1.6 Екінші балансир басымен қамтамасыз етілген-энергия сақтағыш станок-качалка

«ШэнЛи» деген Қытай өндірістік компаниясы екінші балансир басымен қамтамасыз етілген-энергия сақтағыш станок качалканың конструкциясын жобалап шығарған. Бұл станок-качалка кұрделі тенестірулі түрлері не жатады.

Балансирдің тенестіру әдісін өзгертіп «ШэнЛи» компания инженерлері айналдыру моментін әддетте баппен жасауды максат еткен. Нәтижижесінде бұндай станок-качалка конструкцияларында энергия сақтағыш мұмкіншіліктері 60% деиін өсіріп сонымен қатар жетек ұзақтұрақтылығында біразға ұлғайтқан.

Бұндай станок-качалка тұрлері балансирлі станоктар негізінде кұрастырылған тек қана олардың конструкцияларына центрді емес жабдықтар косымша енгізілген сол себептен олардың айналдыру моментерін өзгертуі мұмкіншіліктері баппен жасалып электір тоғын тиімді колдануға жол ашады және де станок-качалка редукторының жұмыс істеу мерзімін ұлғайтады.

Қәзіргі кезде «ШэнЛи» компаниясы ұзынжұрісті, аз жиілік жұрісті, екінші балансир басымен қамтамасыз етілген станок - качалкаларын шығарғалы жатыр. Мұндай құрылғылар белгілі балансирлі станок-качалкаларға қарағанда пайдаланатын қуат мөлшелерін 20-60% төмендетеді, сонымен қатар конструкция өнімділігі 70% деін өседі.

Бөлім бойынша қорытынды:

СКД түріндегі тербелмелі-станоктың ерекшеліктері:түрлендіргіш механимнің қинематикалық сұлбасымен, симметриялық емес (дезаксиальды) 9 дезаксиал бұрышымен, яғни жоғарылатылған кинематикалық қатынаспен 0,6; аз масса мен габаритімен ерекшелінеді.

Механикалық балансирлі тербелмелі-станок гравитациялық (жүк) немесе пневматикалық теңгеру қондырғысымен жабдықталады.Теңгеруші жүктерді орналастырудың келесідей әдістері бар: балансирмен, ротормен ,әртүрлі және шатундық теңгерумен тербелмелі-станоктар болады.

Қәзіргі кезде ұзынжұрісті, аз жиілік жұрісті, екінші балансир басымен қамтамасыз етілген станок - качалкалар белгілі балансирлі станок-качалкаларға қарағанда пайдаланатын қуат мөлшелерін 20-60% төмендетеді, сонымен қатар конструкция өнімділігін 70% деін өсіреді.

2 Есептік бөлім

2.1 Штангалы ұңғымалық сорап қондырғыларын есептеу

2.1.1-кесте – Есептеуге арналған алғашқы мәліметтер

Параметр атаулары	Белгіленуі	Өлшем бірлігі	Көрсеткіштері
Көтеру биіктігі	L	м	1600
Пайдалану тізбегінің диаметрі	Dc	м	0,150
Сұйықтық өнімділігі	Q	м3/тәул	100
Мұнайдағы судың көлемі	B		0
Дегаздалған мұнайдың тығыздығы	ρдег	кг/м3	850
Судың тығыздығы	ρсу	кг/м3	1100
Газдық фактор	G0	м3/м3	59,4
Құнығу қысымы	Рқұн	МПа	9,0
Қабат қысымы	Рқаб	МПа	11,0

А.Н.Адонин диаграммасы бойынша (2.1.1-суретке сәйкес) Q=100 м³/тәул проекциясы мен L=900м қиылысынан 7СК-8-3,5-6000 және сораптың плунжер диаметрі 55 мм-ге тең екенін табамыз. Бұл тереңдікке сәйкес маркасы НСВ1-55-30-12 ендірмелі сорапты таңдаймыз.

