Станок качалка из чего состоит

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

Станок качалка на бетонном фундаменте

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:

stanokgid.ru

Назначение станка - качалки.

Наземный механический привод станок- качалка имеет следующие назначения:

- преобразование вращательного движения вала приводного двигателя в вертикальное возвратно- поступательное движение головки балансира (точки подвеса штанг) с заданным числом двойных ходов;

- регулирование режима работы установки (изменения длины хода и числа двойных ходов головки балансира);

-обеспечение рационального расходования энергии двигателя (уравновешивании нагрузки на двигатель в течение рабочего цикла, за один полный оборот кривошипа);

- пуск и остановка всей установки;

- контроль работы узлов и частей установки.

Условное обозначение.

Станки- качалки изготавливаются в СССР по ГОСТ 5866-76. Имеют условные обозначения, например: СКЗ- 1,2-630.

Здесь СК- станок- качалка;

З- максимальная нагрузка в точке подвеса штанг, тс;

1,2- максимальная длина хода штока, м;

630- наибольший допускаемый крутящий момент на ведомом валу редуктора, кгс м.

Устройство станка- качалки.

Станок-качалка представляет собой преобразующий кривошипно-коромысловый механизм с трансмиссией и двигателем, смонтированными на общей горизонтальной раме.

Кривошипно-коромысловый механизм, состоящий из балансира (коромысла) 4, установленного на стойке 6,шатунов 8.кривошипов 9 обеспечивает преобразование вращательного движения кривошипов в возвратно- поступательное вертикальное движение головки балансира. Балансир 4 на переднем плече имеет головку, к которой через канатную подвеску закрепляется колонна штанг. Заднее плечо балансира 4 посредством траверсы 15, через опору траверсы 7, двумя шатунами 8 соединено с кривошипами 9, на которых закреплены протвогрузы 2. Кривошипы 9 закреплены неподвижно на тихоходном валу редуктора 1.

Трансмиссия станок-качалка представлена понижающим редуктором 1 и клиноременной передачи 10 с электродвигателем 11. Редуктор 1 закреплён неподвижно на подставке, установленной на раме 13. Электродвигатель 11 установлен на поворотной платформе подвижно соединенный с рамой 13. Поворот платформы вокруг горизонтальной оси шарниров обеспечивает регулировку натяжения ремней клиноременной передачи 10.

Рама станка-качалки.

Рама изготавливается из профильного проката в виде двух полозьев, соединенных поперечными связями. Для уменьшения высоты фундамента на раме предусмотрена подставка под редуктор.

Стойка.

Стойка четырёхногая выполнена из профильного проката. В станке-качалке СКЗ-162-630 стойка приварена непосредственно к раме, в остальных станках- качалках она прикреплена к раме болтами. На верхней части стойки имеется плита, на которой установлена опора балансировки. К плите приварены четыре упора с установочными винтами, позволяющими перемещать балансир в продольном направлении и центрировать устьевой шток в скважине после монтажа станка- качалки.

Балансир.

Балансир изготавливается из профильного проката двутаврового сечения одноблочным или двухблочным. Головка балансира поворотная. Для её фиксации в рабочем положении в шайбе головки предусмотрен паз, в который входит клин защёлки.

Корпус защёлки с канатом, подведенным к рукоятке, прикреплён болтами к нижней полке тела балансира. Для освобождения головки клин с помощью рукоятки оттягивается назад.

Опора балансира.

Опора балансира рис. 1.3 представляет собой ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках, расположенных в чугунных корпусах. К средней части оси с квадратным сечением приварена плита, через которую опора балансира соединяется с балансиром.

Траверса и опора траверсы.

Траверса изготавливается из прямого профильного проката. При помощи её балансир соединяется с двумя параллельно работающими шатунами.

Опора траверсы рис. 1.2 подвижно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть траверсы установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплён к нижней полке балансира. Концы оси зажаты в клеммовых зажимах двух кронштейнов.

