3.3 Механико-технологические расчеты штанговой насосной установки

Статическая нагрузка во время движения вверх:

де нагрузка под действием веса штанг в веществе;

нагрузка от столпа жидкости.

де вес штанг в воздухе; , , для штанг діаметром 22мм.

коэффициент плавучести штанг,

плотность материала насосных штанг

Находим коэффициент деформации труб.

Деформация по закону Гука для штанг:

для труб

где

Действительную длину хода плунжера рассчитываем по формуле:

Коэффициент деформации штанг і труб:

Найдем коэффициент подачи штанговой насосной установки:

Додаток 1

Таблица 1. Диаметры отверстия седла клапана вставных насосов.

Вывод

В результате проведения расчета технологических параметров скважины, мы по заданным значениям дебита и глубины спуска насоса, определили тип станка-качалки 6СК=6=2,1=2500. Для данной глубины спуска насоса приняли вставной насос типа НВ1С-44-21-2500, для которого нужны 73 мм НКТ и одноступенчастая колонну штанг 22 мм. В механико-технологичных расчетах штанговой насосной установки, мы определили коэффициент подачи штанговой насосной установки: 0,4.

4.1 Техника безопасности при эксплуатации скважин штанговыми насосами.

Насосный способ добычи нефти наиболее распространен. Опасность получения травмы персонала при обслуживании скважин, эксплуатируемых этим способом, связана в основном с наличием подвижных частей станков-качалок и необходимостью выполнения различных операций по проверке технического состояния, изменении режима работы и ремонту наземного оборудования. К таким операциям относятся, например, работы по замене клиновидных ремней, снятию и установке канатной подвески, изменении длины хода и числа качаний балансира станка-качалки, а также по замене балансира, редуктора и других частей станка-качалки.

Определенные опасности возникают также при обслуживании устьевой арматуры (набивка сальникового уплотнения, соединения и отсоединения выкидной линии и др.)., Замене полированного штока и других работах. Получение травмы обслуживающего персонала возможно, кроме того, при обслуживании электрооборудования.

Рисунок 4.1 - Зажим полированного штока станков-качалок.

Устьевая арматура насосных скважин должна обеспечивать отбор газа из затрубного пространства и спуск в скважину приборов для проведения исследовательских работ. Верхний торец, сальник устьевой арматуры должен возвышаться над уровнем площадки не более чем на 1 м, что улучшает условия труда при работе в устья скважины.

Во время набивки сальника устьевой арматуры для закрепления его крышки на полированном штоке применяют зажим (рисунок 4.1).

Станки-качалки по своей конструкции должны удовлетворять определенным требованиям, направленным на обеспечение их надежности в работе и безопасности выполнения операций, связанных с обслуживанием и ремонтом. Одно из основных условий надежной работы станка-качалки - наличие системы уравновешивания для равномерного распределения нагрузки на

двигатель при ходе вверх и вниз. Это достигается установкой противовесов на хвосте балансира (балансирные противовесы) или на кривошипе станка-качалки (роторные противовеса).

Грузы балансирной противовеса должны иметь массу не более 40 кг каждый. Способ укрепления грузов должен исключать возможность падения их с балансира. Перемещение роторных противовесов вдоль кривошипов станка-качалки должно быть механизировано и производиться плавно, без заеданий. Способ крепления роторных противовесов должен исключать возможность самопроизвольного перемещения и падения их с кривошипов. Станок-качалка имеет устройство, обеспечивающее возможность отбрасывания (опус-Канн) или отвода в сторону головки балансира. Устройство для отвода головки балансира должен быть таким, чтобы головка могла возвращаться без заеданий.

Конструкция канатной подвески для сальникового штока должна обеспечивать возможность удобного и безопасного выполнения операций по соединению колонны насосных штанг с головкой балансира и отсоединение его от головки, регулировке посадки плунжера насоса. Вместе с тем полностью должно исключаться самопроизвольное освобождение (соскок) каната.

Большое значение в создании безопасных условий выполнения различных операций имеют надежность и удобство расположения тормозного устройства станка-качалки. Оно должно обеспечивать плавное и надежное торможение при давлении на тормозную рукоятку не более 1,5 МПа как при подвешенных, так и отсоединенных от головки балансира насосных штангах в любом положении кривошипов (или балансира) станка-качалки.

Станки-качалки оснащаются лестницами, площадками и предохранительными ограждениями.

Рисунок 4.2 - Ограждение шатунно-кривошипного механизма станка- качалки:

1 - балка, 2 - дверца 3 - фасадный щит, 4 - соединительная муфта; 5 - съемный стержень, б - боковой щит, 7 - болт, 8 - ребро жесткости; 9-лобовой щит, 10 - нижний щит.

Надежная ограда шатунно-кривошипного механизма (рисунок 2) и клиноременной передачи (рисунок4. 3), исправность площадок и лестниц для обслуживания электропривода и тормозного устройства, а также площадок и лестниц для смазки и ремонта станка-качалки - одни из основных условий безопасного обслуживания наземного оборудования.

Вход на площадку для обслуживания электропривода станка-качалки располагается со стороны тормозного устройства. Площадка должна иметь съемную ограждение поручня. При расположении площадки на высоте до 75 см от земли для входа на нее устраиваются ступени, а при высоте более указанной величины - маршевые лестницы шириной не менее 65 см, имеющие поручни высотой 1 м.

Рисунок 4.3-Ограждение клиноременной передачи: 1 - опорная планка, 2 - болт, 3 - щит, 4 - гайка.

