднения, возникающие в зимнее время и др.

Станки — качалки

Технические характеристики станка-качалки

Кинематика станка-качалки

Кинематическая схема преобразующего механизма балансирного станка-качалки представляет четырехзвенник OBCD ( рис. 4.35. ). Неподвижное звено — OD (расстояние от О до D), подвижные звенья — кривошип r, шатун l и заднее плечо балансира b.

Читайте так же:  Справка о доходах ип (индивидуального предпринимателя)

Рис. 4.35. Кинематическая схема балансирного станка-качалки

Мощность электродвигателя станка-качалки

Для приведения в действие балансирного станка-качалки приводной двигатель должен обеспечить создание на кривошипном валу редуктора момента М кр . Эффективная мощность станка-качалки:

Редукторы станков-качалок

Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения, передаваемой от электродвигателя кривошипам станка-качалки. Применяется в станках-качалках и других механических приводах штанговых скважинных насосов. Редуктор ( рис. 4.47 ) — двухступенчатый, с цилиндрической шевронной зубчатой передачей зацепления Новикова. Быстроходная ступень — раздвоенный шеврон, тихоходная ступень — шевронная с канавкой. Подробнее.

Основные типы балансирных станков-качалок

Стандартом 1966 г. было предусмотрено 20 типоразмеров станков-качалок (СК) грузоподьемностью от 1,5 до 20 т. Типовая конструкция СК представлена на рис. 4.51. Впервые в стране был начат выпуск приводов, в которых редуктор был поднят и установлен на подставке. Подробнее.

Канатная подвеска станка-качалки

Канатная подвеска ( рис. 4.55 ) состоит из нижней траверсы 2, в которую вварены две втулки; клиновидных зажимов 10 для крепления концов каната 7; нажимной гайки 1; подъемных винтов 3 с конусной заточкой в верхней части и отверстием для вставки ворота (нижние концы винтов имеют нарезку, которой они ввинчиваются в отверстие с нарезкой в нижней траверсе); верхней траверсы 5 с вваренной в нее втулкой 4; клиновидных плашек 6 для зажима сальникового штока 8; зажимной гайки 9 с отверстиями для вставки ворота при креплении сальникового штока.

Монтаж станка-качалки

В нашей стране применяют в основном редукторные станки-качалки . Их устанавливают на фундаменты, которые делятся на три группы:

  • бутобетонные или бетонные;
  • из бетонных труб;
  • металлические постаменты различных конструкций

Назначение, конструкция и технические характеристики станка-качалки

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.

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.

В качестве привода чаще всего используются электродвигатели, скорость вращения вала которых не превышает 1500 об/мин. Изменение этого параметра выполняется с помощью коробки передач или ее клиноременного аналога.

Основные характеристики

Каждый станок качалка обладает индивидуальными параметрами, которые зависят от требуемых эксплуатационных свойств. Однако наряду с ними данный тип оборудования имеет общие технические характеристики. Для анализа качества станка рекомендуется ознакомиться с ними.

Все станки-качалки должны обладать достаточно высокой производительностью. Она определяется движением штока и его интенсивностью. Помимо этого, следует учитывать эксплуатационные качества: ремонтопригодность, размеры, общую массу и сложность обслуживания. Это является важным, так как зачастую станок качалка устанавливается вдали от населенных пунктов, что затрудняет ремонт в случае возникновения поломки.

Перечень основных технических характеристик:

  • максимально допустимый показатель нагрузки на устьевом штоке. Он может варьироваться от 30 до 100 кН;
  • длина хода штока. Обычно она составляет от 1,2 до 3 м;
  • крутящий момент вала выходного редуктора. Он влияет на интенсивность движения штока и может быть равен от 6,3 до 56 кНм;
  • число ходов балансира варьируется от 1,2 до 15 в минуту.

Станок-качалка может иметь различный показатель массы, который зависит от размеров его составных элементов. В среднем вес конструкции составляет от 3,8 до 14 тонн. При этом габариты варьируются от 4,125*1,35*3,245 м до 7,95*2,25*5,83 м. Для повышения безопасности эксплуатации станок качалка комплектуется блоком управления, который предотвращает самопроизвольный запуск электродвигателя в случае отключения энергии. Это же помогает избежать аварийных ситуаций при механических поломках компонентов.

