Принцип работы станка качалки
Содержание:
СТАНОК-КАЧАЛКА (а. reversing machine; н. Pumpenbock, Tiefpumpenanlage, Gestдn — getiefpumpe; ф. pompe а balancier; и. bomba de balancнn) — агрегат для приведения в действие глубинного насоса при механизированной эксплуатации нефтяных скважин. Возвратно-поступательное движение плунжеру глубинного насоса передаётся через штанги и шток.
Станок-качалка устанавливается на фундаменте над устьем скважины. В зависимости от количества одновременно обслуживаемых скважин станки-качалки бывают индивидуальные, спаренные и групповые. На практике чаще всего применяются индивидуальные станки-качалки.
В зависимости от характера передачи движения к штоку индивидуальные станки-качалки бывают балансирного и безбалансирного типа. Наиболее распространены балансирные индивидуальные станки-качалки, которые отличаются от безбалансирных принципом действия и конструкцией механизма, преобразующего вращательное движение вала двигателя в возвратно-поступательное движение штока и колонны штанг.
Несмотря на многообразие типов и конструкций безбалансирных индивидуальных станков-качалок, они не нашли достаточного распространения в нефтедобывающей промышленности вследствие ряда существенных недостатков. Основным типом приводов глубинных плунжерных насосов в современной практике глубинно-насосной нефтедобычи являются балансирные индивидуальные станки-качалки с механическим, пневматическим и гидравлическим приводом.
Станомк-качамлка — один из элементов эксплуатации нефтедобывающих скважин штанговым насосом. Операторы по добыче нефти и газа определяют это оборудование как: "Индивидуальный балансирный механический привод штангового насоса".
Станок-качалка является важным видом нефтегазового оборудования и используется для механического привода к нефтяным скважинным штанговым (плунжерным) насосам. Конструкция станка-качалки представляет собой балансирный привод штанговых насосов, состоящий из редуктора и сдвоенного четырехзвенного шарнирного механизма.
Станок-качалка предназначен для индивидуального механического привода к нефтяным скважинным штанговым насосам. Станок-качалка конструктивно представляет собой индивидуальный балансирный привод штанговых насосов, состоящий из редуктора и сдвоенного четырехзвенного шарнирного механизма, с роторным и роторно-балансирным уравновешиванием, преобразующим вращательное движение кривошипов в вертикальное движение канатной подвески устьевого штока с прикрепленной к нему колонной насосных штанг.
Cтанок-качалка CK-7: 1 — рама; 2 — стойка; 3 — кривошипы; 4 — балансир; 5 — шатуны; 6 — редуктор; 7 — электродвигатель; 8 — противовесы; 9 — тормоз.
Станок-качалка устанавливается на специально подготовленном фундаменте (обычно бетонном), на котором устанавливаются: платформа, стойка и станция управления.
После первичного монтажа на стойку помещается балансир, который уравновешивают т. н. головкой балансира. К ней же крепится канатная подвеска (последняя соединяет балансир с полированым сальниковым штоком).
На платформу устанавливается редуктор и электродвигатель. Иногда электродвигатель расположен под платформой. Последний вариант имеет повышенную опасность, поэтому встречается редко. Электродвигатель соединяется с маслонаполненным понижающим редуктором через клино-ременную передачу. Редуктор же, в свою очередь, соединяется с балансиром через кривошипно-шатунный механизм. Этот механизм преобразует вращательное движение вала редуктора в возвратно-поступательное движение балансира.
Станция управления представляет собой коробочный блок, в котором расположена электрика. Вблизи станции управления (или прямо на ней) выведен ручной тормоз станка-качалки. На самой станции управления расположен ключ (для замыкания электросети) и амперметр. Последний — очень важный элемент, особенно в работе оператора ДНГ. Нулевая отметка у амперметра поставлена в середину шкалы, а стрелка-указатель движется то в отрицательную, то в положительную область. Именно по отклонению влево-вправо оператор определяет нагрузку на станок — отклонения в обе стороны должны быть примерно равные. Если же условие равенства не выполняется, значит, станок работает вхолостую.