НСВ1 сораптары мұнай ұңғымаларынан механиканың қоспасы 1,3 г/л дейінгі және сораптың қабылдауындағы еркін газдың көлемі 10%-дан аспайтын тұтқырлы сұйықты сору үшін арналған. Цилиндр ретінде онда беріктілігі жоғары, тозуға төзімділігі мен тасымалдылық қасиеттерімен сипатталатын бүтін, төлкесіз цилиндр қолданылған.

НСВ1-55 сорабы үшін 89 мм-лі СКҚ таңдаймыз, СКҚ 89x6,5 мм. Бұл сорапқа 89 мм-лі СКҚ-ға қондырылатын ОМ-89 құлыпты тірегі керек.

2.1.2-2.1.4-кестелерінен диаметрі 25 мм (42%) және диаметрі 22 мм (58%) көміртекті болаттан (σ_ш=70 МПа) жасалған штанганы таңдаймыз [3].

Түсірудің жалпы 900 м тереңдігінде диаметрі 25 мм-лі штангалар секциясының ұзындығы 900·0,42=378 м, ал диаметрі 22 мм-лі штангалар секциясының ұзындығы 900-378=522 болады.

МЕСТ 5866 бойынша 7СК-8-3,5-6000 тербелмелі-станоктың режимдік параметрлері S_a=1,675; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5 м – штанганың ілу нүктесінің жүріс ұзындықтары. Тербеліс саны n=5-12 мин^-1.

Ц2Н-850 редукторының беріліс қатынасы і=38, шкивтің диаметрі -1000мм болады.

ТС жұмысын жалғастыруын қамтамасыз ету үшін жүрістің максимал ұзындығын қабылдап, А.Н.Адонин диаграммасы бойынша тербелмелі-станоктың максималды параметрлерінде жұмыс істей алатын және диаметрі 55 мм сораптың максималды өнімділігін табамын.

І -1СК-1-0,6-100; ІІ-2СК-1,25-0,9-250; ІІІ- 3СК-2-1,05-400; ІV- 4СК-2-1,08-700; V- 5СК-4-2,1-1600; VІ-6СК-4-3-2500; VІІ- 7СК-8-3,5-4000; VІІІ -7СК-8-3,5-6000; ІХ- 7СК-12-2,5-6000; Х- 9СК-15-6-12000

2.1.1-сурет. Тербелмелі станоктарға арналған А.Н.Адонин диаграммасы

Диаграмма бойынша Q_max=110 м³/тәул тең. Сонда S_max=3,5 м жүріс ұзындығында тербеліс санын келесі формуламен анықтаймын:

n=n_maxQ_н/Q_max, (2.1.1)

мұндағы n – максималды тербеліс саны.

n=12*100/110=11 мин^-1.

Штанганың минимум кернеуіне сәйкес келетін сораптың жұмыс параметрін аналитикалық әдіспен анықтаймыз.

(2.1.2)-(2.1.7) формулалары бойынша стандартты көрсеткіштерді беру арқылы, F_пл мен D_пл анықтап 2.1.5-кестесін, 2.1.6-кестесін құрамыз.

, (2.1.2)

мұндағы Q - өнімділік;

S – жүріс ұзындығы;

q_орт - штанганың екісатылы тізбегінің орташа массасы.

q_орт=q₁*0,31+q₂*0,69=4,1*0,42+3,14*0,58=3,54 кг/м,

мұндағы q₁, q₂ – сәйкесінше штанганың 1 м жоғарғы және төменгі секциясының массалары.

, ,

, ,

Плунжер қимасының ауданын табамыз:

F_пл= , (2.1.3)

F_пл= , F_пл= ,

F_пл= , F_пл= ,

F_пл=

Плунжердің диаметрін есептейміз:

(2.1.4)

, ,

, ,

.

Плунжер қимасының ауданын келесідей анықтаймын:

F_пл=0,29 , (2.1.5)

12,2

16,4

18,9

Жүріс ұзындығын (2.1.6) формуласымен есептеймін:

S = , (2.1.6)

S = ; S = ; S = .

