2.14 Производительность штанговых насосов.

Общее количество жидкости, которое подает насос за единицу времени, называют его подачей. Подачу обычно подсчитывают за сутки и выражают в массовых единицах – тоннах (т/сут). За один ход плунжера вниз и вверх насос подает объем жидкости, равный объему цилиндра, описываемому плунжером.

V = F S; где: F - площадь сечения плунжера, S – длина хода плунжера,

Обозначив число ходов цилиндра через n, подача насоса в объемных единицах

V = F S n ,Умножив выражение на число минут в сутках (60· 24 = 1440) V =1440 F S n

Теоретическая подача штангового насоса

Qт = 1440 F S n ρ

Фактическая подача штангового насоса Q = 1440 F S n ρ η

2.15 Нагрузки, действующие на штанги и станок-качалку. Уравновешивание станков-качалок

В процессе работы глубинного насоса штанги выдерживают значительные знакопеременные нагрузки при ходе верх и вниз, усилия от продольных колебаний и изгиба, влияния температуры, коррозийной жидкости. Насосные штанги и трубы, находящиеся в скважине, испытывают нагрузку от собственной силы тяжести и находятся в растянутом состоянии. В процессе работы на них действует также сила тяжести столба жидкости. При ходе головки балансира вверх в начальный периоде движения штанги растягиваются, а плунжер остается неподвижным. В результате удлинения штанг и труб под действием статических нагрузок, которые определяются весом штанг, труб и массой столба жидкости во них, действительный ход плунжера будет меньше хода точки подвеса штанги к балансиру. Под действием сил инерции длина хода плунжера несколько увеличивается по отношению хода точки подвеса штанг. Общий коэффициент подачи насосной установки с учетом действительного хода плунжера n = n1 + n2 , где n1- коэффициент, учитывающий упругие удлинения труб и штанг от действия статических сил, n2 – коэффициент, учитывающий выигрыши хода за счет инерционных сил.

Максимальные статические нагрузки Рст штанги испытывают в точке подвеса при ходе плунжера вверх от собственной силы тяжести и силы тяжести жидкости в трубах над плунжером Рст = (Рж + Ршт)g + Ртр , гд е Рж,, Ршт – силы тяжести штанг и жидкости, Ртр

– силы трения штанг о трубы и плунжера о стенки цилиндра.

При ходе плунжера вверх на головку балансира действует давление столба жидкости на плунжер и сила тяжести насосных штанг. При ходе плунжера вниз - только сила тяжести штанг. Такое резкое колебание нагрузок приводит к ускоренному износу всех узлов станка, ненормальному режиму работы электродвигателя. Для устранения колебаний нагрузки станок-качалку уравновешивают противовесами (контргрузами).

Уравновешивают тремя способами: размещают противовес на заднем конце балансира (балансирный), на кривошипах (роторный) или одновременно на балансире и кривошипах (комбинированный способ уравновешивания). Для равномерной нагрузки штанги уравновешивают полностью, а столб жидкости наполовину. При балансирном уравновешивании масса противовеса, устанавливаемого на заднем конце балансира G (кг) определяют по формуле: G = а/с ( Рж/2+ Р ш)

где c – расстояние от оси качания О до середины контргруза

Рж – масса жидкости в трубах до динамического уровня, кг

Рш – масса штанг, кг.