станок качалка насос скважина
Рис.10.9. Схема балансирного станка-качалки:
1 — канатная подвеска; 2 — балансир с поворотной головкой; 3 — опора балансира; 4 — стойка; 5 — шатун; 6 — кривошип; 7 — редуктор; 8 — ведомый шкив; 9 — клиноременная передача; 10 — электромотор; 11 — ведущий шкив; 12 — ограждения; 13 — салазки поворотные для электромотора; 14 — рама, 15 — противовес, 16 — траверса, 17 — тормозной шкив.
Предусмотрено механизированное плавное перемещение кривошипных противовесов, при котором достигается лучшее уравновешивание СК.
Качалки оборудованы двухколодочным тормозом с ручным приводом. Тормозной барабан закреплен на трансмиссионном валу редуктора. С помощью тормоза балансир и противовесы качалки могут быть зафиксированы в любом положении. Электродвигатель устанавливается на салазках, наклон которых регулируется для достижения необходимого натяжения тиксотропных ремней трансмиссионной передачи. Изменение длины хода балансира достигается перестановкой пальца шатуна на кривошипе, а изменение числа качаний достигается сменой шкива на валу электродвигателя на другой размер.
Основные узлы станка-качалки — рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирно-подвешенная к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами. СК комплектуется набором сменных шкивов для изменения числа качаний, т.е. регулирование дискретное. Для быстрой смены и натяжения ремней электродвигатель устанавливается на поворотной салазке.
Монтируется станок-качалка на раме, устанавливаемой на железобетонное основание (фундамент). Фиксация балансира в необходимом (крайнем верхнем) положении головки осуществляется с помощью тормозного барабана (шкива). Головка балансира откидная или поворотная для беспрепятственного прохода спускоподъемного и глубинного оборудования при подземном ремонте скважины. Поскольку головка балансира совершает движение по дуге, то для сочленения ее с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска. Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса для предупреждения ударов плунжера о всасывающий клапан или выхода плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.
Амплитуду движения головки балансира (длина хода устьевого штока-7 на) регулируют путем изменения места сочленения кривошипа шатуном относительно оси вращения (перестановка пальца кривошипа в другое отверстие). За один двойной ход балансира нагрузка на СК неравномерная. Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Тогда уравновешивание называют соответственно балансирным, кривошипным (роторным) или комбинированным.
Блок управления обеспечивает управление электродвигателем СК в аварийных ситуациях (обрыв штанг, поломки редуктора, насоса, порыв трубопровода и т.д.), а также самозапуск СК после перерыва в подаче электроэнергии.
Для скважин различной глубины и производительности выпускают станки- качалки различных типов. До последнего времени станки- качалки выпускались в соответствии с государственным стандартом (ГОСТ5866-56) пяти типов: СКН2-615, СКН3-1515, СКН5 3015, СКН10-3315,СКН10-3012. Шифр этих станков- качалок обозначает:
Первые три буквы — «Станок-качалка нормального ряда»
Цифры непосредственно после букв- наибольшую нагрузку в точке подвеса штанг в т.
Цифры после тире- первая цифра в случае трехзначного числа или первые две цифры в случае четырехзначного числа обозначают наибольшую длину хода точки подвеса штанг в дециметрах,
Последние две цифры — наибольшее число качаний балансира в минуту.
Конструкция всех указанных станков- качалок однотипна с разницей только в способе уравновешивания.
