нефтегазопромыслового оборудования методичка
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Для определения числа качаний при заданной производительности глубинного насоса при максимальной длине хода используют соотношение:
11 = ∙
где - максимальное число качаний, установленное для станка-качалки;- максимальная добыча, соответствующая верхней границе поля данного
насоса, в м3/сут;1- заданная добыча в м3/сут.
Аналогичные диаграммы были созданы и для станков - качалок по ГОСТ 5866-76, которые обычно приводятся в паспорте станка -качалки.
Вопрос 4.32. Устьевое оборудование ШСНУ
Арматура устьевая АУШ-65/50г14 предназначена для герметизации устья скважин, эксплуатируемых штанговыми скважинными насосами.
Она состоит (рис. 4.45) из устьевого патрубка с отборником проб 6, угловых вентилей 5, 8,9 и перепускного клапана 10.
Устьевой патрубок 4 имеет два отвода с угловыми вентилями 8 и 9. Угловой вентиль 9 и его отвод предназначен для регулирования давления в затрубном пространстве и проведения различных технологических операций, связанных с ремонтом и профилактикой скважины.
Угловые вентили 5 и 8 перекрывают потоки нефти. К угловому вентилю 8 крепится быстросборная муфта 7, позволяющая быстро отсоединить выкидную линию и освободить пространство у скважины для проведения работ при ремонте и исследовании скважины.
Трубная подвеска 3, имеющая два уплотнительных кольца 11, является основным несущим звеном насосно-компрессорных труб с глубинным насосом на нижнем конце и сальниковым устройством 2 наверху. Отличительная особенность сальника - наличие пространственного шарнира между головкой сальника (содержащей уплотнительную набивку) и тройником. Шарнирное соединение, обеспечивая самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью ствола скважины, исключает односторонний износ набивки, увеличивает срок службы сальника, одновременно облегчает смену набивки.
Сальник рассчитан на повышенные давления на устье скважины и обеспечивает надежное уплотнение штока при однотрубных системах сбора нефти и газа.
-193-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Корпус трубной головки имеет отверстие 1 для выполнения исследовательских работ.
Продукция скважины поступает через боковое отверстие трубной подвески. Для снижения давления в затрубном пространстве путем перепуска продукции в трубную часть предусмотрен перепускной клапан 10. Устьевые сальники изготавливаются двух типов: СУС1 -с одинарным уплотнением (для скважин с низким статическим уровнем и без газопроявлений); СУС2 - с двойным уплотнением (для скважин с высоким статическим уровнем и с газопроявлениями).
Самоустанавливающийся сальник СУС1 (рис. 4.46, а) состоит из шаровой головки 9 с помещенными в ней нижней 2 и верхней втулками с вкладышами 3 и 10 из прессованной древесины и уплотнительной набивки 8. На верхнюю часть шаровой головки навинчивается крышка 12 с двумя скобами, которыми подтягивается уплотнительная набивка.
В верхней части крышки головки над грундбуксой 11 имеется кольцевой резервуарчик, служащий для смазки трущихся поверхностей сальникового штока,
набивки и вкладышей. Для надежного уплотнения шаровой головки предусмотрено уплотнительное кольцо 5. Два стопора 4 в нижней части шаровой головки не позволяют ей проворачиваться вокруг своей оси при затяжке крышки.
Шаровая головка крепится к тройнику 1 двумя откидными болтами 14, укрепленными на тройнике пальцами 15, которые входят в проушины болтов. Тройник снабжен быстроразборным соединением для подсоединения к выкидной линии
-194-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 4.46. Устьевой самоустанавливающийся сальник:
а - СУС1-73-25; б - СУС2-73-40; 1- тройник; 2 - втулка нижняя; 3 - вкладыш; 4 - стопор; 5 - кольцо уплотнительное; 6 - манжетодержатель; 7 - крышка шаровая;
8 - уплотнительная набивка; 9 - головка шаровая; 10 - вкладыш; 11грундбукса; 12 - крышка головки; 13 - гайка; 14 - болт откидной; 15 - палец; 16 - шплинт; 17 - гайка накидная; 18 - ниппель; 19 - наконечник; 20 - сальниковый шток
Устьевой сальник СУС2 (рис. 4.46,6) в отличие от сальника СУС1 имеет вторую камеру, включающую шаровую головку с помещенными в ней уплотнительной набивкой и промежуточной втулкой с вкладышами и двумя резиновыми кольцами.
При этом основная уплотнительная набивка помещена в корпусе, который навинчен на резьбу шаровой головки. Устьевой сальник с двойным уплотнением позволяет заменять изношенные верхние уплотнительные элементы на скважине. Изношенные направляющие втулки, необходимо заменять при текущем ремонте скважин, когда устьевой сальник вместе со штоком находится на мостках.