Шатун.

Шатун представляет стальную трубную заготовку, на одном конце которой наварена верхняя головка шатуна, а на другом - башмак, прикрепленный болтами к нижней головке шатуна рис. 1.4. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединён с траверсой. Башмак болтами прикреплён к нижней головке шатуна. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и через раздаточную втулку затягивается гайкой.

Кривошип.

Кривошип является ведущим звеном преобразующего механизма станка- качалки. На кривошипе рис. 1.5 предусмотрены отверстия для изменения длины зода устьевого штока. Осуществляется это перестановкой пальца кривошипа в соответствующее отверстие. Для увеличения длины хода устьевого штока, палец кривошипа устанавливается в отверстие находящееся на большом радиусе от центра, для уменьшения - в отверстие с меньшим радиусом от центра.

На кривошипе установлены противогрузы, которые можно перемещать с помощью съёмного устройства, вставляемого в поперечный паз у основания противовеса. После перемещения пртивогруз закрепляют на кривошипе, затягивая гайки на специальных болтах. Кривошипы при помощи шпоночного соединения закреплены неподвижно на оба конца тихоходного (ведомого) вала редуктора.

Редуктор.

Редуктор двухступенчатый с шевронными зубчатыми колёсами с цилиндрической передачей Новикова. Быстроходная ступень - раздвоенный шеврон, тихоходная ступень- шеврон с канавкой рис. 1.6. Ведущий и промежуточные валы установлены в роликоподшипниках с короткими цилиндрическими роликами, ведомый вал - в двухрядных сферических роликоподшипниках.

На концах ведущего вала насажены шкивы клиноременной передачи и шкив тормоза. На оба конца ведомого вала насажены кривошипы. Смазка зубчатых колёс и подшипников вала осуществляется из ванны редуктора. Наличие масла в редукторе контролируется через специальные отверстия. Уровень масла не должен превышать верхней контрольной отметки.

Клиноременная передача.

Клиноременная передача состоит из клиновидных ремней, шкива редуктора и набора быстросменных шкивов. Для станков- качалок каждого типа применяются клиновидные ремни определенного типа и размера. При помощи сменных шкивов осуществляется ступенчатое регулирование числа двойных ходов головки балансира. Конструкция быстросменных шкивов и поворотных салазок электродвигателей, позволяет быстро регулировать изменения числа качаний балансира.

Натяжение ремней осуществляется при помощи поворотных салазок рис. 1.8, состоящий из рамы 2. которая шарнирно крепится в трёх точках к задней части рамы станка-качалки. На раме при помощи 4 установлена пара коротких салазок 3, на которых крепится электродвигатель. Передней опорой служит ходовой винт 5 со специальной гайкой 6, соединенной с рамой при помощи шарнира 8 и стопорной гайки 7.

Поворот рамы 2 по вертикали вокруг горизонтальных осей задних шарнирных опор 1 достигается вращением винта. При этом изменяется расстояние между осями ведущего и ведомого шкивов, благодаря чему регулируется натяжение ремней.

При недостаточном натяжении снижается работоспособность ремней, а при повышенном натяжении снижается срок службы, увеличивается давление на валы и подшипники редуктора, что сокращает срок их службы. Для нормальной работы передачи оптимальное натяжение вызывает возникновение в ремнях напряжения порядка 12 МПа. При напряжении 15 МПа срок службы ремня уменьшается в 3 раза.

Недостаточное число ремней вызывает увеличение нагрузок на ремень и увеличение скорости изнашивание их. При замене вышедшего из строя ремня необходимо менять весь комплект ремней.

Натяжение ремней проверяют наблюдением и замером за прогибом их при подвешивании контрольного груза к средней части каждой ветви.

Быстросменные шкивы.

