По величине потребляемой мощности.

С учетом величины потребляемой мощности N, кВт, ин­дивидуальные приводы насосов можно разделить на четыре категории.

Маломощные N< 5

Средней мощности 5< N < 25

Мощные 25<N<100

Сверхмощные N> 100

Основное применение в настоящее время имеют индиви­дуальные механические приводы. По видам преобразующих механизмов механические приводы делятся на две группы: балансирные и безбалансирные. В балансирных возвратно-поступательное движение штанг достигается использованием качающего рычага - балансира, который соединяется с выход­ным валом редуктора посредством кривошипно-шатунного ме­ханизма. В безбалансирных приводах возвратно-поступательное движение точки подвеса штанг обеспечивается за счет исполь­зования механизмов с гибкими элементами (канаты и цепи).

Размерный ряд станков-качалок по ГОСТ, их выбор.

В настоящее время на промыслах используются станки-качалки по ГОСТ 5866-76. Производством было освоено 7 моделей грузоподъемностью от 30 до 120 кН.

Условное обозначение на примере СК5-3-2500 расшифровы­вается следующим образом:

СК5 — станок-качалка с максимальной нагрузкой на головку балансира 5 т или 50 кН;

3— максимальная длина хода устьевого штока 3 м; 2500 — максимальный крутящий момент на ведомом валу ре­дуктора 2500 кгс-м или 25 кНм.

Предусмотрен выпуск станков-качалок дезаксиального типа 6 размеров по ОСТ 26-16-08-87.

Принципиальное отличие дезаксиальных станков-качалок от ранее применявшихся исключительно аксиальных в том,

Рис. 5.10. Схема станка-качалки типа СКД с редуктором на раме и кривошипным уравновешиванием

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 СКДТЗ-1,5-710: СК — станок-качалка; Д — дезаксиальный; Т — редуктор установлен на тумбе;

3 — номинальная нагрузка на устьевой шток 3 т или 30 кН; 1,5 — максимальная длина ход устьевого штока 1,5 м; 710 — номинальный крутящий момент на ведомом валу ре­дуктора 710 кгс-м или 7,1 кНм.

Приводы АО «Ижнефтемаш» выпускаются по техническим условиям ТУ 3665-012-05785537-93 в нескольких вариантах исполнения. Условное обозначение на примере ПНШ60 -2,1-25 означает следующее: ПНШ - привод насосов штанговых; 60 - нагрузка на устьевом штоке не более 60 кН; 2,1 - наибольшая длина устьевого штока 2,1 м;

25 -номинальный крутящий момент на ведомом валу редуктора 25 кН-мэ

Приводы, выпускаемые ПО «Уралмаштрансмаш». Условное обозначение приводов рассмотрим на примере ПШГНТ4-1,5-1400:

ПШГН — привод штанговых глубинных насосов; Т — редуктор установлен на тумбе; 4 — максимальная нагрузка на устьевом штоке 4 тонны; 1,5 — наибольшая длина хода устьевого штока 1,5 м;

Рис. 5.11. Привод типа ПШГН.

1400 — наибольший допустимый крутящий момент на ведомом валу редуктора, кгс-м.

Типовая конструкция обычного станка-качалки типа ПШГН показана на рис. 5.11.

Приводы имеют целый ряд отличительных особен­ностей. В основу конструкции преобразующего механизма заложены соотношения, соответствующие рекомендациям Американского нефтяного института (API).

В кривошипах предусмотрен механизм плавного перемеще­ния противовесов. Головка балансира крепится к телу балан­сира четырьмя вертикальными осями. Для поворота головки необходимо вынуть две оси с одной стороны, противоположной повороту, и с помощью стяжки повернуть головку. Такое соединение отличается надежностью и удобством проведения указанной операции.

Для поворота головки балансира предусмотрен червячный редуктор с ручным управлением. В приводах применен двухколодочный тормоз с поворотным рычагом управления.

На нефтяных промыслах РФ довольно широко применяются румынские станки-качалки завода «Вулкан» UP9T-2500-3500 и UP12T-3000-5500.