Станки-качалки могут регулироваться по нескольким параметрам, определяющими из которых является длина хода штока, а также число колебаний балансира. В каждой модели способы регулировки различны.

Особенности эксплуатации

Современный станок качалка относится к классу сложного оборудования и состоит из множества компонентов. Поэтому его эксплуатация подразумевает детальное изучение устройства, основных параметров оборудования и неукоснительное соблюдение техники безопасности.

Прежде всего необходимо сделать корректную установку оборудования. При этом учитывается не только его масса и габариты, но и характеристики грунта. В некоторых случаях для модели с небольшим весом достаточно обустроить свайный фундамент. Но чаще всего необходимо устанавливать железобетонную плиту, которая равномерно распределит вес оборудования.

Основные правила эксплуатации:

  • рабочий персонал должен пройти инструктаж по технике безопасности, детально узнать характеристики и устройство станка;
  • выполнение профилактических мероприятий по поддержанию установки в нормальном состоянии;
  • в случае возникновения аварийной ситуации оборудование должно быть отключено, работа прекращена;
  • устранением неполадок могут заниматься только квалифицированные специалисты.

При соблюдении этих правил станок-качалка прослужит длительное время и при этом сохранит свои изначальные эксплуатационно-технические свойства.

Для наглядного ознакомления с принципом работы рекомендуется посмотреть видеоматериал, в котором показаны станки-качалки:

2 Виды станков-качалок и их модернизация

Основным разработчиком СК являлся до 1991 г. АзИНМАШ, при этом станки-качалки выпускались в СССР лишь одним заводом — «Бакинский рабочий». С 1951 года отечественная промышленность выпускала станки-качалки нормального ряда: СКН2 — 615, СКНЗ — 915, СКН5-1812, СКН10 -2115, СКН10- 3012.

Читайте так же:  Заявление на отпуск без содержания

Данные станки-качалки находятся в эксплуатации до сих пор и на старых промыслах часто составляют большую часть из общего числа используемых станков-качалок.

Ряд станков-качалок типа СК по ГОСТ 5866 — 76 (или по ГОСТ 5866 -66) включает девять базовых моделей, объединяющих двадцать типоразмеров. Параметры данных станков-качалок выбраны с учетом эксплуатации глубинно-насосных скважин глубиной до 4600 м. и отбором жидкости до 500 м 3 /с.

Каждая модель станка-качалки, кроме 7 CK, включает 2 типоразмера, из которых один является базовой конструкцией, имеющей равноплечий балансир относительно оси опоры, второй — модификацией, имеющей удлиненное переднее плечо балансира и пропорциональное уменьшение нагрузки в точке подвеса штанг. На станках-качалках от 1СК до 6СК это достигается заменой головки балансира, а на остальных — заменой узла балансира, в результате чего увеличивается длина хода точки подвеса штанг при соответствующем уменьшении нагрузки. Станки-качалки 7 CK имеют 4 типоразмера, из которых два на базе редуктора с крутящим моментом на кривошипном валу, равным 40 кН м, два других — 60 кН м.

[1]

В настоящее время на промыслах часто используются станки-качалки румынского производства типа UP. Эти станки-качалки могут быть использованы как для добычи нефти, так и для добычи воды из глубинных скважин с большой подачей в районах без атмосферных осадков. Данный тип включает в себя 8 базовых моделей станков-качалок и 17 типоразмеров. Отличительной чертой данного типа является то, что редуктор станка-качалки расположен на опорах, а не на основной раме, как у отечественных станков-качалок, что обеспечивает удобство обслуживания и ремонта.

В последние годы в новых экономических условиях появились новые производители станков-качалок, которые выпускают станки-качалки, как правило, вне стандарта ГОСТ 5866. Здесь можно отметить станки-качалки типа ПШГН завода Уралтрансмаш, г. Екатеринбург, выпускаемые в соответствии с ТУ 3-8629651-010, станки-качалки завода АО «Ижнефтемаш», выпускаемые по ТУ 3665-012-05785537-93 и др. [76].