Перед установкой устьевого сальника на устье скважины вкладыши растачивают под соответствующий диаметр сальникового штока. Сальниковый шток желательно вставлять в устьевой сальник в горизонтальном положении на мостках. Можно устанавливать устьевой сальник тогда, когда шток находится в скважине. При этом используют зажим, устанавливаемый на сальниковом штоке.
При установке устьевых сальников на устье все резиновые кольца и уплотнительные набивки необходимо смазывать густой смазкой.
- 195-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
При потере герметичности в шаровой опоре или при ее заклинивании разбирать шаровую крышку и отделять головку от тройника можно только в мастерской. После разборки шаровой крышки и шаровой головки рабочие поверхности шарнира должны быть тщательно очищены. При потере герметичности в шаровой опоре заменяют уплотнительное кольцо.
Запорное устройство оборудования - проходной кран с обратной пробкой. Скважинные приборы опускают по межтрубному пространству через специальный патрубок (рис. 4.45).
Вопрос 4.33. Редукторы станков-качалок
Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения, передаваемой от электродвигателя кривошипам станка-качалки. Применяется в станках-качалках и других механических приводах штанговых скважинных насосов.
Редуктор (рис. 4.47) -двухступенчатый, с цилиндрической шевронной зубчатой передачей зацепления Новикова. Быстроходная ступень - раздвоенный шеврон, тихоходная ступень - шевронная с канавкой.
Ведущий и промежуточные валы установлены на роликоподшипниках радиальных с короткими цилиндрическими роликами, однорядными; ведомый вал - на роликоподшипниках сферических двухрядных. На концах ведущего вала насажены ведомый шкив клинор-менной передачи и шкив тормоза. На оба конца ведомого вала насажены кривошипы.
Корпус редуктора с разъемом по осям валов образует масляную ванну.
Смазка зацепления - картерная, окунанием. Смазка опор промежуточного и ведомого валов - принудительно картерная, быстроходного - картерная.
Корпус снабжен двумя контрольными пробками, для контроля за уровнем масла в редукторе и дыхательным клапаном.
Редукторы типа Ц2НШ устанавливают на станках - качалках ГОСТ 5866-66.
На станках - качалках типа СКР выпускаемых ОАО «Редуктор» по ОСТ 26-16-08-87 (См. табл. 2.9[6]) установлены современные трехступенчатые редукторы типа ЦЗНК см.
рис 4.48.
Основные достоинства и особенности редуктора следующие:
1. Передаточные числа могут меняться, составляя 63,90 и 125, что позволяет снизить частоту качаний балансира до 1,7 в минуту.
2.Возможность изменения передаточного числа путем замены зубчатой пары входной ступени использованием комплекта зубчатых пар, что осуществляется достаточно быстро и позволяет на работающем
-196-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 4.47 . Редуктор типа Ц2НШ:
1 - ведущий вал; 2 - крышка подшипника,; 3 - промежуточный вал; 4 - ведомый вал; 5 - стакан подшипника
станке-качалке устанавливать необходимое число качаний в зависимости от текущего дебита скважины.
3.Применение вместо шевронной зубчатой передачи, трудоемкой в изготовлении и ремонте, термоулучшенной крупномодульной ко-созубой передачи с упорными кольцами, защищенной Российским патентом, в которой используется зацепление Новикова с патентованным в США исходным контуром, обладающей более высокой нагрузочной способностью.
4.Ведомый вал в редукторах с номинальным моментом до 16 кНм монтируется на подшипниках качения, что отражается в шифре буквой
- 197 -
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 4.48. Редуктор типа ЦЗНК
«К», например, ЦЗНК-355К. В более мощных редукторах ведомый вал может монтироваться на 4 опорах для_более равномерного распределения нагрузки. В качестве опор применены подшипники скольжения, более дешевые, простые при сборкеразборке и надежные в эксплуатации. Такие редукторы получают в шифре букву «С», например, ЦЗНК-450С. Смазка этих подшипников осуществляется вращением колес по каналам в плоскости разъема подшипников. На дру-
-198-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 4.49. Трехступенчатый коническо - цилиндрический редуктор Ц2НШ-315
гих валах применены стандартные подшипники качения, смазываемые барботажным способом. Для разгрузки подшипников от осевой нагрузки в выходной и промежуточной передачах введены упорные гребни.
Для станков-качалок с одноплечим балансиром типа Маrk II редукторы имеют увеличенный диаметр выходных валов, установленных на подшипниках качения.
5. Масса редукторов ЦЗНК при равных нагрузочных характеристиках до 25-30% меньше но сравнению с редукторами ЩШ11.