Все станки- качалки состоят из четырех основных узлов: рамы, стойки балансира с траверсой и двумя шатунами, редуктора с кривошипами и противовесами. Наверху стойки имеется опорная плита, на которой устанавливаются и крепятся два подшипника качения оси балансира. Редуктор устанавливается на раме и крепится к ней болтами. На обоих концах ведомого вала редуктора закрепляются два кривошипа, на которых прикреплены два чугунных противовеса, предназначенных для уравновешивания станка- качалки во время работы. Движение от редуктора к балансиру передается двумя параллельно работающими кривошипно-шатунными механизмами, связанными с балансиром поперечной траверсой. На ведущем валу редуктора расположен двухколодочный тормоз. шатуны изготовлены из труб, в верхней части которых вварены головки, которыми они шарнирно соединяются с траверсой. К нижней части каждого шатуна приварена опора (нижняя головка) , к которой болтами прикрепляется корпус сферического подшипника качения пальца кривошипа. Подшипник закреплен на пальце кривошипа.
Для кривошипно- шатунного механизма в станках- качалках создают симметричное распределение нагрузки на редуктор, что увеличивает срок службы редуктора и других узлов и деталей станка, а также фундамента.
В1966 г. утвержден новый стандарт на балансирные станки- качалки (Гост 5866-66), предусматривающий девять базовых моделей станков –качалок (1СК-9 СК) грузоподъемностью от 1000 до 15000 кг от 1000 до 15000 кг (10-150 кн).
Новый размерный ряд станков-качалок разработан с учетом максимальной унификации их составных элементов, которая предусматривает в основном максимальное использование существующих узлов, с тем, чтобы находящиеся в эксплуатации станки- качалки и изготавливаемые по новому размерному ряду снабжались одними и теми же быстроизнашивающимися частями.
Новый размерный ряд станков- качалок основывается на использовании редукторов с зацеплением системы Новикова, позволяющие резко уменьшить габаритные размеры редуктора и станка- качалки в целом.
Противовесы на кривошипах могут перемещаться. В зависимости от удаления грузов от оси кривошипного вала создается уравновешивающий момент. Тормоз облегчает работу по передвижению противовесов.
Наряду с балансирными станками- качалками применяют и балансирные станки- качалки СБМ3-1.8-700 И СБМ6-3-2500грузоподъемностью соответственно 3 и 6 т (30 и 60 кн) и с длиной хода 1,8 и 3 м.
Азинмашем разработан безбалансирный станок- качалка СБМ12-5-8000 максимальной грузоподъемностью 12 т (120 кн )и с длиной хода 5 м.
Нефтяная качалка — один из распространенных типов оборудования для нефтяных месторождений. Данная техника используется для добычи ценного ресурса с разной глубины методом вращательно-поступательного движения рабочих органов. Производительность, глубина проникновения, долговечность работы качалки зависит от качества и технических характеристик установленного на нее редуктора.
Последний применяется для снижения вращательной скорости подвижных элементов техники при одновременном наращивании мощности, которая передается от электрического мотора станковым кривошипам. В соответствии с назначением, механизм получил название редуктора нефтяной качалки. Выполняется он на зубчатой передаче.
Сфера применения редуктора станка-качалки
Редуктор станка-качалки (еще одно название) устанавливают на металлическую раму в привод скважинных установок штангового типа. Подключение к балансировке осуществляется посредством кривошипно-шатунного механизма. Его плюсы:
- простая конструкция (зубчатая передача);
- надежность зацепления, которая обеспечивает высокую производительность и удобство поднятия нефти на поверхность.
Наиболее распространенный класс редукторов станка-качалки нефти — цилиндрические 2-ступенчатые механизмы с зацеплением по принципу Новикова. Такие конструкции используют в работе 2 типа шеврона:
- раздвоенный (быстроходная ступень);
- с канавкой (тихоходный).
Редуктор нефтяной качалки данной серии выдает оптимальную вращательную скорость элементов, обеспечивая мягкую быструю работу приводного механизма.
Устройство редуктора нефтяной качалки
Устройство редуктора нефтяной качалки включает серию из 2 пар зубчатых цилиндрических передач, сцепленных по оригинальной системе Новикова. Линейка типоразмеров включает 8 типов конструкций. Класс, к которому отнесен цилиндрический механизм, — Ц2НШ. Особенности конструкции:
- ведущий вал монтирован в роликовом подшипнике с короткими роликами цилиндрической формы;
- ведомый вал — в 2-рядных подшипниках сферической формы (с двух концов "закрыт" кривошипом);
- промежуточный вал — вместе с основным;
- шкивы тормоза и клиновидной ременной передачи — на ведущем валу зубчатой колесной передачи.