Зарубежные производители станков-качалок выпускают их в соответствии со стандартом Американского нефтяного института АНИ 1 IE, который каждые 5 лет пересматривается и дополняется. Среди ведущих зарубежных производителей станков-качалок можно отметить фирмы «Lufkin» и завод «Vulkan». Из других зарубежных производителей станков- качалок можно отметить фирмы Advanced Pumping Sistems (APS) (USA), GMJ Corporation, Torgmasten (USA), GEO

Churchill (USA), Corinth Mashinery Со (USA), Vulkan (Romania), Legrand Indastries LTD (England-Canada), Mape (France), National Sapply Со, Armco (USA), Oil Well (USA) и др. [13,76, 92, 93].

За рубежом станки-качалки классифицируют по номинальной нагрузке на полированный шток, максимальной длине хода и номинальному крутящему моменту на ведомом валу редуктора. Фирма «Lufkin» предлагает 72 типоразмера станков-качалок, из них 8 имеют балансирное уравновешивание, остальные кривошипное. За рубежом находят применение как откидные, так и съемные головки балансира. Съемные головки не совсем удобны в наших условиях, т.к. требуют использования грузоподъемных механизмов при подготовке скважины к подземному ремонту. В отличие от наших станков-качалок, зарубежные имеют однобалочную конструкцию балансира СК, что позволило существенно уменьшить металлоемкость СК.

В работах Аливердизаде Т.С., Гусейнова М.А. и др. была предложена конструкция безбалансирного СК, был разработан размерный ряд подобных станков-качалок [4]. Безбалансирные СК обладают рядом преимуществ, такими как:

  • • более выгодный закон движения точки подвеса штанг, позволяющий существенно уменьшить динамическую составляющую нагрузку в ТШП;
  • • становится более благоприятная форма кривой мощности на валу электродвигателя, что приводит к улучшению условий работы электродвигателя;
  • • существенно уменьшается масса и металлоемкость.

Однако несмотря на эти преимущества, безбалансирные СК не получили широкого распространения по ряду причин, основные из которых — невысокая надежность гибкого тягового органа СК, трудности с освобождением устья при проведении ремонтных работ [5, 6, 76]. Известно применение в качестве гибкого звена металлической ленты высокой прочности, которая заменяет собой колонну штанг и позволяет осуществлять большие длины хода плунжера. В качестве привода подобных длинноходовых установок находят применение барабаны, на которые наматывается гибкая лента. Подобные установки прошли промышленные испытания в НГДУ «Бузулукнефть» [80]. Известна так же конструкция станка-качалки с фигурным балансиром, разработанная под руководством К.С. Аливердизаде, которая прошла промысловую проверку в ООО «Газхолодтехника. Характерной особенностью данного станка-качалки является наличие балансира в виде двух дуг — малого и большого диаметра, соответствующих длинам переднего и заднего плеча станка-качалки [12]. Подобный станок-качалка обладает рядом преимуществ, в сравнении с обычным балансирным станком:

  • • уменьшается масса и металлоемкость;
  • • улучшается закон движения ТПШ, что приводит к уменьшению динамической составляющей нагрузки, действующей на штанговую колонну;
  • • улучшается форма кривой крутящего момента на валу электродвигателя.

В последние годы в Западной Сибири можно встретить одноплечные станки качалки типа МАРК фирмы «ЬиШп» (иЭА). Рекламируются также отечественные одноплечные станки-качалки (привод ПШГНО 6-2,5, Уралтрансмаш, г. Екатеринбург) [75]. Станки — качалки, выполненные по данной кинематической схеме, имеют, как правило, большую грузоподъемность. Одноплечные станки-качалки обладают рядом преимуществ, основное из которых — более благоприятный закон движения ТПШ, позволяющий несколько уменьшить динамическую составляющую нагрузки на головку балансира. Например, если сравнить два станка с одинаковыми длинами и соотношениями кинематических звеньев, один из которых обычный двуплечный станок, а другой — одноплечный, то у последнего максимальные нагрузки в ТПШ будут несколько меньше (около 8. 10 % по данным Аливердизаде [6]). Одноплечный станок имеет так же более пологую кривую скорости ТПШ, позволяющую существенно (около 35 %) снизить амплитуду колебаний штанг, а следовательно, и их динамическое нагружение. Рассмотрим последний вопрос более подробно.

