Содержание

Введение 6

1 Описание станка-качалки, технические характеристики 9

1.1 Штанговые насосные установки (шсну) 9

1.2 Станки-качалки 10

1.3 Применение контроллеров частоты при нефтедобыче 13

1.4 Зарубежные контроллеры ШГН 15

1.5 Отличительные особенности цепного привода от станка качалки 25

1.6 "Альметьевнефть": от испытаний до массового внедрения 26

2.2 Предварительный выбор двигателя-преобразователя на основе данных и расчетов 32

2.3 Расчет и выбор элементов выходного фильтра 36

2.4 Расчет и выбор элементов сглаживающего фильтра 37

3 Особенности ПЧ основанных на IGBT-транзисторах 43

4 Анализ работы электропривода 53

4.1 Кинематическая схема электропривода 53

4.2 Уравнения и передаточные функции системы 54

4.3 Передаточная функция выпрямителя 56

4.4 Передаточная функция преобразователя частоты 57

4.5. Передаточная функция асинхронного двигателя 58

4.6 Передаточная функция исполнительного механизма 59

4.7 Передаточная функция фильтра 60

4.8 Структурная схема электропривода 61

4.9 Построение ЛАЧХ и ЛФЧХ электропривода 62

4.10 Определение показателей качества системы 64

4.11 Построение переходной функции 65

5 Безопасность и экологичность проекта 67

5.1 Общая характеристика проектируемого объекта 67

5.2 Шум и вибрация 69

5.3 Микроклимат на рабочем месте 71

5.4 Вентиляция 71

5.5 Освещение 71

5.6 Электробезопасность 71

5.7 Защита от статического электричества 73

5.8 Молниезащита 74

5.9 Пожарная профилактика 76

5.10 Технологическая безопасность 77

5.11 Средства индивидуальной защиты 78

5.12 Охрана окружающей среды 78

6 Экономическое обоснование 80

6.1 Расчет арендной платы производственных площадей 80

6.2 Расчет капитальных затрат 81

6.3 Расчет численности основных и вспомогательных рабочих занятых обслуживанием и ремонтом станка-качалки 82

6.3.1 Расчет годового тарифного фонда заработной платы основных рабочих 83

6.3.2 Расчет годового тарифного фонда заработной платы вспомогательных рабочих 84

6.3.3 Расчет годового тарифного фонда заработной платы управленческого персонала (без учета работы в 3 смены) 84

6.4 Расходы электрической энергии на технологические цели 84

6.5 Расчет совокупных фиксированных издержек 85

6.6 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования 86

6.7 Калькуляция себестоимости изделия 87

6.8 Расчёт прибыли и финансовых результатов 87

6.9 Расчёт критической программы 88

6.10 Рентабельность продаж 88

6.11 Расчет производственной мощности 89

Заключение 91

Список использованных источников 93

14 Змий П.Н., Барсков И.М. Машины и аппараты резиновой промышленности / П.Н.Змий, И.М Барсков. – М: Госхимиздат, 1951. -600 с. 94

15 Барсков Д.М. Машины и аппараты резинового производства / Д.М. 94

Приложения

ДЭСК 14060465.11.40 ВО Штангово-скваженная насосная установка. Общий вид

ДЭСК 14060465.11.40 Электропривод станка-качалки

ДЭСК 14060465.11.40 Э2 Электропривод станка-качалки. Схема электрическая структурная

ДЭСК 14060465.11.40 Э1 Электропривод станка-качалки. Схема электрическая функциональная

ДЭСК 14060465.11.40 ТБ Электропривод станка-качалки. Таблица экономических расчетов

ДЭСК 14060465.11.40 000 Электропривод станка-качалки Спецификация

Введение

В мировой практике существуют два метода добычи нефти.

Первый – это так называемый «Фонтанный способ» добычи нефти, при котором нефть под естественным давлением поднимается на поверхность и выплескивается в виде «фонтана». Такой способ не требует больших затрат.

Второй способ добычи – это принудительный подъем нефти при помощи различных машин.

В ОАО «Татнефть» нефть добывают вторым способом так как самое первое месторождение нефти на юго-востоке Татарстана, а именно «Ромашкинское месторождение» было освоено во второй половине 40-х годов прошлого столетия.

Все существующие механизмы для принудительного подъема нефти на поверхность можно разделить на два типа.

Погружные электрические центробежные насосы (далее ЭЦН).

Штанговые скважинные насосные установки (далее ШСНУ).

В нефтегазодобывающем управлении (НГДУ) «Азнакаевскнефть» применяют и те и другие типы машин. Это зависит от геологических характеристик месторождений (то есть от глубины залегания нефтеносного пласта).

ЭЦН применяют при залегании нефтеносного пласта на относительно не больших глубинах. При небольших глубинах спуска эти насосы обладают большой производительностью, но, к сожалению, имеют небольшой напор, что ограничивает их массовое применение.

Наибольшее применение нашли машины второго типа. Это ШСНУ, которые позволяют поднимать жидкость с более больших глубин, чем ЭЦН.

ШСНУ далее станок-качалка (СК) бывают различных типов и конструкций. В нашем НГДУ применяют СК балансирного и безбалансирного (безбалансирные длиноходовые) типа. Наиболее массовое применение нашли СК балансирного типа – двухплечевые, такие как 7СК8‑3,5-4000.

Этот тип качалок используется довольно таки давно, т.к. зарекомендовал себя надежным, простым в эксплуатации и ремонте. Насосная установка состоит из трех основных частей; скважинного насоса, насосных штанг и наземного привода.

Сам СК состоит из центральной стойки, самого балансира, траверсы, редуктора, двух кривошипов, электродвигателя и станции управления.

СК устанавливается на фундаментных блоках непосредственно на устье скважины. Пуск электродвигателя осуществляется как в ручном режиме, так и в автоматическом. Автоматический пуск осуществляется с небольшой выдержкой времени. Это предусмотрено для того чтоб при пуске группы скважин (а это бывает от 2-х – 3-х скважин и до 10-и – 15 –и скважин в группе) не было «ударной» нагрузки на питающий фидер.

Часто для поддержания нормального режима отбора пластовой жидкости проводят геолого-технические мероприятия позволяющие поддерживать оптимальные режимы отбора пластовой жидкости и что немаловажно максимально продлить срок эксплуатации скважины.

Это осуществляется за счет изменения интенсивности откачки пластовой жидкости, то есть за счет изменения длины хода плунжера насоса и изменения числа качаний колонны насосных штанг (изменение числа двойных ходов точки подвеса штанг).

Для изменения длины хода плунжера изменяют радиус кривошипа, а для изменения числа качаний СК изменяют число оборотов редуктора посредством смены шкивов на электродвигателе или с заменой самого двигателя. Но этот способ требует остановки работы машины, некоторое количество запасных сменных шкивов для электродвигателя, а изменение числа качаний получается ступенчатым. Современные электроприводы дают возможность плавно регулировать скорость рабочего органа машины, причем без остановки всей машины.

Поэтому темой дипломного проекта является разработка регулируемого электропривода штанговой скважинной насосной установки.