2. Розрахунок електропривода верстата-качалки Вступ

Експлуатація свердловин штанговими свердловинними насосами широко розповсюджена на більшій частині нафтовидобувальних свердловин світу.

Обладнання для експлуатації свердловин цим способом включає: глибинний плунжерний насос, систему насосних труб і штанг, на які насос підвішують у свердловині; привідну частину індивідуальної штангової установки балансирного типу, котра складається з верстата-качалки та двигуна; устьове обладнання свердловини, призначене для підвішування насосно-компресорних труб і герметизації устя; підвісний механізм для підвішування насосних штанг до головки балансира верстата-качалки (рис. 4).

У свердловину на колоні насосно-компресорних труб (НКТ) під рівень рідини спускають циліндр насоса, в нижній частині якого встановлено приймальний клапан 1, що відкривається тільки вгору. Потім на насосних штангах 3 у середину НКТ спускають поршень, котрий називається плунжером, який установлюють у циліндр насоса.

Плунжер має один чи два клапани 2, що відкриваються тільки вгору, вони називаються вихідними, або нагнітальними. Верхній кінець штанг закріплюють на головці переднього плеча балансира 6 верстата-качалки. Для спрямовування рідини із НКТ у нафтопровід та попередження її розтікання на усті свердловини закріплюють трійник 4 та вище нього сальник 5, через який пропускають сальниковий (полірований) шток.

Свердловинний насос приводиться у дію верстатом-качалкою, в якому обертовий рух, отриманий від двигуна 9, за допомогою редуктора, кривошипно-шатунного механізму 7,8 та балансира 6 перетворюється в зворотно-поступальний рух, що отримує плунжерний насос у свердловині.

При ході плунжера вгору під ним падає тиск, всмоктувальний клапан під тиском стовпа рідини в затрубному просторі відкривається, і рідина із свердловини поступає в циліндр насоса. У цей час нагнітальний клапан 2 плунжера закритий під тиском стовпа рідини, що знаходиться над ним. При ході вниз приймальний клапан 1 під тиском стовпа рідини в насосних трубах закривається, а клапан 2, розташований на плунжері, відкривається, і рідина поступає в насосно-компресорні труби. При неперервній роботі плунжера всмоктування та нагнітання чергуються, в результаті чого при кожному ході деяка кількість рідини поступає в насосно-компресорні труби.

Рівень рідини в НКТ поступово збільшується і досягає устя свердловини, рідина починає переливатися у вихідну лінію через трійник 4 із сальниковим пристроєм.

Раніше верстати-качалки виготовлялися за стандартами 1951, 1956 та 1966р. У наш час на верстати–качалки типу СК діє ОСТ 26-16-08-87, який передбачає 12 типорозмірів СК. У кодуванні (наприклад 8-3-4000) вказано: 8 -найбільше допустиме навантаження на головку балансира в точці підвісу штанг, помножене на 10 кН; 3 - найбільша довжина ходу устьового штока, м; 4000 - номінальний крутний момент на вихідному валу редуктора, помножений на , кН∙м.

Рис.4 Схема штангової глибинно-насосної установки

Додатково верстати-качалки характеризують кількістю n – коливань балансира (подвійних ходів) за хвилину, яка змінюється від 5 до 15 .

Найбільш розповсюдженим для привода верстатів-качалок є короткозамкнені асинхронні двигуни з підвищеним пусковим моментом серій 4А, 5А та АИР у закритому виконанні, котрі зовні примусово обдуваються. Таке виконання гарантує надійну роботу двигунів, які встановлюються на відкритому повітрі і піддаються впливу вологи, піску, снігу. Також двигуни мають високий пусковий момент, кратність якого складає 1,7 - 2,3 при кратності пускового струму не більше 7,5.

Двигуни із синхронною частотою обертання 1500 об/хв мають більш високий ККД та і меншу вагу, ніж двигуни з меншою частотою обертання, тому їм віддають перевагу. За малої кількості коливань верстата-качалки, коли при мінімальному діаметрі змінного шківа двигуна й нормальному редукторі не здійснюється необхідна кількість коливань, часто застосовують двигуни на швидкість 1000 об/хв.