Известно, что вследствие упругих деформаций штанг и труб после начала движения ТПШ плунжер остается неподвижным относительно цилиндра. После того как произойдет вытяжка штанг и сокращение труб, движение от ТПШ передается плунжеру, причем за это время ТПШ успевает набрать определенную скорость. В результате плунжер резко страгивается с места и нагружается столбом жидкости в трубах в виде удара, что приводит к проявлению колебательных явлений в системе штанговая колонна — столб жидкости. У станков-качалок с одноплечным балансиром, в сравнении с обычными станками-качалками, ТПШ в момент страгивания плунжера успевает набрать меньшую скорость, что позволяет существенно снизить амплитуду колебаний штанг и уменьшить динамическое нагружение. Интересно отметить, что направление вращения у подобных СК обратное, т.е. против часовой стрелки (устье слева).

Другим достоинством подобных СК является их компактность, а следовательно, меньший вес, в результате чего их применение предпочтительно при больших ожидаемых нагрузках в ТПШ [5,6].

Читайте так же:  Заключение договоров с индивидуальным предпринимателем

Однако они имеют и недостатки, препятствующие их широкому распространению. Это, прежде всего, малая боковая устойчивость, т.е. большая высота при малой ширине. У подобных СК кривошипы с грузами находятся в опасной близости от устья скважины, что затрудняет их техническое обслуживание и ремонт. При балансировке подобных СК требуется более тяжелый груз, т.к. вес самого кривошипа приложен к балансиру со стороны скважины по отношению к стойке балансира.

Известны также конструкции гидроприводов штангового насоса (работы Молчанова А.Г. и Молчанова Г.В.) [42, 44, 45], позволяющие обеспечить наиболее благоприятный закон движения точки подвеса штанг и соответственно снизить динамические нагрузки на штанговую колонну. Несмотря на определенные сложности подобных приводов, присущие гидросистемам, подобный подход, на наш взгляд, имеет большую перспективу.

[2]

В трансмиссиях механических приводов наибольшее распространение получила клиноременная передача, что объясняется ее существенными преимуществами, основными из которых можно отметить ее функцию обеспечения защиты электродвигателя от перегрузок в различных ситуациях, например, при заклинивании плунжера и т.п.

Конструкция применяемых в СК ремней определяется условиями его эксплуатации. Основные требование к конструкции — обеспечить максимальный срок службы ремня при заданных параметрах: максимальной мощности, требуемой скорости и т.д. Конструкция любого ремня состоит из нескольких элементов, основным из которых является несущий или тяговый слой. Он осуществляет передачу нагрузки от ведущего к ведомому шкиву и определяет её величину. Практически для всех видов ремней над тяговым слоем и под ним расположены резинотканевые или резиновые элементы, которые при изгибе на шкивах в той или иной степени испытывают деформацию растяжения (над тяговым слоем) или сжатия (под тяговым слоем) [38].

Клиновые ремни состоят из четырех основных элементов: тягового слоя, слоя сжатия, слоя растяжения и обёртки. Резиновый массив ремня обеспечивает передачу полезной нагрузки от ведущего шкива к тяговому слою, затем от тягового слоя к ведомому шкиву. Обертка повышает монолитность ремня, увеличивает его поперечную жесткость, защищает рабочие поверхности от износа и воздействия окружающей среды.

Для того чтобы обеспечить оптимальное условие работы тягового слоя, он должен иметь минимальную толщину и располагаться на уровне расчетной поверхности ремня, длина которой не меняется при изгибе.

В станках-качалках в ремённой передаче используют ремни с кордшнуровой конструкцией. В ремнях кордшнуровой конструкции в тяговом слое расположены спирально навитые витки кордшнура, в кордтканевых ремнях тяговый слой состоит из слоев кордной ткани. Поскольку на все химические волокна отрицательно влияют деформации сжатия, тяговый слой ремня стараются расположить таким образом, чтобы его основная часть находилась в зоне растяжения.

Видео (кликните для воспроизведения).

Кордшнуровые ремни обладают большей продольной гибкостью. Они могут работать на шкивах меньших диаметров и при больших скоростях. Причиной выхода таких ремней из строя практически не бывает усталостное разрушение кордшнура, если он изготовлен из химических волокон.

Одним из основных параметров, характеризующих долговечную и эффективную работу клиноременной передачи станка-качалки, является ее натяжение. Недостаточное натяжение ремней ведет к увеличению их проскальзывания, если ремни перетянуты, то это увеличивает нагружение опорных узлов редуктора и двигателя станка-качалки.