-199-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
6. Возможность применения электродвигателей с меньшей мощностью, чем в станках-качалках типа СК, позволяет снизить потребление электроэнергии.
Конструктивная схема трехступенчатого коническо - цилиндрического редуктора Ц2НШ-315 показана на рис. 4.49:
Вопрос 4.34. Основные типы балансирных станков-качалок
Стандартом 1966 г. было предусмотрено 20 типоразмеров станков-качалок (СК) грузоподъемностью от 1,5 до 20 т. Типовая конструкция СК представлена на рис. 4.51. Впервые в стране был начат выпуск приводов, в которых редуктор был поднят и установлен на подставке.
При создании размерного ряда учитывалась унификация узлов и элементов с той целью, чтобы свести к минимуму разнообразие быстроизнашивающихся узлов и тем самым упростить изготовление, ремонт, обслуживание и снабжение оборудования запасными элементами. Для этого из 20 типов станков-качалок 9 - были выполнены как базовые, а остальные 11 - в виде их модификаций. Модификации заключались:
1)в изменении соотношений длин переднего и заднего плеч балансира путем замены головки балансира или всего балансира, что приводило к изменению грузоподъемности и длины хода станка-качалки;
2)в применении редуктора с другим крутящим моментом;
3)в одновременной замене балансира и редуктора.
Фактически в серийный выпуск пошли только 9 - моделей, включая 7 базовых и 2 модифицированных. Условное обозначение на примере 4СКЗ-1,2-700 расшифровывается следующим образом:
4СК - станок - качалка 4 - базовой модели; 3 - допускаемая нагрузка на головку балансира 3 т;
1,2 - наибольшая длина хода точки подвеса штанг 1,2 м; 700 - допускаемый крутящий момент на редукторе 700 кг · м.
Основные параметры и размеры станков - качалок выпускаемых по разным стандартам приведены в таблицах 2.1...2.12 [6].
Станки - качалки по ГОСТ 5866-76.
Из намечавшихся к выпуску 30 типоразмеров производством было освоено 7 моделей представленных в таблице 2.3. [6]. Конструкции станков - качалок по данному стандарту принципиально не отличаются от предыдущих типов.
Станки-качалки СК5-3-2500 и СК6-2,1 -2500 отличаются друг от друга длиной переднего плеча балансира; СК8-3.5-4000 и СК8-3.5-5600 различаются типоразмером редуктора и мощностью электродвигателя.
-200-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 4.50. Схема станка - качалки по ГОСТ 5866-66
Основным изготовителем всех станков-качалок, выпускавшихся в соответствии с ГОСТ 5866, был завод «Бакинский рабочий». В последние годы оборудование, соответствующее государственному стандарту 1976 г. стали выпускать другие заводы: Нефтепроммаш (г. Ахтырка, Сумская обл.): СКЗ-1,5-710; СК9-3,5-5500; СК12-3.0-5500; СК15-5-9-500 и Тяжмашимпекс (г. Киев): СКЗ-1.5-710; СК12-3.0-5500.
Станки - качалки по ОСТ 26-16-08-87.
Указанным отраслевым стандартом впервые в нашей стране (тогда СССР) был предусмотрен выпуск станков-качалок дезаксиально-го типа 6 размеров (рис. 4.51,
4.52).
Стандартом предусмотрено два вида исполнения - с установкой редуктора на раме или на тумбе. Таким образом, образуется 12 моделей приводов (табл. 2.5).
-201-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рис. 4.51. Схема станка - качалки типа СКД с редуктором на раме и кривошипным уравновешиванием
Принципиальное отличие дезаксиальных станков-качалок от ранее применявшихся у нас исключительно аксиальных в том, что де-заксиальные станки-качалки обеспечивают разное время хода штанг вверх и вниз, тогда как аксиальные - одинаковое. Поскольку разница в кинематике конструктивно обеспечивается элементарными средствами, т.е. тем или иным расположением редуктора относительно балансира и не требует специальных изменений конструкции, то станкикачалки по рассматриваемому отраслевому стандарту не отличаются от аналогичных по Госстандарту.
Условное обозначение рассмотрим на примере СКДТЗ-1,5-710: СК - станок-качалка;
Д- дезаксиальный;
Т- редуктор установлен на тумбе;
3 - номинальная нагрузка на устьевой шток Зт; 1,5 - максимальная длина хода устьевого штока 1,5м;
710 - номинальный крутящий момент на ведомом валу редуктора 710кг ·м. Тихоходные станки - качалки. С ростом числа малодебитных скважин (с дебитом
менее 5 м3/сут) все острее вставала проблема их оптимальной эксплуатации.
-202-