Файл: Учебнометодическое пособие по дисциплине в. 06 Машины и оборудование для бурения.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 322
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Канатная подвеска
Сальниковый шток присоединяется к головке балансира с помощью канатной подвески. Конструкция канатной подвески допускает установку прибора - динамографа для снятия диаграммы - зависимости силы, действующей в точке подвеса, от хода штока (Р(S)].
Рис. 10. Канатная подвеска сальникового штока
Кроме того, с помощью канатной подвески регулируется посадка плунжера в цилиндр насоса для предупреждения ударов плунжера о всасывающий клапан или выхода плунжера из цилиндра.
Канатная подвеска (рис. 10.) состоит из нижней 1 и верхней 4 траверс. В нижнюю траверсу заделаны с помощью специальных зажимов 2 концы канатной петли 7. На верхней траверсе укреплен клиновой зажим 5, удерживающий сальниковый шток. По краям нижней траверсы имеются винты 3 для подъема верхней траверсы при установке в их разъем динамографа. Элементы конструкции канатных подвесок, входящих в комплект станка-качалки, стандартизованы. Канатная петля одевается на специальный ролик, имеющийся на головке балансира.
Изменение места захвата сальникового штока клиновым захватом достигается перестановкой верхней траверсы вдоль штока на требуемое место и повторной затяжкой клинового захвата муфтой 6.
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 искривленных 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 отлщжений 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.
Привод глубинного насоса (станок-качалка - СК)
На нефтяных промыслах в эксплуатации имеются СК различных типоразмеров и конструкций. В настоящее время СК выпускаются по ГОСТ 5866 - 76. В механическом и кинематическом отношении они достаточно совершенны (рис. 10.9). В отличие от предыдущих СК новые конструкции имеют не откидную головку балансира, а поворотную, что облегчает работу бригады подземного ремонта н сокращает возможность травматизма. Кроме того, предусматривается плавное, механизированное перемещение кривошипных противовесов и ряд других изменений. ГОСТ 5866 - 76 предусматривает широкий ассортимент СК (табл. X.5). В шифре СК указывается грузоподъемность, максимальный ход и допустимый момент на валу редуктора.
Пример шифра СКЗ - 1,2 - 630. Это означает: грузоподъемность станка-качалки - 3 т, максимальный ход - 1,2 м, наибольший крутящий момент на валу редуктора - 630 кгс-м. Таким образом, в самом шифре указываются важнейшие характеристики СК (табл. 10.5).
Новые СК имеют только роторное уравновешивание, двухступенчатые редукторы с шевронными зубчатыми колесами с зацеплением Новикова (кроме СК2 и СКЗ, для которых допускается эвольвентное зацепление).
Тихоходный вал редуктора имеет два шпоночных паза, расположенных под углом 90°. Это позволяет переставлять кривошип на 90º и перераспределять зону износа зубьев редуктора на менее изношенные участки. Такая мера увеличивает сроки службы редуктора.
Новые СК изготавливаются при более жестких технических требованиях к балансировке деталей, точности их изготовления и центровки плоскостей балансира, кривошипов и вертикальности движения канатной подвески. Предусмотрено механизированное плавное перемещение кривошипных противовесов, при котором достигается лучшее уравновешивание СК.
Качалки оборудованы двухколодочным тормозом с ручным приводом. Тормозной барабан закреплен на трансмиссионном валу редуктора. С помощью тормоза балансир и противовесы качалки могут быть зафиксированы в любом положении. Электродвигатель устанавливается на салазках, наклон которых регулируется для достижения необходимого натяжения тиксо-тропных ремней трансмиссионной передачи. Изменение длины хода балансира достигается перестановкой пальца шатуна на кривошипе, а изменение числа качаний достигается сменой шкива на валу электродвигателя на другой размер.
Рис. 11. Схема балансирного станка-качалки:
1 - канатная подвеска; 2 - балансир с поворотной головкой; 3 - опора балансира; 4 - стойка; 5 - шатун; 6 - кривошип; 7 - редуктор; 8 - ведомый шкив; 9 - клиноременная передача; 10 - электромотор; 11 - ведущий шкив; 12 - ограждения; 13 - салазки поворотные для электромотора; 14 - рама, 15 - противовес, 16 - траверса, 17 - тормозной шкив
Кроме описанных балансирных станков-качалок существует много других индивидуальных приводов для штанговых насосных установок, не получивших, однако, широкого распространения. К числу таких приводов можно отнести безбалансирные станки-качалки, в которых возвратно-поступательное движение штанг осуществляется с помощью цепи или канатов, перекинутых через шкивы-звездочки, укрепленные на наклонной к устью скважины пирамиде-опоре. Канатная подвеска (или цепь) прикрепляется к штангам, а другим концом к кривошипу редуктора.
При вращении вала редуктора и укрепленных на валу кривошипов канаты подвески и колонна штанг совершают возвратно-поступательное движение. Отсутствие тяжелого высоко-поднятого на пирамиде-стойке балансира позволяет уменьшить массу безбалансирных станков и несколько улучшить кинематику привода. Безбалансирные СК уравновешиваются с помощью противовесов, укрепляемых на кривошипе, как и у балансирных СК. Однако центр тяжести противовеса имеет по отношению к точке прикрепления шатунов угловое смещение, зависящее от наклона линии, соединяющей центры вращения шкивов на опоре и оси главного вала кривошипа.