Для этих целей необходимо разработать конструкцию счетчика числа качаний, способного достаточно долго работать в промысловых условиях в автономном режиме. Широкое применение подобных устройств, в промысловых условиях позволит точно определять фактическое суммарное число ходов балансира СК, выполненное за определенный промежуток времени. Вместе с тем, данное устройство позволит предложить новый метод составления технического обслуживания и планового ремонта станка-качалки, основанный на замере фактического суммарного числа качаний СК и определении точной наработки на отказ, причем с учетом фактических нагрузок, действующих на головку балансира станка-качалки. Действительно, существующая система технического обслуживания (ТО) и планового ремонта (ПР) нефтепромыслового оборудования подразумевает учет работы оборудования в часах отработанного времени. Учет работы оборудования, для которого невозможно точно учитывать отработанное время в часах, ведется по календарному времени эксплуатации с обязательным учетом коэффициента использования оборудования по машинному и календарному времени. Подобный подход к планированию ремонта и технического обслуживания наряду с достоинствами обладает и определенными недостатками, такими как:

  • 1) не учитывается фактическое суммарное число ходов станка-качалки в течении межремонтного периода конкретного СК;
  • 2) не учитывается величина испытываемых станком- качалкой нагрузок, хотя СК могут испытывать при эксплуатации разные отличающиеся по величине нагрузки;
  • 3) Не учитывается интенсивность приложения нагрузок, обусловленных режимами эксплуатации станка-качалки, т.к. они могут эксплуатироваться с разными числами двойных ходов и при различной длине хода ТПШ. Следовательно, счетчик числа качаний балансира станка-качалки позволит осуществлять контроль за его фактической наработкой путем непосредственного замера фактического числа двойных ходов головки балансира. С другой стороны, для промысловой практики необходимо создание простых и эффективных устройств, позволяющих осуществлять автоматическое натяжение клиноременных передачи станка- качалки и способных достаточно долго работать в автономном режиме в промысловых условиях.

автосервисный шиномонтажный производственный технологический

Станки-качалки: виды, устройство, принцип работы

  • Нефтегазовое оборудование /
  • Cтанок качалка

Другие категории

Станок–качалка — это индивидуальный механический элемент (привод), применяемый в эксплуатации скважин для добычи нефти с использованием скважинного (глубинного) штангового насоса. Специалисты нефте- и газодобывающей отрасли дают следующее определение данному оборудованию: «Станок-качалка – это индивидуальный механический балансирный привод для штангового насоса».

Конструкция станка-качалки

Станок–качалка состоит из балансирного привода штанговых насосов, который в свою очередь составляют два элемента: редуктор и сдвоенный четырехзвенный шарнирный механизм.

Станок-качалка помещается на специально подготовленный фундамент (обычно бетонный), на котором устанавливают: платформу, стойку и станцию управления.

Принцип работы станка-качалки

Станок-качалка приводится в действие следующим образом:

После того, как произведен первичный монтаж, на стойку помещают балансир, который уравновешивается при помощи так называемой головки балансира. К головке балансира крепят канатную подвеску (посредством которой балансир соединяется с полированным сальниковым штоком).

На платформу устанавливают электродвигатель и редуктор. В некоторых случаях электродвигатель располагается под платформой станка-качалки. В последнем случае есть высокий риск опасности, поэтому такой вариант встречается очень редко.

Электродвигатель соединяют с наполненным маслом понижающим редуктором посредством клино-ременной передачи. В свою очередь, редуктор и балансир станка-качалки соединяются посредством кривошипно-шатунного механизма. Этот механизм предполагает преобразование вращательного движения вала редуктора в возвратно-поступательные движения балансира.

Станцией управления является коробочный блок, в котором располагается электрика и автоматика станка-качалки. Рядом со станцией управления (либо непосредственно на ней) располагается ручной тормоз станка-качалки. На станции управления располагается амперметр и ключ для замыкания электросети.

Читайте так же:  Куда вложить деньги чтобы получать ежемесячный доход

Нулевая отметка амперметра находится в середине шкалы, а стрелка-указатель может двигаться то в положительную, то в отрицательную область. Принимая во внимание отклонение влево-вправо, оператор может определить нагрузку на станок-качалку — предполагается, что отклонения в как влево, так и вправо должны быть примерно одинаковые. При невыполнении условия равенства станок-качалка функционирует вхолостую.

