6. Показатели материалоемкости и жесткости.

МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ МЕТАЛЛОЕМКОСТИ

Снижение металлоемкости машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов наряду с уменьшением себестоимости изготовления дает эффект при транспортных, монтажно-демонтажных работах, что особо важно в усло-виях морского шельфа, тундры, болотистой и гористой местности. Применя-ются методы:

1. изменения принципиальных и конструктивных схем;

2. рациональных сечений деталей;

3. рационального выбора материалов.

6.1. Метод изменения принципиальных и кинематических схем

Данный метод распространен во многих отраслях машиностроения и заключается в применении рациональной компоновки и упрощении транс-миссий. В крупногабаритных машинах эффективны: переход от группового привода к индивидуальному приводу, от многоступенчатых редукторов и ко-робок перемены передач к регулируемому приводу с бесступенчатыми регу-лируемыми передачами, использование планетарных редукторов. Кроме снижения массы улучшаются рабочие характеристики, повышается долго-вечность. Эти тенденции характерны для буровых установок.

Примеры совершенствования конструктивных схем:

1) двухпоршневые буровые насосы двустороннего действия заменены на трехпоршневые насосы одностороннего действия: результат – насос НБТ-600 легче близкого по рабочим параметрам двухпоршневого У8 -6МА2 на 40 % (19 т против 26 ,7 т) и при этом даже несколько мощнее. Насос УНБТ-950 легче насоса У8- 7МА2 на 43,4 % (23,5 т против 33,7 т) и мощнее на 15,1 % [5 и 6]. При этом сократилось число быстроизнашивающихся дета-лей гидравлической части с 18 до12;

2) по буровым лебедкам – ЛБУ1100-ЭТ-3 легче ЛБУ37-1100Д1 на 14140 кг или на 35 % (26310 кг против 40450 кг) примерно те же соотноше-ния по другим лебедкам.

Есть выигрыш по абсолютным и удельным показателям в массе у без-балансирных станков-качалок по сравнению с балансирными станками [7]. Их сравнение по параметрам приведено в табл. 6.1.

В безбалансирных станках-качалках перемещение колонны насосных штанг осуществляется гибким звеном – несколькими канатами, соединяю-щими кривошипы редуктора с канатной подвеской устьевого штока. Уравновешивание привода обеспечивается V-образной формой кривошипа.

Таблица 6.1. Основные параметры станков-качалок

Станки-	Наибольшие		Номинальная		Момент кру-	Масса комплек-
качалки	допускаемые		длина хода		тящий на веду-	са не более, т∗
	нагрузки на		устьевого		щем валу ре-
	устьевой шток,		штока, м		дуктора, кН∙м
	кН
			Балансирные
СКД3-1,5-710	30		1,5		7,1	3,27
СКД6-2,5-2800	60		2,5		28	7,62
СКД12-3,0-	120		3,0		56	12,065
5600
			Безбалансирные
СБМ3-1,8-700	30		1,8		7,0	2,675
СБМ6-3-2500	60		3,0		25	7,24
СБМ12-5-8000	120		5,0		80	17,18
		Установки типа АГН
АГН-Н-2,2	30	2,2			-	0,7
АГН-Л-2,2	60	2,2			-	1,5
АГН-С-4,5	120	4,5			-	1,9

* Примечание: по установкам типа АГН масса указана без электродвигателя и масла.

Выигрыш по массе, как видно из табл. 6.1 , сопровождается также су-щественным увеличением длины хода устьевого штока (в 1,2–1,5 раза), бла-гоприятствующим повышению эффективности процесса откачки нефти.

При определенных условиях еще больший эффект дают установки типа АГН, работающие по принципиально иной схеме: с приводом штангового насоса от гидроцилиндров и уравновешиванием привода путем перемещения насосно-компрессорных труб. По массе выигрыш достигает до 5–6 раз, при этом ход устьевого штока увеличивается до 1,5 раз.