Узел быстросменного шкива состоит из шкива 1 рис. 1.9 конусной втулки 2, постоянно насаженной на валу электродвигателя при помощи шпонки 3. Сменный шкив 1 надевается на втулку и затягивается круглой гайкой 4.

Тормоз станка-качалки.

Тормоз – двухколодочный. Колодки тормоза прикреплены к редуктору. На внутренней поверхности колодок имеются 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 закрепленных на подвижных концах колодок (рис.1.10).

Рукоятка тормоза, насаженная на стяжной винт, вынесена в конец рамы, за электродвигатель.

Электродвигатель.

Электродвигатель – трёхфазный, короткозамкнутый асинхронный с повышенным пусковым моментом во влагоморозостойком исполнении, типа АОП 2-41-4У2 или АОП 2-42-6У2. На валу электродвигателя установлена конусная втулка, на которую насажен ведущий шкив клиноременной передачи.

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 каната, подъёмных винтов с конусной заточкой в верхней части траверсы, клиновидных плашек для зажима сальникового штока, зажимной гайки (рис. 1.11).

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 со стороны скважины воспринимается верхней траверсой, передаётся на нижнюю траверсу через опорные втулки.

Винты служат для увеличения зазора между траверсами, когда необходимо установить специальный прибор-динамограф, чтобы измерить нагрузки, возникающие в колонне штанг при работе скважинного насоса.

2. Монтаж станка-качалки.

Монтаж станка-качалки начинается с подготовки планировки площадки и рытья котлована под фундаментом. Фундамент под станок-качалку состоит из двух частей: подземной и наземной. Фундаменты могут быть монолитными (бутобетонными или железобетонными), сборными железобетонными металлическими. Их размеры, конструкция и способ строительства требованиям ГОСТ 5866-76.

Монтаж станка-качалки производится следующим образом:

1. На фундамент устанавливают раму в соборе с редуктором, кривошипами и электродвигателем, а для СКЗ-1,2-630 станину в сборе с редуктором, электродвигателем и кривошипами с противовесами.

Раму перемещают на фундаменте до совмещения её продольной оси с продольной осью фундамента и располагают от центра скважины на расстоянии указанном на рис. 1.12. При этом плоскость симметрии рамы должна проходить через центр скважины. Отклонение (в точке А) не более 10мм. Плоскость рамы должна быть горизонтальной. Допускаемое отклонение от горизонтальности:

-в поперечном направлении-2мм/м;

-в продольном-4мм/м.

Проверка горизонтальности производится с помощью брустверного уровня в двух взаимно-перпендикулярных направлениях в начале и конце рамы. Для выравнивания рамы используются стальные клинья, подкладываемые под раму с последующей ликвидацией зазора между фундаментом и рамой.

2. Прикрепляют раму к фундаменту болтами, которые должны быть пропущены через обе полки продольных балок рамы.

3. Устанавливают на раму стойку и закрепляют её болтами.

4. Проводят на подставке сборку балансира со следующими узлами: траверсой с опорами и шатунами; головкой балансира (с установкой упорного подшипника головки); подвеской устьевого штока. В подвеске устьевого штока канат должен выходить на нижнюю траверсу не более 30мм. Концы его должны быть обрублены и заделаны.

5. Поднимают и закрепляют балансир в сборке к верхней плите стойки (закрепляют корпус подшипника опоры балансира).

6. Закрепляют шатуны к корпусу подшипника пальца кривошипа.

7. Проверяют совпадение плоскостей торцев ведущего и ведомого шкивов, клиноременной передачи и крепление электродвигателя натягивают клиновые ремни.

8. Собирают и устанавливают на уровне нижней плоскости рамы площадку для обслуживания трансмиссии, тормоза и пусковой аппаратуры.

9. Заземляют станок-качалку, устанавливают пусковую аппаратуру вблизи тормоза и подключают её к сети электроснабжения и электродвигателю. При этом кривошип должен вращаться по часовой стрелке, когда скважина находится слева от наблюдения.

