3 . Порівняльний аналіз кінематичних схем приводів шсн. Безбалансирні приводи. Особливості їх конструкції.

Серед різноманітних способів видобутку нафти, механізований спосіб за допомогою штангових свердловинних насосних установок є найбільш поширеним.

До складу обладнання входить: верстат-качалка, що служить для перетворення обертового руху електродвигуна в зворотно-поступальний рух свердловинного насоса і для утримання колони насосних штанг та свердловинного насоса в підвішеному стані, обладнання устя свердловини-для запобігання виходу продукції на поверхню та для направлення потоку рідини, що виходить з свердловини; колони насосних штанг, що є проміжною ланкою між верстат качалкою та свердловинним насосом; НКТ- для підйому по них продукції свердловини; свердловинного насоса-для закачування продукції та підняття її по НКТ.

Верстат – качалка є одним з найголовніших механізмів, що входять в комплекс обладнання для видобутку нафти ШСНУ.

Найбільш поширеним є балансирні верстат качалки, що служать індивідуальним механічним приводом штангового свердловинного насоса.

Балансирний верстат-качалка складається з настуних основних вузлів: рами з підвіскою під редуктор і поворотні салаки, стійки, балансира з головкою, опори балансира, траверси, опори траверси, двох шатунів, двох кривошипів з противагами (при комбінованому або кривошипному зрівноваженні), редуктора, гальма, клинопасової передачі з захисними кожухами, електродвигуна, підвіски остьового штока з канатом, огородження кривошипно-шатунного механізму.

Установка верстата-качалки монтується на фундаменті, який повинен бути бутобетон ним (залізобетонним), або металічним.

На відміну від балансирних верстат качалок, безбалансирні верстат качалки дозволяють збільшувати довжину ходу сальникового штока. Верстат працює по симетричному циклу,що значно покращує умови роботи вузлів редуктора верстата, а також колони насосних штанг. Рух колони насосних штанг передається від редуктора через кривошипи, шатуни, що з’єднуються траверсою і гнучку ланку, що перекинута через канатний шків на стійці і з’єднані з канатною підвіскою.

Кривошипи мають V-подібну форму, що дозволяє забезпечити правильне зрівноваження верстата-качалки.

По конструкції і кінематичній схемі безбалансирні верстат-качалки так само як і балансирні всіх видів аналогічні. Відрізняються вони розмірами ланок і розрахунковою вантажопідйомністю.

Основні показники безбалансирних (як і балансирних): найбільше допустиме навантаження в точці підвісу штанг, найбільша довжина ходу, найбільший крутний момент редуктора.

Безбалансирний верстат качалка складається з рами, стійки, канатних шківів, кривошипів з противагами, траверси з шатунами, редуктора, гальма, клинопасової передачі з електродвигуном і підвіски сальникового штока.

4. Склад і особливості конструкції обладнання шсну.

Насосна установка складається з станка-качалки, обладнання гирла свердловини, насосних штанг, насосно-компресорних труб, підвішених на планшайбі, і свердловинного штангового насоса.

За рахунок колони насосних штанг плунжеру насоса передається зворотно-поступальний рух від електродвигуна через редуктор і кривошипно шатунний механізм станка-качалки.

В залежності від складу і в’язкості відкачуємої рідини, дебіту, а також від глибини свердловини підбирають тип і розмір свердловинного штангового насоса, станка-качалки діаметра НКТ, штанг і визначають режим роботи установки.

Свердловинний насос опускають в свердловину під рівень рідини. Не вставні насоси опускають в свердловину вузлами, тобто циліндр – на насосних трубах, а плунжер в зборі зі всмоктуючим і нагнітальним клапанами – на штангах. Вставний насос опускають в свердловину в зібраному вигляді на насосних штангах. На прийомі насоса встановлюють фільтр для сепарації нафти від вільного газу і піску.

Наземне обладнання УШСН складається із станка-качалки і обладнання гирла свердловини.

Станок качалка служить індивідуальним балансирним механічним приводом штангового свердловинного насоса.

Станок-качалка складається із наступних основних вузлів: рами з підставкою під редуктор і поворотні салазки, стійки, балансира з головкою і противагами, редуктора, гальма, клинопасової передачі, електродвигуна, підвіски остьового штока з канатом, огородження кривошипно шатунного механізму. Рама виготовляється з профільного прокату у вигляді двох полозьїв, з’єднаних поперечними зв’язками. Для зменшення висоти фундаменту в рамі передбачена підставка під редуктор. Чотирьохнога стійка виконана з профільного прокату.

Стійка також виконана з профільного прокату і має форму усіченої чотирьохгранної піраміди. Стійка кріпиться до рами болтами.

Верхня частина стійки обладнана плитою на якій встановлюється опора балансира. На цій плиті знаходиться чотири приварених упори з установочними гвинтами, що дозволяє переміщати балансир в повздовжньому напрямі і тим самим регулювати положення в точці підвісу штанг по центру свердловини після монтажу станка.

Балансир виготовляється з широкополочної двотаврової балки. Для можливості проведення ремонтних робіт в свердловині головка балансира виконана поворотною. Фіксація головки балансира в робочому положенні здійснюється за допомогою паза в шайбі головки, в який входить клин защіпки. Для звільнення головки клин за допомогою рукоятки відтягують назад.

До середньої частини осі, яка має квадратне січення, за допомогою двох скоб кріпиться балансир.

Траверса виконана рогоподібної фори у вигляді зварної балки коробчастого січення, чим досягається розміщення на одній горизонтальній прямій осі опори траверси з центрами у верхньому шатуні.

Це являється важливою умовою довготривалої роботи опор і вузлів станка.

Траверса з’єднана з балансиром за допомогою сферичного підшипника.

Шатун представляє собою трубу, в верхній частині якої вварена головка. За допомогою неї шатун шарнірно з’єднується з траверсою.

Редуктор встановлюється в середній частині рами на спеціальній підставці з ціллю зменшення потрібної висоти фундаменту.

Встановлене на станку-качалці двох колодкове гальмо дозволяє фіксувати кривошипи з противагами в потрібному положенні і утримувати їх в ньому, що полегшує процес регулювання зрівноваження станка, змінення довжини ходу і інших робіт.

В станку передбачений набір швидкозмінних шківів для змінення числа качань приблизно через кожні 0,5…1,5 качань.

З’єднання станка-качалки з насосними штангами проходить за допомогою канатної підвіски.

Канатна підвіска дозволяє динамометрувати глибиннонасосну установку.

В якості гнучкої ланки підвіски використовується стальний канат діаметром 25 мм.