Существуют балансирные СК с гидропневматическим и пневматическим уравновешиванием. Эти станки более компактные, чем обычные балансирные, имеют более плавный ход, меньшие инерционные нагрузки. Однако они сложнее в изготовлении, дороже и, несмотря на некоторое уменьшение габаритных размеров, более металлоемки. Уравновешивание в них достигается как за счет использования роторных противовесов, так и за счет сжатия воздуха в специальном цилиндре с перемещающимся в нем поршнем. Кроме того, на СК с пневматическим уравновешиванием обязательно имеется небольшой одноцилиндровый компрессор для подкачки воздуха в систему уравновешивания.
Таблица 5
Техническая характеристика станков-качалок
| Станок-качалка | Длина хода штока, м | Кинематические размеры, м | Наибольший радиус кривошипа R | Габаритные размеры, м | Масса комплекта, кг | |||||
| Переднее плечо k1 | Заднее плечо k | Длина шатуна l | Радиус дальнего отверстия кривошипа l | Длина l | Ширина B | Высота H | ||||
| 1 СК2-0,6-250 | 0,3; 0,45; 0,6 | 0,74 | 0,74 | 0,84 | 0,295 | 0,365 | 3,15 | 1,15 | 2,0 | 1600 |
| 2 СКЗ-1,2-630 | 0,6; 0,75; 0,9; 1,05; 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,43 | 0,57 | 1,0 | 4,2 | 1,35 | 3,3 | 3850 |
| 3 СК4-2,1-1600 | 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1 | 2,1 | 1,5 | 1,8 | 0,72 | 1,3 | 5,9 | 1,7 | 4,8 | 7200 |
| 4 СК5-3-2500 | 1,3; 1,8; 2,1; 2,5; 3,0 | 3,0 | 2,1 | 2,5 | 1,0 | 1,6 | 7,4 | 1,85 | 5,55 | 9900 |
| 5 CK6-2,1-2500 | 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1 | 2,1 | 2,1 | 2,5 | 1,0 | 1,6 | 6,5 | 1,85 | 5,1 | 9600 |
| 6 CK8-3,5-4000 | 1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5 | 3,5 | 2,5 | 3,0 | 1,2 | 1,95 | 8,5 | 2,25 | 6,65 | 15100 |
| 7 CK12-2,5-4000 | 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,5 | 2,5 | 2,5 | 3,0 | 1,2 | 1,95 | 7,5 | 2,25 | 6,4 | 14800 |
| 8 CK8-3,5-5600 | 1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5 | 3,5 | 2,5 | 3,0 | 1,2 | 1,95 | 8,5 | 2,25 | 6,65 | 15600 |
| 9 CKIO-3-5600 | 1,5; 1,8; 2,1; 2,5; 3,0 | 3,0 | 2,5 | 3,0 | 1,2 | 1,95 | 8,0 | 2,25 | 6,65 | 15450 |
| 10 CKIO-4,5-8000 | 2,3; 2,7; 3,3; 3,9; 4,5 | 4,5 | 3,5 | 4,2 | 1,67 | 2,36 | 10,55 | 2,6 | 9,00 | 24900 |
| 11 CK12-3,5-8000 | 1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5 | 3,5 | 3,5 | 4,2 | 1,67 | 2,36 | 9,55 | 2,6 | 8,5 | 24800 |
| 12 CK15-6-12500 | 3,0; 3,5; 4,5; 5,2; 6,0 | 6,0 | 4,2 | 5,0 | 2,0 | 3,2 | 13,2 | 3,1 | 11,5 | 34800 |
| 13 CK20-4,5-12500 | 2,3; 2,7; 3,8; 3,9; 4,5 | 4,5 | 4,2 | 5,0 | 2,0 | 3,2 | 11,7 | 3,1 | 10,7 | 34500 |
.
Существуют балансирные СК с гидропневматическим и пневматическим уравновешиванием. Эти станки более компактные, чем обычные балансирные, имеют более плавный ход, меньшие инерционные нагрузки. Однако они сложнее в изготовлении, дороже и, несмотря на некоторое уменьшение габаритных размеров, более металлоемки. Уравновешивание в них достигается как за счет использования роторных противовесов, так и за счет сжатия воздуха в специальном цилиндре с перемещающимся в нем поршнем. Кроме того, на СК с пневматическим уравновешиванием обязательно имеется небольшой одноцилиндровый компрессор для подкачки воздуха в систему уравновешивания.
Разработаны гидравлические качалки, состоящие из длинного цилиндра и движущегося в нем поршня, соединенного непосредственно с колонной штанг. Цилиндр устанавливается вертикально над устьем скважины. Возвратно-поступательное движение поршня и штанг достигается путем переключения золотниковым устройством нагнетаемой силовым насосом жидкости в полости цилиндра. В качестве силового используется обычно шестеренчатый насос с приводом от электродвигателя. Уравновешивание осуществляется за счет противоположного по фазе перемещения насосных груб с гидравлической подвеской. Гидравлические качалки очень компактны, имеют массу в 2 - 2,5 раза меньшую, чем обычные балансирные СК, плавный ход, однако существенным их недостатком является перемещение НКТ, дополнительные уплотнительные сальниковые элементы и длинные силовые цилиндры, изготовление которых требует совершенной технологии.