Файл: Название элемента.pdf

1
МОДУЛЬ:
Название
элемента
Цель тренинга :
Эксплуатация скважин, оборудованных ШГНУ.
Оборудование скважины с ШГНУ
После прохождения данного тренинга рабочий будет знать и уметь объяснять назначение и конструкцию элементов наземного и погружного оборудования скважины с ШГНУ

2
СОДЕРЖАНИЕ
1. Наземное оборудование скважины, оборудованной ШГНУ
1.1. Станок-качалка
1.2. Устьевое оборудование
2. Погружное оборудование
2.1. Принципиальная схема оборудования скважины с ШГНУ
2.2. Принцип работы ШГНУ
2.3. Штанговые насосы
2.4. Насосные штанги
2.5. Насосно-компрессорные трубы
2.6. Защитные устройства ШГНУ
3. Вопросы для самопроверки
3 3
10 18 18 20 21 25 25 26 29

3
1. Наземное оборудование скважины, оборудованной ШГНУ.
К наземному оборудованию относятся:
- станок-качалка,
- устьевая арматура,
- рабочий монифольд.
1.1. Станок-качалка
является индивидуальным приводом штангового глубинного насоса, спускаемого в скважину и связанного с приводом гибкой механической связью – колонной штанг.
В конструктивном отношении станок-качалка представляет собой механизм, преобразующий вращательное движение первичного двигателя в возвратно- поступательное движение колонны штанг.
Крутящий момент от электродвигателя 10 через клиноремённую передачу 9 передаётся на ведущий вал редуктора 1, а затем и на ведомый вал. На ведомом валу укрепляется кривошип 8 с противовесами 17. Кривошип с помощью шатунов 7 и траверсы 14 связан с балансиром 3, качающимся на опоре 4, укреплённой на стойке 5. Балансир снабжён откидной головкой 15, на которой монтируется канатная подвеска 16. Управление электрооборудованием станка- качалки осуществляется с помощью станции управления 18.
Станок-качалка (СК) состоит из ряда самостоятельных узлов:
1
8
14
15
16
17
10
9
4
7
3
5
18

4
Фундамент служит для установки и крепления станка-качалки.
Фундамент сооружается:
- монолитный (бутобетонный или железобетонный);
- сборный (железобетонный или металический).
Рама
предназначена для установки на ней всего оборудования СК и выполняется из профильного проката в виде двух полозьев, соединенных поперечниками, и имеет специальную подставку под редуктор. В раме имеются отверстия для крепления к фундаменту.
Стойка
является опорой для балансира и выполняется из профильного проката в виде четырехгранной пирамиды. Ноги стойки связаны между собой поперечинами. Снизу стойка крепится к раме сваркой или болтами, сверху несет плиту для крепления оси балансира с помощью двух скоб.
Балансир
предназначен для передачи возвратно-поступательного движения колонне штанг. Выполняется из профильного проката двутаврового сечения и имеет однобалочную или двухбалочную конструкцию. Со стороны скважины балансир заканчивается поворотной головкой.
Опора балансира
- ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках, расположенных в чугунных корпусах. К средней части оси, имеющей квадратное сечение, приварена планка, через которую опора балансира с помощью болтов соединяется с балансиром.
Траверса
выполняет роль связующего звена между кривошипно-шатунным механизмом и балансиром и конструктивно выполняется в виде прямолинейной балки из профильного проката. Крепление к балансиру шарнирное при помощи сферического роликоподшипника.

5
Опора траверсы
шарнирно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть оси установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплён к нижней полке балансира, Концы оси зажаты в клеммовых зажимах двух кронштейнов.
Кривошипно-шатунный
механизм
предназначен для преобразования вращательного движения вала редуктора в возвратно-поступательное движение балансира и состоит из двух шатунов и двух кривошипов с противовесами.

Шатун
– стальная трубная заготовка, на одном конце которой вварена верхняя головка шатуна, а на другом – башмак. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединён с траверсой. В станках-качалках СК8-3,5-5600 и
СК10-3-5600 в верхней головке шатуна применён шарнирный подшипник
ШС. Башмак болтами прикреплён к нижней головке шатуна. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и через разрезную втулку затягивается с помощью гаек.

Кривошип
– ведущее звено преобразующего механизма станка-качалки, в котором предусмотрены отверстия для изменения длины хода устьевого штока. Выполнен в виде прямоугольных пластин с отверстиями для крепления к шатунам и ведомому валу редуктора. На кривошипе установлены противовесы, которые перемещаются с помощью съёмного устройства, вставляемого в поперечный паз у основания противовеса.