Смазка цилиндрического редуктора нефтяной качалки осуществляется комбинированным способом. Зубчатые колеса смазываются из емкости корпуса (картерная смазка). Валовые подшипники — в режиме принудительной картерной смазки. Узлы станка-качалки обрабатываются пластичной смазкой.
Особенности работы редуктора станка-качалки нефти
Ось цилиндрического редуктора станка-качалки укомплектована 2-мя якорями. Шатуны с одного конца закреплены к кривошипу (валу), с другого — соединяются с балансиром при помощи шарнирного крепления. К головке балансира прикреплены штанги с плунжером нефтяного насоса. Принцип работы редуктора нефтяной качалки сводится к следующему:
- При вращении приводного вала запускается движение кривошипа, соединенного с ним зубчатыми колесами.
- Кривошипный вал двигает шатуны, а те — запускают балансировку.
- Раскачиваясь, балансирная головка качает и штанги, и насосный плунжер.
- Раскачиваясь, плунжер глубинного насоса перемещается вверх-вниз в темпе, заданном балансиром.
Отметка крайних положений штока выполняется через линию связи. Последняя получает импульс напряжения при замыкании цепочки датчика положений. Другое название последнего — трансформатор. Он работает от 2-х якорей, закрепленных на оси редуктора станка-качалки. Каждые ее пол-оборота один из якорей замыкает цепочку трансформатора. Система настроена так, чтобы момент фиксации (замыкания) приходился строго на верхнее крайнее и нижнее крайнее положение штока.
Ремонт редуктора нефтяной качалки
Как и любой сложный механизм, редуктор станка-качалки нефти требует регулярного технического обслуживания. Одним из пунктов программы такого обслуживания является плановый ремонт с заданной периодичностью (зависит от типа оборудования, интенсивности работы, возраста и т. д.). Система действий при плановом ремонте включает серию обязательных операций. Что сюда входит:
- Частичная разборка приводного механизма нефтяной качалки с целью мониторинга износа деталей.
- Проверка состояния:
- валов (ведущего/ведомого/промежуточного);
- шкивов;
- подшипников (+ их крышек).
После остановки на ремонт и прежде чем запустить систему в работу, необходимо соблюсти базовые требования программы безопасности. То есть убедиться в том, что зона установки редуктора нефтяной качалки огорожена специальными конструкциями, поблизости нет людей, а сам он полностью отключен (перед разборкой) или не заторможен (перед запуском).
Смазка редуктора нефтяной качалки
Для смазки редуктора станка-качалки нефти применяется машинное масло. Оно заливается в картер, куда по мере вращения окунаются подвижные элементы сборки. Выбор смазки осуществляется, согласно сезону (лето-зима). Масло должно быть залито до верхнего крана. Контролировать уровень смазки можно через специальные пробки, предусмотренные на корпусе.
Купить редуктор нефтяной качалки
Конкретные характеристики и область эксплуатации редуктора станка-качалки определяют условия добычи нефти. Здесь выбор устройства прямо зависит от глубины залегания "черного золота", площади месторождения, графика работ по извлечению ресурса.
Если вы планируете купить редуктор нефтяной качалки, обращайтесь к профессионалам. ООО ПТЦ "Привод" занимается производством данной техники и ее доставкой в любой город России или страны СНГ.
Мы предлагаем приводное оборудование для станков-качалок нефти по выгодным ценам с заводской гарантией качества. Осуществляем гарантийной и постгарантийное обслуживание своих приводных устройств, консультируем заказчика по любым вопросам, связанным с выбором и эксплуатацией изделий. Чтобы заказать редукторный механизм или получить консультацию, свяжитесь с нами удобным способом (все данные для связи вы найдете на сайте в блоке "Контакты").
Отправить ответ