1.2 Ұңғымалық штангалық сораптың жетегі
Ұңғымалық штангалық сораптың жетектері келесідей жіктелуі мүмкін: берілісте қолданылатын энергияның түріне қарай, бір жетекпен қызмет ететін ұңғымалар саны бойынша, қозғалтқыштың түріне қарай.
Қолданылатын энергия түріне қарай жетектер келесідей бөлінеді:
механикалық;
гидравликалық;
пневматикалық.
Кең таралғандары штангалық сораптардың механикалық жетектері. Сораптардың гидравликалық жетектері белгілі бір жағдайларда қолданылады. Пневматикалық жетектер көптеген кемшіліктері бар болғандықтан аз қолданылады.
Бір жетекпен қызмет ететін ұңғымалар санына байланысты жетектер жеке немесе топтық болып бөлінеді. Бірінші жағдайда әр ұңғымаға қозғалтқышпен бірге жеке жетек қойылады.
ШҰС-тың жеке жетектерінің негізгі параметрлеріне келесілер жатады:
Штангалар ілінетін нүктедегі рұқсат етілген жүктеме – Pmax.
Штангалардың іліну нүктесінің жүріс ұзындығы – Smax.
Штангалардың іліну нүктесінің қос жүрістерінің саны – nmax.
Мұнай өндіру кәсіпшілігінде штангалық ұңғымалық сораптың механикалық жетегі кең таралған. Оны тербелмелі-станок деп атайды. Жетек – ШҰСҚ-ң қиын бөлігі болып табылады және ол келесі талаптарды орындауы керек:
штангалар тізбегіне ілгері-кейінді қозғалысты қамтамасыз ету;
қондырғыны теңгеру;
ұңғыма жұмысын бақылау;
ұңғымадан сұйықтықты шығару режимін жүріс ұзындығын өзгерту арқылы реттеу;
штангалық сорапты және қондырғыны қосу және тоқтату және т.б.
Жеке механикалық жетектер екі механизмдер түрінен тұрады:
трансмиссия қозғалтқышты бәсеңдеткіштің жетекші білігін қосатын белдікті берілістен тұрады.
өзгертуші механизм – кривошиптің айналмалы қозғалысын штангалар тізбегінің ілгері-кейінді қозғалысына өзгертуге арналған.
Өзгертуші механизмдердің түріне байланысты механикалық жетектер балансирлі және балансирсіз болып бөлінеді. Балансирлі жетекте штангалар тізбегінің тік ілгері-кейінді қозғалысы тербеліп тұрған балансир арқылы іске асырылады, ал балансирсіз жетекте штангалар тізбегінің ілгері-кейінді қозғалысы иілгіш элементтері (арқандар және шынжырлар) бар механизмдерді қолдану арқылы іске асырылады.
Барлық жеке жетектер екі топқа бөлінуі мүмкін: екі иықты балансирлі тербелмелі-станок және бір иықты балансирлі тербелмелі-станок.
Кең таралғаны екі иықты балансирлі тербелмелі-станок. Соңғы кездері бір иықты балансирлі тербелмелі-станоктар шығарыла бастады. Оның артықшылығы – басқа тербелмелі-станоктармен салыстырғанда көлемінің аздығы. Бір иықты балансирді қолдану арқылы тербелмелі-станоктың динамикалық сипаттамаларын жақсартуға болады, яғни сораптық штангалардың дірілін азайтуға және динамикалық жүктемелерді азайтуға болады.
Теңгеру әдісі бойынша тербелмелі-станоктар келесідей жіктеледі:
механикалық;
пневматикалық;
пневмомеханикалық.
Механикалық теңгеру өз кезегінде бөлінеді:
балансирлі;
кривошипті (роторлық);
аралас (балансирлі-кривошипті).
Механикалық теңгеру теңестіретін жүктерді орналастыруға негізделген: балансирлі – балансирде (1.2.1, а-суретке сәйкес), кривошипті – кривошипте (1.2.1, б-суретке сәйкес), аралас – жүк балансирде және кривошипте орналасқан (1.2.1, в-суретке сәйкес).
а б в
а-балансирлі теңгеру; б- кривошипты теңгеру; в-аралас теңгеру
1.2.1-сурет. Механикалық теңгеру түрлері
Балансирсіз тербелмелі-станоктың бәсеңдеткішінің жетектеуші бөлігі (1.2.2-суретке сәйкес) балансирлі тербелмелі-станокка ұқсас. Балансирсіз тербелмелі-станоктың кривошипінің құрылымы өзгелеу болады. Оның пішіні V-тәрізді, бұрышы 30 градус. Соңғы көрсеткіш станоктың теңгеруін жақсартады және противовестердің салмағын азайтады. Кривошиптегі жүк балансирлі тербемелі-станоктың кривошипындағыдай құрылымды орналасады. Ұңғы сағасының үстінде еңістелген тіректе ролик орналасқан, ол арқылы траверсаға жалғанған иілгіш ілгек біріктірілген, ал ол өз кезегінде шатундарға жалғанады. Балансирсіз тербелмелі-станок басына 30 және 60 кН жүк түсетіндей етіп шығарылады. Жүрістің ұзындығы 0,45-5м дейін. Бәсеңдеткіштің шығар білігіндегі айналау моменті 80 кН·м-ға жетеді.