6
Редуктор
- предназначен для уменьшения частоты вращения, передаваемой от электродвигателя кривошипам станка-качалки.
Типоразмерный ряд станков-качалок базируется на восьми размерах редукторов Ц2НШ, представляющих собой совокупность двух пар цилиндрических шевронных зубчатых передач, выполненных с зацеплением
Новикова. Быстроходная ступень – раздвоенный шеврон, тихоходная ступень – шевронная ступень с канавкой.
Ведущий и промежуточный валы установлены в роликоподшипниках с короткими цилиндрическими роликами, ведомый вал – в двухрядных сферических роликоподшипниках.
На концах ведущего вала насажены ведомый шкив клиноремённой передачи и шкив тормоза. На оба конца ведомого вала насажены кривошипы. Смазка зубчатых колёс – картерная (из ванны корпуса редуктора), подшипников валов – принудительная картерная.

7
Техническая характеристика редукторов станков-качалок.
Параметры
Ц
2Н
Ш
-250
Ц
2Н
Ш
-315
Ц
2Н
Ш
-355
Ц
2Н
Ш
-450
Ц
2Н
Ш
-750
Б
Ц
2Н
Ш
-560
Ц
2Н
Ш
-630
Ц
2Н
Ш
-710
Межосевое расстояние,мм: тихоходной ступени……… быстроходной ступени…...
250 160 315 200 355 225 450 280 450 300 560 355 630 400 710 450
Суммарное межосевое расстояние, мм……………
410 515 580 730 750 915 1030 1160
Крутящий момент на ведомом валу, кН·м……….
2,5 6,3 16 25 40 56 80 12,5
Нормальный модуль зубьев: тихоходной ступени……… быстроходной ступени…...
4,00 2,50 4,50 3,15 5,60 3,55 7,10 4,50 8,00 5,00 9,00 5,60 10,00 6,30 11,20 7,10
Число зубьев колеса: тихоходной ступени……… быстроходной ступени…...
17 14 19 14 17 14 17 14 17 14 17 13 17 14 17 14
Передаточное число……… 40,315 39,868 40,3 39,924 37,18 41,24 40,315 40,315
Габаритные размеры, мм длина……………………… ширина……………………. высота……………………..
835 830 510 1010 1140 625 1130 1400 710 1450 1554 888 1505 1930 908 1775 1930 1070 1970 2260 1225 2200 2625 1365
Масса, кг…………………..
355 780 1200 2280 3000 4000 6100 8370
Объём масла, л…………….
13 45 57 122 150 180 270 360
Клиноременная
передача
соединяет электродвигатель и редуктор, предназначена для передачи вращения от электродвигателя на ведущий вал редуктора и состоит из клиновидных ремней, шкива редуктора и набора быстросменных шкивов. Для станков- качалок применяются клиновидные ремни профиля О, А, Б, В, Г, Д. Правильный выбор типа ремня обеспечивает долговечность работы передачи.
Шкивы выполняют быстросменными за счёт конусной расточки тела и применения конусной втулки, закрепляемой гайкой. При помощи сменных шкивов регулируется число ходов точки подвеса штанг.

8
Поворотные салазки
предназначены для крепления электродвигателя, обеспечивают быструю смену и натяжение клиновидных ремней.
Выполнены в виде рамы, которая шарнирно укреплена на заднем конце рамы станка-качалки в трёх точках, а на большегрузных СК( длина хода свыше
3,5м) – в четырёх и прикреплённых к ней поперечно болтами двух салазок, на которые устанавливается электродвигатель. Поворотные салазки поворачиваются вращением ходового винта.
Тормоз
– двухколодный, предназначен для блокирования (остановки) станка- качалки в нужном положении. Правая и левая колодки прикреплены к редуктору.
На внутренней поверхности колодок прикрепляются ленты "феррадо".
С помощью стяжного устройства колодки зажимают тормозной шкив, насаженный на ведущий вал редуктора. Стяжное устройство состоит из ходового винта с правой и левой резьбой и двух гаек, закреплённых на подвижных концах колодок. Рукоятка тормоза в целях безопасности вынесена в конец рамы станка-качалки.
Электродвигатель
является приводом станка-качалки и бывают трёхфазные, асинхронные во влагоморозостойком исполнении, мощностью от 4 до 40кВт.
Кратности начального пускового и максимального момента электродвигателя и кратности пускового тока соответственно равны: Мпуск/Мном = 1,8-2,0; Ммах/Мном
=2,2-2,5; Iпуск/Iном = 5,5-7,5. Основная синхронная частота вращения – 1500 об./мин. Для получения необходимого числа ходов точки подвеса штанг могут быть применены электродвигатели с частотой вращения 750 или 1000 об./мин. серии АОП. Двигатели питаются электроэнергией от промысловой сети напряжением 380 В через понижающие трансформаторные подстанции 6000/380 В.
Электродвигатели выполнены в искробезопасном исполнении, т.е. снабжены масляными выключателями для предохранения от искрообразования в контактах, а также приспособлением, автоматически включающим