В Российской Федерации изготавливается станок-качалка 13 моделей в соответствии с ГОСТ 5688-76.

Типы применяемых станков-качалок и их характеристики

Читайте также:

  1. II. Структура крим. характеристики.
  2. II. Структура крим. характеристики.
  3. V. Файл координат расчетной многолетней гидрологической характеристики водотока
  4. VII. Побочные действия средств, применяемых для лечения заболеваний глаз
  5. Автоматизированное рабочее место (АРМ) таможенного инспектора. Назначение, основные характеристики АРМ. Назначение подсистемы «банк — клиент» в АИСТ-РТ-21.
  6. Аналитические характеристики и применение атомно-эмиссионной спектроскопии.
  7. Биологические и психологические характеристики БПМ-I
  8. Важный элемент криминалистической характеристики преступления — совокупность данных, характеризующие способ его совершения.
  9. Варикап, стабилитрон, импульсный, туннельный и лавинный диоды. Принцип действия, характеристики, параметры, области применения.
  10. Вид и основные характеристики молекулярных спектров поглощения УФ- и видимого диапазона.
  11. Вид и основные характеристики спектров атомной эмиссии. Зависимость вида спектра от природы элемента и способа его возбуждения.
  12. Влияние газа на рабочие характеристики ЭЦН

Окончание таблицы 32

Дата добавления: 2015-06-04 ; Просмотров: 1603 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Станки-качалки: виды, устройство, принцип работы

В добыче нефти с большой глубины используется специальное насосное оборудование, которое называется станками-качалками. Привод этих аппаратов находится на поверхности земли, над эксплуатируемыми скважинами, а управление осуществляется оператором. Функцию добычи нефти в агрегатах выполняют специальные насосы плунжерного типа. Нефтяной станок-качалка является незаменимым аппаратом, без которого трудно и представить интенсивную разработку глубинных месторождений.

Назначение и работа станков-качалок

Чаще всего для освоения месторождения нефти применяются распространённые штанговые насосы с приводами. Эти агрегаты позволяют откачивать содержание скважин даже при большом, глубоком промерзании верхнего пласта земли. Станки – качалки с одноплечным балансиром относятся к оборудованию индивидуального вида и применяются для добычи нефти из-под земли в обычных и особых условиях.

Любая существующая инфраструктура добычи нефти нацелена на поднятие её с глубины на поверхность, а принцип работы станка-качалки со штанговым насосом напоминает действие медицинского шприца. Неотъемлемой частью любого станка-качалки является колонна, которую составляют компрессионные трубы. По этим трубам происходит подъём на поверхность и подача в резервуары нефти.

Если рассмотреть технологию организации добычи нефти, то весь процесс от начала до конца действий можно разделить на отдельные этапы:

  • бурение скважин;
  • установка трубных колонн;
  • обсадка колонн;
  • установка качалок и пуск их в работу.

Глубина бурения обычно достигает нескольких километров, но наиболее часто встречающиеся горизонты залегания нефти – это примерно 1500 метров под поверхностью и более. Иные скважины в глубину достигают и 4000 метров, но это уже колонны-рекордсмены нефтедобычи. Основой нефтедобывающей инфраструктуры являются колонны, собираемые из обсадных труб и активная часть каждого отдельного станка – его насос.

Чтобы понять принцип действия плунжерного насоса станка-качалки, нужно разобраться в роли и назначении отдельного станка в структуре всей трубопроводной сети добывающего комплекса. Качалка для нефти – это приводной механизм насоса, которая своим возвратно-поступательным движением, напоминающим качели, приводит в действие плунжерную пару насосного устройства. Оптимальная цикличность действия механизма качалки позволяет нефтяному ресурсу на глубине залегания концентрироваться у фильтра скважины, что способствует эффективности процесса добычи. Вся конструкция станка предусматривает минимизацию износа его отдельных элементов, установка рассчитана на безупречное действие в течение длительного срока эксплуатации.

Устройство качалки

При изучении устройства станка-качалки необходимо начать с установочной базы. База – это то, из чего состоит основа аппарата. Монтаж станка производится на заранее подготовленную бетонную основу, фундамент. Здесь же расположена платформа и её стойка вместе со станцией управления, в которой находится кабина оператора.