Лестницы, установленные у стойки станка-качалки, обеспечиваются предохранительными дугами на расстоянии не более 80 см друг от друга. Ширина лестницы не менее 60 см, а расстояние между ступеньками - 35 см.

Всходы должны надежно крепиться к стойке станка - качалки. Ограждения шатунно-кривошипного механизма и клиноременной передачи станка-качалки должны удовлетворять требованиям, предъявляемым правилами безопасности к ограждению движущихся частей станков, машин и механизмов.

При монтаже и демонтаже станков-качалок применяются тракторы-подъемники или другие грузоподъемные механизмы (например, агрегат Азинмаш-47, кран КСГ-6), что значительно облегчает установку станка-качалки на фундамент, перемещение и снятие его с фундамента, а также выполнения других работ, связанных с монтажом и демонтажем.

Во время обслуживания и ремонта станков-качалок пользуются различными приспособлениями, обеспечивающими безопасность выполнения тех или иных операций. Так, снятие и установку канатной или цепной подвески проводят с помощью специального приспособления или пользуются при этом переносными лестницами и площадкой. Кроме того, существует ют приспособления, применяемые для откидывания и размещения головки балансира станка-качалки, прессовки пальцев кривошипа и выполнения других операций.

Во время работы станка-качалки не допускается проведение ремонта или крепления любых частей станка, запрещается чистить и смазывать движущиеся части вручную, снимать предохранительные ограждения, а также направлять, сбрасывать, натягивать или ослаблять ременную передачу. До начала ремонтных работ привод станка-качалки отключается, а на пусковом устройстве вывешивается плакат «Не включать - работают люди». На периодически работающих скважинах с автоматическим или дистанционным запуском отключения привода и вывешивания предупредительного плаката осуществляют не только перед проведением ремонтных работ, но обязательно и перед осмотром оборудования.

При замене траверсы и шатунов станка-качалки балансир закрепляют путем установки упоров из досок или бревен или поддерживают его канатным стропом с помощью подъемника. В обоих случаях не исключается возможность срыва балансира и травмирование рабочих. Выполнение работ по отсоединение и присоединение траверсы и шатунов связано с необходимостью нахождения операторов непосредственно на балансире или траверсе (при замене шатунов), что вызывает опасность их падения с высоты. Во время спуска отделившейся и приему новой траверсы с помощью каната, перекинутого через балансир станка-качалки, возникает опасность падения траверсы и травмирование ней рабочих. Применение при смене траверсы передвижного грузоподъемного крана значительно облегчает и повышает безопасность выполнения этой работы.

Уравновешивание станка-качалки проводится путем изменения положения роторных противовесов, а также изменения массы груза на балансира станка-качалки.

Для изменения положения роторной противовеса кривошипы устанавливают так, чтобы обеспечить небольшой наклон ее в сторону желаемого перемещения противовесов. Передвигают противовеса по кривошипа при помощи лома.

Существует кривошип конструкции, что позволяет механизировать операции по передвижению роторных противовесов, а также изменении длины хода балансира. Операции по изменению массы груза на балансира станка-качалки (установка дополнительных грузовых плит и крепления их на балансире или снятие лишних плит с балансира) выполняют обычно вручную. Для безопасности выполнения этих операций ВНИИБТ рекомендует пользоваться переносным площадкой.

Изменение длины хода балансира станка-качалки связана с необходимостью перестановки пальца на кривошипе. При выполнении этой операции возникает опасность падения с высоты (если фундамент станка-качалки имеет относительно большую высоту), травмирования отсоединенным внизу ша

туном, а также инструментом или кусочком металла, улетел {при выбивании пальца кувалдой). Во избежание несчастных случаев рабочее место готовят так, чтобы создать определенные удобства для выполнения указанной операции. Шатун после отсоединения от кривошипа привязывают к стойке (пирамиде) станка-качалки, а пальцы прессуют с помощью предназначенного для этого приспособления с использованием привода и тормоза станка-качалки. Устанавливать балансир в необходимое положение путем проворачивания вручную шкивов клиноременной передачи запрещается.

Перед началом ремонтных работ в насосных скважинах головка балансира станка-качалки должна быть откинута назад или отведена в сторону.

Отвержение и опускание головки балансира, а также снятие и надевание канатной подвески следует производить с помощью приспособлений, исключающих необходимость подъема рабочего на балансир станка-качалки.

Техническое состояние крепления любых частей проверяется после остановки станка-качалки.

Клиновидные ремни станка-качалки меняют после ослабления натяжения их путем изменения угла наклона или перемещения электродвигателя по санках в направлении редуктора. Выполнение этой операции без ослабления натяжения клиновидных ремней путем проворачивания шкивов приводит к травмированию рук. Установка балансира станка-качалки в определенное положение необходима для проведения различных работ, связанных с ремонтом скважины или гидравлическим разрывом пласта. Эта операция осуществляется с помощью механизмов талевой системы.

В процессе эксплуатации проверяют и смазывают детали станка-качалки и редуктора. Эти операции должны проводиться при остановленном и заторможенном станке. Для смены масла в редукторе и подшипниках станка-качалки рекомендуется применять агрегат Азинмаш-48.

Перед пуском станка-качалки после выполнения ремонтных работ убирают инструмент и различные приспособления, устанавливают на место предохранительные ограждения и обязательно проверяют отсутствие посторонних людей в опасной зоне.