9 электродвигатель, для чего устанавливают индивидуальные или самозапускающиеся приспособления.
Техническая характеристика электродвигателей.
Типоразмер станка-качалки
Электродвигатель
Тип
Мощность, кВт
СК3-1,2-630
АОП2-41-4У2 или АОП2-42-6У2
ЧА132М6У2 или ЧА132S4У2 4
7,5
СК5-3-2500
АОП2-71-4У2 или АОП2-72-6У2 22
СК6-2,1-2500
ЧАР180М6У2 или ЧАР160МЧУ2 18,5
СК8-3,5-4000
АОП2-72-4У2 или АОП2-81-6У2 30
СК12-2,5-4000
ЧАР200L6У2 или ЧАР180М4У2 30
СК8-3,5-5600
АОП2-41-4У2 или АОП2-42-6У2 40
СК10-3-5600
ЧАР225М6У2 или ЧАР200М4У2 37

10
1.2. Устьевое оборудование.
Устьевое оборудование предназначено для:
- подвески НКТ,
- герметизации устья;
- проведения технологических операций и исследовательских работ в скважинах.
Оборудование устьевое ОУ-140—146/168—65Б и ОУ-140—146/168— 65ХЛ:
1— крестовина; 2 — конусная подвеска; 3 — резиновые уплотнения; 4 — разъемный фланец; 5 — патрубок; 6— тройник; 7 — задвижка; 8 — устьевой сальник СУС2; 9 и 11 — обратный клапан; 10—кран; 12—пробка
Оборудование устья позволяет подвешивать НКТ эксцентрично относительно оси скважины, что даёт возможность исследования скважин через межтрубное пространство. Скважинные приборы опускаются в межтрубное пространство через специальный патрубок 5. На выкидной и газоотводящей линиях устанавливают пробковые краны и обратные клапаны 11, исключающие возможность перетекания жидкости из выкидных линий в затрубное пространство скважины. НКТ подвешивают на конусе 2. Патрубок для спуска приборов и конусный отвод уплотняются резиновыми прокладками и нажимным фланцем. Устьевой сальник типа СУС-2 оборудования устья имеет двойное уплотнение. Оборудование устья скважины унифицировано с серийно выпускаемой фонтанной арматурой с проходными пробковыми кранами.
Техническая характеристика устьевого оборудования.
Показатели
ОУ-140-146/168-65Б
ОУШ-65/50140

11
Рабочее давление в арматуре, МПа
14 14
Рабочее давление в устьевом сальнике, МПа: при остановившемся станке-качалке при работающем станке-качалке
14 4
14 4
Тип запорного устройства: ствола боковых отводов
Кран пробковый проходной типа КППС
—
То же
Вентиль угловой с
Dу=50мм, Ру=14МПа
Рабочая среда
Некоррозионная
Нефть, газ, газоконденсат
Габариты, мм
2100430950 1100680950
Масса, кг
450 200
Устьевое
оборудование
типа
ОУШ-
65/50

140 состоит из корпуса 1, трубной подвески 2, устьевого сальника 3, отвода с вентилем, предназначенного для спуска в затрубное пространство скважинных приборов.
Продукция скважин отбирается через боковой отвод трубной головки, на котором установлены быстросъёмный дроссель и запорный угловой вентиль. Второй боковой отвод с вентилем сообщается с затрубным пространством. В конструкции сальникового устройства предусмотрен обратный клапан, предотвращающий выброс жидкости из скважины в случае обрыва штока. В трубной подвеске 2 имеется клапан для разрядки затрубного пространства скважины.
Сальники устьевые СУС.
СУС предназначен для герметизации сальникового штока.