Тербелмелі-станок шифрында (мысалы МБС3-1.8-700) келесі белгілеулер қабыланған: МБС– механикалық әрекетті балансирсіз станок; 3- штангалар ілгегіндегі жүктеме мөлшері, кН; 1.8 – жүріс ұзындығы, м; 700 – айналу моменті, кН·м.
Балансирсіз тербелмелі-станоктың балансирлі түрлерімен салыстырғанда метал сыйымдылықтары мен өлшемдері шағын болып келеді. Оларда штангалардың іліну нүктесінің қозғалыс сипаттамасы біршама жақсартылған, мұнда гармониялық тербелістен ауытқу аз, сондықтан штангалар ілгегіндегі нүктенің үдеуі және қоңдырғыдағы инерциялық жүктеме аз болады. Алайда иілгіш қатынастың жеткіліксіз беріктігі осы қоңдырғылардың өндіріске кеңінен енгізілуін тежейді.
1.2.2-сурет. Балансирсіз тербемелі-станок
Балансирсіз тербелмелі-станокта шатун мен балансир иілгіш байланыспен ауыстырылады. Әртүрлі құрылымдардың – тізбек, иілгіш металды таспаның, бірнеше сыналы белдіктердің, болатты арқанның иілгіштік байланыстары сыналды. Алайда олардың барлығының жұмыс істеу мерзімдері ұзақ емес болып шықты, осы себептен осы элементтерді ауыстыруға байланысты жиі-жиі инерционды операциялар жасау керек болды. Осыған байланысты соңғы кезде балансирсіз тербелмелі-станоктар ұңғымаларды аз мерзімді және сынақ мақсатында пайдалану үшін қолданылады. Балансирсіз тербелмелі-станоктардың азайтылған салмағы осы қоңдырғыны бір орыннан екінші жерге ауыстыруға ыңғайлы етеді.
Мұнай өндіру саласында ең кең таралған ол-ұңғымалы сораптың механикалық жетегі болып табылады. Оның ерекшелігі механикалық түрлендіргішті қолдану, ол қозғалтқыш жетегінің білігін айналдыра отырып, штангінің ілу нүктесінің қозғалысын ілгері-кейін түрлендіреді, сонымен бірге механикалық трансмиссияны қолдану болып табылады. Бірнеше ұңғымаларды пайдалану үшін жетектің жеке механикалық және топтық жетектері болады. Бірінші түрдегі жетектерге қозғалтқыш, трансмиссия-механизмді түрлендіретін және қозғалысты тек бір сораптық штангі тізбегімен асырады. Қазіргі уақыта ШҰС-дың барлық жетектері осы түрге жатады.
Екінші түрдегі жетектер ұңғыма тобын пайдалану үшін арналған (2 ден 40), бір-біріне жақын орналасқан ұңғымаларда қолданылады. Негізінде ол аз шығымы бар ұңғымаларда пайдаланылады.
Жеке механикалық жетекте трансмиссия қозғалтқыш білігінің айналу жиілігін төмендетеді айналым санына дейін, яғни екі жүрістегі санының штангі ілу нүктесіне сәйкес болуы қажет.
Жеке жетекте қолданылатын трансмиссия қозғалтқыштан редуктордың кіру білігіне байланысты белдік берілістен және редуктордан тұрады. Редуктор әртүрлі түрдегі тісті шынжырлармен болатын екі немесе үшсатылы болып орындалады.
Қондырғының құрылымына ең әсер ететін түрі және түрлендіретін механизмнің кинематикалық сұлбасы болады. Механизмнің түрлендіру түрлері бойынша механикалық жетектер екі топқа бөлінеді: балансирлі және балансирсіз. Бірінші жағдайда штангінің ілу нүктесінің ілгері-кейін қозғалысы тербелмелі иінтіректің көмегімен асады-балансир, ол трансмиссияның шығу білігімен байланысады, қосиін-бұлғақтың көмегімен жүзеге асады.
Қос иінді-бұлғақ өз кезегінде буындарымен болуы мүмкін, тұрақты немесе ауыспалы ұзыңдықты болады, қондырғының жұмысы кезінде уақыт шектерінде бір циклда өзгереді.
Балансирсіз жетектерде штангінің ілу нүктесінің ілгері-кейін қозғалысы иілімді элемент механизмдерін қолдану арқылы асады (арқандар немесе шыңжырлар).
Бұл жерде шатунмен балансир иілімді ілумен ауысады,әдетте арқан болып табылады, шкивтен тасталынады,оның бір ұшы қосиінмен байланысады, ал екінші ұшы сағалық соташықпен болады (1.2.3-сурет). Балансирсіз тербелмелі-станоктың қосиіні V-тәріздес пішінді болады, жетектің теңгеруін қамтамсыз етеді. Балансирсіз тербелмелі-станок қаңқадан 1,тіреуіштен 2, арқанды шкивтерден 3, салмаққа қарсы қосиіндерден 4, шатундармен маңдайшадан 5, бәсеңдеткіштен 6, тежеуіштен 7, электроқозғалтқышпен сыналыбелді берілістен 8, сағалық соташықты ілуден 9 тұрады.
Балансирсіз тербелмелі-станоктың теңгеруі роторлық болып табылады, ол қосиіннің бір жағында орналасқан жүктердің орын ауыстыруымен жүзеге асады.
1.2.3-сурет. Балансирсіз тербелмелі-станок