10. Проводят с помощью электродвигателя кривошипы в горизонтальное положение, закрепляют тормоз и устанавливают на кривошипы противовесы.

11. Проводят окончательную центровку балансира станка-качалки относительно центра скважины. Правильность положения балансира определяют при помощи отвеса, прикрепленного к центру траверсы подвески. Если отвес не совпадает с центром скважины, то следует перемещать балансир на стойке при помощи установочных болтов до занятия им необходимого положения. После этого затягивают крепёжные болты корпуса подшипников опоры балансира и закрепляют установочные болты.

12. Собирают и устанавливают ограждения кривошипно-шатунного механизма клиновых ремней.

Примечание: При крайнем нижнем положении головки балансира расстояние между нижней траверсой подвески устьевого штока и устьевым сальником должно быть не менее 200 мм.

Уровень шума работающего станка-качалки не должен превышать 90 дБ.

Гайка пальца кривошипа должна быть затянута до отказа усилием:

- для СКЗ – одного рабочего при длине рукоятки – 1м;

- для СЗ5 и СК6 – одного рабочего при длине рукоятки – 2м;

- для остальных станков-качалок – двух рабочих при длине рукоятки – 2м.

Уровень масла в корпусе редуктора должна быть до верхней контрольной пробки. В редукторах станков-качалок летом рекомендуется использовать масла: И-30Л – для холодных районов; И-40А – для умерено холодных районов и умерено тёплых; И-50 – для жарких районов. Соответственно зимой: Осевое С; Осевое З; И-20А; И-30А.

Монтаж подвески устьевого штока.

Подвеска устьевого штока является гибким звеном, соединяющим головку балансира станка-качалки с устьевым штоком.

Конструкция подвески рассчитана на установку в ней динамографа типа ГДМ для динамометрирования штанговой насосной установки.

Подвеска (рис. 1.11) состоит из следующих основных деталей: стального каната 9, верхней траверсы 5, нижней траверсы 1,двух съёмных домкратов 4, зажима штока и двух зажимов каната. Зажим штока содержит втулку 6, три плашки 6, пружину 7 и гайку 8. Зажим каната состоит из втулки, четырёх плашек 2, пружин 3.

В подвеске могут закрепляться устьевые штоки различных диаметров. Для этого к подвеске придаются комплекты плашек с размерами, соответствующими диаметрам штока. С подвеской поставляются социальный двухсторонний ключ для гаек и две справки.

Установка подвески на станке-качалке, соединение с устьевым штоком.

Подвеска входит в комплект станка-качалки, и поставляются в разобранном виде. Сборку необходимо производить в следующем порядке: разобрать зажим каната; завести канат во втулку; надеть плашки на канат так, чтобы конец каната выступал на 40-45 мм.

Плашки закрепить пружиной: надеть втулку на плашку; ударами загнать плашку во втулку, обеспечив врезание плашек в канат; навернуть во втулку гайку и затянуть ключом. Также собрать зажим на втором конце каната. Разборка зажима каната разрешается только в случае замены каната: на устьевой шток надеть нижнюю и верхнюю траверсы; разобрать зажим штока; собрать зажим в нужном месте штока способом аналогичным сборке зажима каната; надеть канат на ролик головки балансира находящейся в нижнем положении; концы каната с зажимами завести в прорези траверс так, чтобы верхняя траверса села на торцы, а нижняя траверса на бурты втулок зажимов каната; плавным ходом головки балансира станка-качалки произвести натяжку каната и посадку втулки зажима штока на верхнюю траверсу.

При крайнем нижнем положении головки балансира расстояние между основанием нижней траверсы и устьевым сальником должно быть не менее 200 мм.

Отсоединение станка-качалки от подвески, разъединение устьевого штока с подвеской, изменение положения плунжера в скважном насосе.