После того, как все организационные работы по установке платформы завершены, на неё навешивается массивный балансир, который уравновешивает специальную головку с канатным подвесом. Энергетическим приводом станка является мощный электродвигатель, который через редуктор станка-качалки передаёт усилие на балансир. Двигатель размещается иногда снизу под платформой, но такой вариант используется крайне редко, так как он связан с недостаточной безопасностью эксплуатации оборудования.

Через кривошип с шатуном электродвигатель воздействует на балансир, благодаря чему вращение вала двигателя преобразуется в цикличное поступательное движение элементов глубинного насоса.

Пункт управления станком-качалкой изготавливается в коробчатом виде, он содержит всё необходимое электротехническое оборудование комплекса. В станции, в непосредственной близости от управляющего реле, расположен и механический тормоз ручного типа.

Виды станков

Семейство нефтяных качалок представлено на отечественном рынке оборудования большим количеством модификаций. У всех видов станков практически один и тот же принцип работы, но есть и существенные отличия. Наиболее популярны среди нефтяников станки с балансирами, которые относятся к классическому типу добывающего оборудования. В этих станках предусмотрен механизм задней фиксации шатуна и редуктор расположен на одной раме с электродвигателем и балансиром.

Альтернативой классическим станкам являются такие типы станков-качалок, как гидравлические штанговые насосы, закрепляемые на фланце арматуры скважины в самом верху. Штанговые насосы имеют то преимущество перед станками классического типа, что они не требуют при своей установки сооружения мощного фундамента. Особенно важно это свойство штанговых насосов для случаев разработки месторождений в вечной мерзлоте, где заливка любого качественного фундамента сопряжена с большими трудностями. Свайная же установка классических станков не оправдана по экономическим соображениям.

Другой особенностью гидравлических насосов является возможность плавно, бесступенчато регулировать длину обсадной колонны. Благодаря этому появляется возможность точного подбора эксплуатационного режима скважины.

Основные характеристики качалок

Чтобы выбрать более подходящие станки для разработки месторождения нефти, нужно сделать анализ широкого спектра эксплуатационных и технических характеристик всех видов этого оборудования.

При оценке важнейших характеристик станка-качалки обязательно учитывают:

  • рабочую штоковую нагрузку;
  • максимальный ход плунжера;
  • габариты редуктора;
  • величину крутящего момента выходного вала;
  • частоту качаний.

Определяющим параметром станка является мощность его электродвигателя. На установках классического типа для работы насосных станций достаточна мощность электродвигателя в 25 кВт. Но следует ещё учитывать тип используемых ремней для передачи вращения от двигателя на редуктор, диаметры шкивов ремённой передачи и конструкцию механизма торможения.

Читайте так же:  Производство сырков несложный бизнес в пищевой отрасли

Даже если все эксплуатационные параметры рассматриваемого станка устраивают покупателя, ему следует ещё учесть и габариты оборудования. Ведь размеры иногда играют определяющую роль – это те случаи, когда приходится транспортировать станки на большие расстояния в условиях различных климатических и региональных зон страны. Габаритные размеры в большой степени решают вопрос, можно ли произвести установку данного оборудования в конкретной ситуации, в конкретных условиях разрабатываемого месторождения нефти.

Обычно масса станка не превышает 10 т, а его габариты по длине и ширине составляют 7Х2,5 м.

Отдельные модели станков

Специалисту, занимающемуся заказами оборудования для нефтедобычи, необходимо хорошо ознакомиться с отдельными его моделями и их главными характеристиками. Несмотря на то, что каждый такой аппарат рассчитан на долгие годы работы, уже существующие промыслы время от времени производят модернизацию оборудования, закупая более современные его виды. Рассмотрим некоторые модели станков-качалок, сравнивая их характеристики и особенности.

Качалки СК

Распространённая в нефтедобывающей отрасли станок- качалка СК представляет собой скважинный насос с отдельным приводом. Насос при работе опускается в обсадную трубу скважины, и с ним соединён специальный шток привода. Шток составляется из колонны отдельных штанг, обеспечивая тем самым требуемую длину.

Как и в других классических вариантах добывающего насосного оборудования, вращение электродвигателя станка преобразуется с помощью кривошипа в поступательное движение штанговой колонны. Два исполнения станков-качалок СК изготавливаются со своим отдельным количеством типоразмеров. Аппараты СК имеют семь типоразмеров, а СКД – шесть.