Условное обозначение станков-качалок включает мак­симальную нагрузку на головку балансира (7,9 и 12 т), наи­большую длину хода устьевого штока (2000, 2500 и 3000 мм) и допускаемый крутящий момент на ведомом валу редуктора (3500 и 5500 кгс-м).

Конструкция румынских станков-качалок (рис. 5.12) соот­ветствует стандартным конструкциям, выпускавшимся в нашей стране.

На промыслах применяется большое число достаточно упрощенных методик подбора ШСНУ, которые обеспечивают предварительный подбор оборудования без учета осложняющих промысловых факторов (сложная инклинометрия, влияние газа, механических примесей и т.д.).

Одной из наиболее известных методик такого рода является работа, сведенная в диаграмму Адонина и специальные таблицы или номограммы.

Рис. 5.12. Станок-качалка фирмы "Вулкан"

Простой и наглядный способ выбора оборудования и первоначального режима откачки — использование диаграмм и таблиц имеющихся в справочниках по добыче нефти и ин­струкциях.

Рассмотрим диаграмму, построенную для модернизирован­ного ряда станков-качалок, выпускавшихся по ГОСТ 5866-66.

При построении таких диаграмм по горизонтальной оси откладывают глубину спуска насоса, которая принята равной высоте подъема жидкости (погружение насоса под динамиче­ский уровень считается равным нулю). Это нужно иметь в виду, так как если погружение под динамический уровень составляет более 8— 10% глубины спуска насоса (для разных диаметров на­сосов), то необходимо в принимаемую для выбора оборудования глубину спуска насоса вводить поправку.

При построении диаграмм принято, что противодавление на устье скважины также равно нулю. Поэтому, если фактическое противодавление больше 5 кгс/см², необходима поправка.

По вертикальной оси откладывают подачу насоса в м³/сут. Предельные глубины спуска насосов прежде всего определяются двумя параметрами станка-качалки: максимальной допустимой нагрузкой на балансир в точке подвеса штанг и максимальным допустимым крутящим моментом на кривошипном валу станка. При этом сами величины нагрузок и моментов рассчитывают для максимальных длины хода, числа качаний и веса принятой рациональной конструкции штанговой колонны. Но иногда при применении станков-качалок с высокими допускаемыми нагрузками на головку, а также штанг сравнительно малой усталостной прочности предельная глубина спуска насосов ограничивается усталостной прочностью штанг.

Рис. 5.13. Диаграмма для выбора насосного оборудо­вания и режима откачки

Шифр станка-качалки и максимальное число качаний со­ответственно: I -1СК-1-0,6-100 и 15; II - 2СК-1,25-0,9-260 и 15; III - ЗСК-2-1,05-400 и 15; IV - 4СК-2-1,08-700; V - 5СК-4-2,1-1600 и 14; VI - 6СК-4-3-2500 и 12; VII - 7СК.-8-3,5-4000 и 11; VIII - 7СК-8-3,5-6000 и 13; IX - 7СК-12-2,5-6000 и 13; X - 9СК-15-6-12000 и 8.

Диаграмма рис. 5.13 разделена на области применения различных станков, входящих в данный стандарт. Области ограничиваются сплошными ломаными линиями и различа­ются штриховкой. Область каждого станка-качалки состоит из полей стандартных диаметров насосов (указаны в кружоч­ках). Границы поля каждого насоса обозначены пунктиром. Верхняя граница поля каждого насоса представляет собой кривую подачи данного насоса при максимальной длине хода станка-качалки, указанного в его шифре, и максимальном чис­ле качаний, указанном в табличке. Этот параметр не входит в шифр станка-качалки и выбран нами потому, что применяемые обычно числа качаний не бывают почти никогда выше 15. Кроме того, применяемые таблицы для подбора штанговых колонн основаны на промысловых данных о работе скважин с числом качаний 10—15.

Для длин ходов, больших 1,8 м, максимальные числа кача­ний рассчитаны из условия приближенного сохранения отно­шения внешних сил инерции (возникающих от неравномерного движения штанг и столба жидкости) к статической нагрузке в точке подвеса штанг. При этом относительные величины уси­лий, расшатывающих станок-качалку, и амплитуды вибраций могут считаться в первом приближении одинаковыми у всех станков-качалок.