Для отсоединения станка-качалки от подвески устьевой шток захватить обычно применяемым зажимом, устанавливаемым на устьевой сальник и ходом головки балансира вниз ослабить канат. Через прорези в траверсах подвески вывести зажимы вместе с канатом. Для освобождения штока вывинтить гайку зажима штока, лёгким ударом по верхнему торцу втулки расклинить зажим и снять плашки.

Грубую регулировку положения плунжера в скважинном насосе производить с помощью коротких штанг-футовок. Точную регулировку положения плунжера производить перемещением зажима подвески по устьевому штоку.

Установка и снятие динамографа.

Для установки динамографа вставить домкраты и вращением последних поднять под нагрузкой верхнюю траверсу на 10-12 мм. Динамограф установить таким образом, чтобы опорные призмы нижнего рычага упёрлись в выступ нижней траверсы. Опустить домкратами верхнюю траверсу, передав всю нагрузку на динамограф. Домкраты снять.

Для снятия динамографа вставить домкраты и приподнять ими верхнюю траверсу. Снять динамограф, опустить на втулки зажимов канатов траверсу. Домкраты снять.

Все работы у подвески устьевого штока производить только при остановленной станке-качалке.

Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 203; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

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.

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.

Интересные статьи:

Какой выбрать ручной листогибочный станок для металла?

Какой купить станок для резки арматуры?

Какую купить углевыжигательную печь?

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.

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.

namillion.com

Основные узлы станка- качалки. Маркировка

Станки-качалки (СК)- индивидуальный механический привод ШГН.

Основными элементами СК являются: рама 13 с подставкой под редуктор и поворотной плитой 12; стойки 3; балансира 2 с головкой и опорой траверсы 15; двух шатунов 4; двух кривошипов 5 с противовесами 14 (при комбинированном или кривошипном уравновешивании); редуктора 6; тормозов 16; клиноременной передачи 7, 8; электродвигателя 9; подвески устьевого штока 1 с канатом; ограждения 11 кривошипно-шатунного механизма.

Рама изготовлена в виде двух полозьев, соединенных поперечными связями, и крепится к бетонному основанию или свайному полю. Стойка - из профильного проката, четырехногая.

Балансир изготовлен из профильного проката; однобалочной или двухбалочной конструкции. Головка балансира - поворотная или откидывающаяся вверх для беспрепятственного прохода спуско - подъемного (талевого блока, крюка, элеватора) и скважинного оборудования при подземном ремонте скважин. Для ее фиксации в рабочем положении в шайбе головки предусмотрен паз, в который входит клин защелки.

Опора балансира - ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках. К средней части от квадратного сечения приварена планка, через которую опора балансира соединяется с балансиром.

Траверса- прямая, из профильного проката. С ее помощью балансир соединяется с двумя параллельно работающими шатунами.

Опора траверсы шарнирно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть оси установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплен к нижней полке балансира.

Шатун- стальная трубная заготовка, на одном конца, на одном конце которой вварена верхняя головка шатуна, а на другом- башмак. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединен с траверсой. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и затягивается с помощью гаек.

Кривошип- ведущее звено преобразующего механизма СК. В нем предусмотрены отверстия для изменения длины хода устьевого штока. На кривошипе установлены противовесы (кривошипные грузы), которые могут перемещаться.

Редуктор типа Ц2НШ представляет собой совокупность двух пар цилиндрических шевронных зубчатых передач, выполненных с зацеплением Новикова. Опоры ведущего и промежуточного валов выполнены на роликоподшипниках. На конце ведущего вала насаживаются шкивы тормоза и клиноременной передачи, положение которых после определенного срока эксплуатации необходимо менять для увеличения общего срока службы ведомого колеса редуктора. Для этого на обоих концах ведомого вала имеются по два шпоночных паза.

Смазка зубчатых колес и подшипников валов осуществляется из ванны редуктора. Объем масляной ванны - 180 литров. Масса редуктора- 2647 кг.