Главные отличия станков-качалок СКД от СК заключаются в следующем:

  • несимметричность кинематической преобразовательной схемы и более высокое преобразующее кинематическое соотношение;
  • уменьшенные габаритные размеры;
  • расположение редуктора прямо на станочной раме.

В установках СК используются трёхфазные электрические двигатели асинхронного типа с влагостойким исполнением в искробезопасном корпусе. В зависимости от модификации станка в нём могут применяться двигатели мощностью от 4 до 40 кВт.

Механизм тормоза станка включает в себя две колодки, правую и левую, он предназначен для фиксирования станка в нужном положении в момент его остановки.

Качалки СКДР

Более усовершенствованная модель семейства СК – станок-качалка СКДР. Аппарат развивает тяговое усилие в 60 кН при длине штока от 1,2 до 3 м. Редуктор, используемый в аппарате, имеет типоразмер Ц2НШ-450-28 или Ц3НШ-450-28.

Станки СКДР используются для откачки нефти из скважины со штоковой нагрузкой до 80 000 Н. Они разработаны с учётом последних достижений отечественного и зарубежного машиностроения. Главные элементы кинематики станков изготовлены с учётом всех требований ГОСТов на нефтедобывающее оборудование.

Частота качаний установки СКДР регулируется в диапазоне от 1,7 до 11,8 в мин и зависит от передаточного числа установленного редуктора на раме станка. Мощность двигателя качалки может составлять от 5,5 до 22 кВт в зависимости от передаточного числа редуктора.

Общая масса агрегата СКДР составляет 13 100 кг, а его габариты равны 7200х6350х 3100 мм.

Качалки ПШГН

Приводная часть глубинного нефтяного насоса шагового типа или станок-качалка ПШГН через систему штанг передаёт движение головки на насосный плунжер, расположенный глубоко в обсадной трубе скважины. Головка балансира аппарата соединяется со штоком насоса с помощью тросовой подвески.

По производительности качалка ПШГН может регулироваться путём увеличения или уменьшения числа качаний в минуту, амплитуды этих качаний и размеров насосного плунжера. Чтобы произвести регулировку длины хода штока, необходимо выполнить перестановку пальцев кривошипно-шатунного механизма в другие отверстия.

Как и все предыдущие нефтяные качалки, разновидность ПШГН не является отдельным их видом, а представляет собой разновидность главного механизма установки для добычи нефти.

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.

Заключение

Промышленные предприятия, изготавливающие станки-качалки, непрерывно совершенствуют своё нефтедобывающее оборудование. Но кардинальных вариантов переделок существующих станков в ближайшее время не предвидится. Это говорит о том, что классическая схема, заложенная в станки много лет назад, оказалась очень удачной и не имеет существенных недостатков.

К тому же оборудование нефтегазовых добывающих комплексов долговечно, его замены происходят очень редко и неохотно со стороны учредителей крупных компаний. Немалую роль в этом играет и высокая цена станка-качалки. Большей частью обновляются лишь отдельные узлы станков, устаревшие физически или морально.

Видео (кликните для воспроизведения).

КОНСУЛЬТАЦИЯ ЮРИСТА


УЗНАЙТЕ, КАК РЕШИТЬ ИМЕННО ВАШУ ПРОБЛЕМУ — ПОЗВОНИТЕ ПРЯМО СЕЙЧАС

8 800 350 84 37

Постепенно весь парк станков-качалок уступает свои позиции в пользу нового вида оборудования – гидравлических аппаратов. Это способствует оптимизации рабочего процесса добычи нефти, усовершенствованию всей инфраструктуры существующих и строящихся комплексов. Эксплуатационные затраты при этом снижаются без снижения качества добываемой нефти.

Источники


  1. Виктор, Дмитриевич Перевалов Теория государства и права 5-е изд., пер. и доп. Учебник и практикум для прикладного бакалавриата / Виктор Дмитриевич Перевалов. — М.: Юрайт, 2016. — 690 c.

  2. Ключевые прецеденты ФАС Московского округа по налогам за 2009 год. — М.: Тимотиз Паблишинг Раша, 2010. — 512 c.

  3. Петряев, К. Д. Вопросы методологии исторической науки / К.Д. Петряев. — М.: Вища школа, 2017. — 164 c.
Станки-качалки виды, устройство, принцип работы
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here