12
Устьевой самоустанавливающийся сальник:
а—СУС1—73—31; б—СУС2—73—31;
1—тройник; 2—втулкинижняя; 3—вкладыш; 4— стопор; 5 — кольцо уплотнительное; 6—
манжетодержатель; 7—крышка шаровая; 8—уплотнительная набивка; 9—головка шаровая;
10—вкладыш; 11—грундбукса; 12— крышка головки; 13— гайка; 14—болт откидной; 15 — палец; 16 — шплинт; 17 — гайка накидная; 18 — ниппель; 19 — наконечник; 20 — сальниковый шток
Сальник СУС состоит из самоустанавливающейся шаровой головки и тройника.
Шарнирное соединение обеспечивает самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью ствола скважины. Шаровая головка в тройнике удерживается крышкой, закреплённой двумя откидными болтами и гайками. Конструкция сальника обеспечивает замену сальниковой набивки без остановки скважины, позволяет извлекать на поверхность плунжер трубного насоса или вставной насос целиком без разъединения выкидной линии и снятия тройника. Для этого достаточно отвинтить головку и снять корпус сальника.
Сальник рассчитан на высокое давление, выпускается двух типов:
1) СУС-1- с одинарным уплотнением;
2) СУС-2- с двойным уплотнением (для скважин с высоким статическим уровнем и с газопроявлением).
Техническая характеристика устьевых сальников.
Показатели
СУС-1-73-31
СУС-2-73-31
Присоединительная резьба, мм
73 73
Диаметр устьевого штока, мм
31 31
Наибольшее давление (при неподвижном штоке и затянутой сальниковой набивке), МПа
7 14

13
Рабочее давление, МПа
4 4
Габариты, мм
340×182×407 340×182×526
Масса, кг
21 24
Устьевой сальниковый шток.
Для предохранения устьевого сальника от быстрого износа верхняя штанга должна иметь чистую гладкую поверхность. Поэтому вместо верхней штанги применяют сальниковые штоки, изготавливаемые из круглой холоднотянутой калиброванной углеродистой стали марки сталь 40. Чистота поверхности сальниковых штоках обеспечивается заводом поставщиком калиброванного проката. Сальниковые штоки не проходят дополнительную термическую обработку, так как материал поставляется в соответствии с состоянием нормализации. Сальниковые штоки выпускаются трёх типоразмеров.
Шток соединяется с насосными штангами при помощи штанговых муфт.
Техническая характеристика сальниковых штоков.
Показатели
ШСУ-31-2600 ШСУ-31-4600
ШСУ-36-5600
Наибольшая нагрузка на шток, кН
65 65 100
Присоединительная резьба насос- ных штанг по ГОСТ13877-80Е, мм
ШН22
ШН22
ШН25
Диаметр, мм
31 31 36
Длина, мм
2600 4600 5600
Масса, кг
15 27 46
Подвеска устьевого штока
Подвеска устьевого штока предназначена для соединения сальникового штока с головкой балансира станка-качалки. Состоит из нижней траверсы, в которую вварены две втулки, клиновидных планок для крепления концов канала, подъёмных винтов с конусной заточкой в верхней части верхней траверсы, клиновидных плашек для зажима сальникового штока, зажимной гайки

14
Подвеска устьевого штока ПСШ:
1—нижняя траверса; 2—плашка каната; 3— пружина плашек: 4 — винт опорный; 5—
верхняя траверса; 6 — плашка штока: 7—пружина плашек штока; 8 — сальниковый шток;
9 — канат
Сальниковый шток подвешивается в клиновом захвате верхней траверсы, а концы стального каната, перекинутого через ролик на головке балансира станка- качалки, закреплены в зажимах нижней траверсы. Нагрузка, создаваемая штангами и столбом жидкости над плунжером насоса и воспринимаемая верхней траверсой, передаётся на нижнюю траверсу через опорные втулки. Винты служат для увеличения зазора между траверсами, когда необходимо установить специальный прибор-динамограф, чтобы изменить нагрузки, возникающие в колонне штанг при работе насоса.
При заделке каната в подвеску его концы сначала вводят в отверстия верхней траверсы. После этого вокруг каната равномерно укладывают плашки, стянутые кольцевой пружиной, и вместе с ними канат втягивают обратно во втулку таким образом, чтобы его концы немного выступали наружу. Закрепляется канат нажимной гайкой, которая расклинивает плашки между канатом и стенками втулки. Верхнюю часть канатной подвески надевают на ролик балансира станка- качалки, а траверсу соединяют с сальниковым штоком путём захвата его плашками.
Канатная подвеска выпускается под шифром ПСШ
Основные размеры (мм) подвески устьевого штока.
Станок- качалка
Подвеска устьевого штока d d1
A
L
B
H
СК3-1,2-630
ПСШ-3 16 31 140 250 86 195
СК5-3-2500
СК6-2,1-5600
ПСШ-6 22,5 31 150 285 106 210
СК8-3,5-4000
СК12-2,5-
4000
ПСШ-15 25,5 36 170 300 108 245