Тормоз - двухколодочный. Правая и левая колодки прикреплены к редуктору. С помощью стяжного устройства колодки зажимают тормозной шкив, насаженный на ведущий вал редуктора. Рукоятка тормоза, насаженная на стяжной винт, вынесена в конец разы, за электородвигатель.

Салазки поворотные под электродвигатель обеспечивают быструю смену и натяжение клиновых ремней, служащих для передачи движения от электродвигателя к редуктору. Выполнены они в виде рамы, которая шарнирно укреплена на заднем конце рамы СК. Рама с салазками поворачивается вращением винта.

Привод СК осуществляется от электродвигателя со скоростью вращения вала 750, 1000 и 1500 об/мин. На валу электродвигателя установлена конусная втулка, на которую насажен ведущий шкив клиноременной передачи.

Поскольку головка балансира совершает движения по дуге, то для ее сочленения с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска. Она позволяет так же регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса для предупреждения ударов плунжера о всасывающий клапан или выхода плунжера из цилиндра.

Подвеска устьевого штока типа ПСШ состоит из верхней и нижней траверс, двух зажимов каната и зажима устьевого штока.

Штоки сальниковые устьевые предназначены для соединения колонны насосных штанг с канатной подвеской СК.

Предусмотрено 13 типоразмеров СК. Каждый их тип характеризуется наибольшей допускаемой нагрузкой на устьевой шток (20…200 кН), длиной хода штока ( 0,3…6м)и крутящим моментом на ведомом валу редуктора (2,5…125 кН).

СК выпускают:

- с балансирным уравновешиванием - СК2 (грузы размещаются на балансире);

- с комбинированным уравновешиванием - СК3(грузы располагаются на балансире и кривошипах);

- с кривошипным уравновешиванием – СК4, СК5, СК6, СК8 и т.д.(грузы располагаются на кривошипах).

На месторождениях ТПДН «Муравленковскнефть» применятся следующие

типоразмеры СК:

1. СК8-3-4000 («бакинка»)

8- мак. допустимая нагрузка, тонн (1т- 10кН)

3- мак. длина хода устьевого штока, метр

4000- наибольший крутящий момент на валу, кН *м

2. ПФ8-3,5-4000 («тюменка»)

Аналогично «бакинке»

3. UP 9Т-2500-3500 («румынка»)

9- мак. допустимая нагрузка, тонн (1т- 10кН)

2500- мак. длина хода устьевого штока, мм

3500- наибольший крутящий момент на валу, кН *м

4. LAFKIN С320-173-120 («американка»)

320 - наибольший крутящий момент на валу, фунт/фут

173 - мак. допустимая нагрузка, фунт

120 - мак. длина хода устьевого штока, дюймов

5. LEGRAND C-456-213-120 («Канада»)

Аналогично «американке»

Управление электродвигателем СК обычно проводится упрощенной системой блокировки и защиты. Разработан блок управления БУС- 3М, с помощью которого можно осуществлять управление в ручном, автоматическом, дистанционном и программном режимах работы. Он также проводит самозапуск установки после случайного отключения электроэнергии. Блок управления позволяет отключать установку при обрыве клиновых ремней и полированного штока, при заклинивании плунжера насоса и редуктора, а также при резком изменении нагрузки электродвигателя. Отключение установки регулируется по времени срабатывания аппаратуры и отклонению контролируемых параметров.

Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 1828; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Смотрите также

Станок циркулярный по дереву
Измельчение веток своими руками схема станка
Орегон станок для заточки цепей бензопил
Электронная линейка для станка
Заточка резцов для токарного станка по металлу
Станок вертикально сверлильный 2с132 технические характеристики
Станок токарный по дереву для дома
Устройство токарного станка по дереву
Станки для изготовления ключей
Фрезерный трехкоординатный станок с чпу
Самодельный циркулярный станок по дереву