Экзамен / Частые Вопросы с ответами / станки-качалки

Электрооборудование установок для насосной добычи нефти.

Электрооборудование станков-качалок.

Область экономически целесообразного применения штанговых плунжерных насосов (станков-качалок) или бесштанговых погружных центробежных электронасосов (ЭЦН) определяется суточной производительностью скважины и глубиной подвески насоса. Для станков-качалок эта область характеризуется суточной производительностью от 5 до 50 м³/сут. при глубине подвески до 1600 м или производительностью 300 м³/сут. при глубине подвески до 400 м. Глубинный насос 1 станка-качалки подвешивается на колонне насосных труб 3(рис. 22). Плунжеру 2 насоса сообщается возвратно-поступательное движение с передачей энергии от балансира станка-качалки при помощи колонны штанг 4. Станок-качалка имеет асинхронный электродвигатель (ЭД) с КЗ ротором, с повышенным пусковым моментом, обеспеченным за счет специальной конструкции обмотки ротора: двойной беличьей клетки или глубокопазной обмотки. Кроме ЭД станок-качалка имеет редуктор 10. Колонна штанг станка-качалки на устье скважины через шток соединена с головкой балансира 6 станка-качалки. Балансир с помощью шатунов связан с кривошипами, вал которых через редуктор и клиноременную передачу связан с ЭД. Изменяя расстояние от кривошипа до места присоединения шатунов к кривошипу можно регулировать ход полированного штока и длину хода плунжера насоса. Балансирный и кривошипный противовесы служат для уравновешивания нагрузки подвижной системы станка-качалки и двигателя при ходе колонны штанг вниз и вверх (рис. 22).

Частоту качаний балансира можно изменять путем установки шкивов различных диаметров у клиноременной передачи. Мощность ЭД для привода станков-качалок находится в диапазоне 1,7-55 кВт.

Режим работы ЭД станка-качалки характеризуется резко пульсирующей нагрузкой и непрерывными переходными процессами. Таким образом целесообразно выравнивать нагрузку ЭД при ходе плунжера как вверх, так и вниз.

Рис. Конструктивная схема станка-качалки:

1 – плунжерный глубинный насос; 2 – плунжер; 3 – колонна насосных труб; 4 – колонна штанг; 5 – шток устьевой; 6 – головка балансира; 7 – балансир; 8 – шатун; 9 – кривошип; 10 – редуктор; 11 – клиноременная передача; 12 – электродвигатель; 13 – противовес балансирный; 14 – противовес кривошипный.

Рис. Графики изменения мощности нагрузки на валу двигателя:

а) неуравновешенный станок-качалка;

б) уравновешенный станок-качалка.

При идеальном уравновешивании должно соблюдаться условие: I_вmax=I_нmax,

где I_вmax – пиковое значение тока статора при движении плунжера вверх,

I_нmax – пиковое значение тока статора при движении плунжера вниз.

Cтепень неуравновешенности  определяется формулой:

считается, что станок-качалку следует доуравновешивать если .