Плунжердің диаметрі келесідей анықтаймыз:

(2.1.7)

, , .

2.1.5-кесте

S, м	n	Fпл, см2	Dпл, см
1,675	19,1	34,4	6,6
2,1	16,4	31,9	6,4
2,5	14,6	30,1	6,2
3,0	12,98	28,2	5,99
3,5	11,7	26,9	5,9

2.1.6-кесте

n	Fпл, см2	S, м	Dпл, см
5	12,2	18,03	3,9
9	16,4	7,5	4,6
12	18,9	4,9	4,9

2.1.5-кестесінен көрінетіндей, сораптың η=0,7 орташа беріліс коэффициентінде қабылданатын жұмыс режимдері 5-ші және 4-ші болады, бірақ бұл режимдерде плунжердің диаметрі үлкен болады.

Оңтайлы режимді таңдау үшін штанганың ілу нүктесіндегі жүктеменің максималды мәнін (2.1.8) формуласымен табамыз:

P_max= F_плρ_cLg + q_ортLg[b+ ], (2.1.8)

Р⁵_max=26,9·10^-4·850·900·9,81+ 3,54·900·9,81[0,892+ ] =

=20188+44617=58465 H,

мұндағы b=(7850-850)/7850=0,892.

P⁴_max=28,2·10^-4·850·900·9,81+3,54·900·9,81[0,892+ ] =21163+45432=

=60013 H.

Мұнда оңтайлы режим 5-ші және P_max=58,5 кН - мәні ең кіші. Минималды жүктемені (2.1.9) формуласымен анықтаймын:

P_min= q_ортLg[b- ], (2.1.9)

P⁵_min=3,54·900·9,81[0,892 - ]=17480 H.

(2.1.10) және (2.1.11) формуласы бойынша максимал және минимал кернеулерді және (2.1.12) формуласымен σ_ш мәндерін анықтаймыз.

σ_max= , (2.1.10)

σ_min= , (2.1.11)

σ_ш= , (2.1.12)

σ_max = =131,99·10⁶ H/м²=119,32 МПа,

σ_min= =35,6·10⁶ H/м²=35,6 МПа,

σ_a=(119,32-35,6)/2=41,86 МПа,

σ_ш= =70,7 МПа.

2.1.2-2.1.4-кестесінен σ_м.ш=90 МПа коррозиясыз шарттары үшін маркасы 20Н2М болаттан жасалған штанганы таңдаймыз [3].

Штанганың беріктік қорының коэффициенті (2.1.13) формуласы бойынша мынаны құрайды:

η=σ_a/ σ_max, (2.1.13)

η=390/132=2,95.

Плунжердің стандартты диаметрін қолдана отырып (5-інші режим үшін 55 мм болады) (2.1.14) формуласымен қажетті тербелу санын анықтаймыз:

, (2.1.14)

мұндағы n_eс –тербелістің есептік саны;

D_eс –плунжердің есептік диаметрі;

D_тұр - плунжердің тұрақты диаметрі.

= 12,6 мин^-1.

НСВ1-55-30-12 сорабы үшін жүріс ұзындығы 3,5 м және максималды түсіру тереңдігі 1200 м, ал СКҚ диаметрі 89x6,5 мм-ге тең болады.

Стандартты емес тербелу саны үшін электроқозғалтқыштың шкив диаметрін (2.1.15) формуласымен анықтаймыз:

d_эқ=n·d_б·i/n_эл, (2.1.15)

мұндағы n-бір минуттағы тербеліс саны;

d_р-бәсеңдеткіш шкивінің диаметрі;

і-бәсеңдеткіштің беріліс саны;

n_эқ - электрқозғалтқыш білігінің айналу жиілігі, мин^-1.

d_эл=12,6·1000·38/1470=326 мм.

Сонда, аналитикалық есеп нәтижесінде тербеліс санын 11-ден 12,6 мин^-1-ге дейін арттырдық және кестелі-графикалық есеппен салыстырғанда маркасы 20Н2М болаттан жасалған берік штанганы таңдадық.