Нефтяная качалка принцип работы: Нефтяная качалка

Содержание

Нефтяная качалка

В такой отрасли, как добыча нефти практически одним из главных видов оборудования является нефтяная качалка. Сама по себе нефтяная качалка является не самостоятельным оборудованием, а одним из главных элементов штангового насосного аппарата, посредством которого и происходит добыча, а точнее перекачка нефти.

 

Устройство нефтяной качалки

 

Сама же качалка для нефти играет роль привода механического действия в данном нефтедобывающем оборудовании. Такое оборудование как нефтяная качалка всегда изготавливается строго нормам ГОСТа, и в Российской Федерации существует тринадцать типовых качалок, различие которых заключается в размерах. Монтаж нефтяной качалки выполняется на фундаментальной основе, которая строится специально для этих целей, как правило, из бетона.

 

Далее эта основа оборудуется стойкой, платформой и станцией, которая осуществляет управление. По большому счету нефтяная качалка имеет примерно схожий принцип работы как и принцип работы велосипедного насоса, который осуществляет свои действия возвратно поступательным методом.

Во время работы, выполняя данные действия, нефтяная качалка производит посредством насоса преобразование жидкости, которая и проходит вверх.

 

Принцип работы нефтяной качалки

 

 

 

Все происходит по следующему принципу. Посредством электрического питания происходит работы двигателя, который в свою очередь запускает весь механизм в рабочее положение. Начинается вращение механических частей нефтяной качалки, посредством чего балансировочный элемент начинает осуществлять движение, которое сродни движению качелей. Подвеска, на которой располагается шток устьевого типа, начинает осуществлять движения возвратно поступательного характера. Таким образом, поступающая через штанговые элементы энергия выдается на штанговый насос, который в свою очередь и позволяет захватить нефть из недр земли.

 

 

Управляющая всем механизмом станция выглядит таким образом. Она представляет собой блок коробочного типа, который внутри в буквальном смысле нашпигован электроникой. Таким образом, никаких силовых и ручных воздействий для управления данной установкой не требуются, все управление происходит посредством нажатия на клавиши и выбора необходимой программы.

 

Разновидности нефтяных качалок


Сегодня среди разновидностей нефтяных качалок существует еще и качалка, которая работает посредством бесштангового насоса. В данном случае перекачка нефти осуществляется посредством насоса погружного типа. То есть за счет действия электродвигателя, который осуществляет запуск насоса и таким образом производит всю работу. Данный вид насосов имеет большой рабочий диапазон и может работать на четырехстах режимах.

 

Таким образом, становится видно, что производительность данного типа оборудования обладает достаточно высоким уровнем. Для того что бы использовать данный вид насосов во всех его режимах, требуется подключение дополнительных мощностей, которые достигаются посредством подключения к установке дополнительного трансформаторного устройства. Таким образом, посредством данного оборудования можно поднять уровень напряжения до таких пределов как две тысячи вольт.


Управление данной станцией осуществляется либо вручную, либо за счет работы автоматической системы, если заданы специальные режимы, работающие автоматически. Однако наибольшей популярностью все-таки пользуются качалки штангового типа работы, поскольку при их применении происходит значительная экономия на электрической энергии, которой требуется значительно меньше за счет работы нефтяной качалки механическим методом. К тому же данный метод является наиболее проверенным и дает хорошие производительные результаты.

Как качают нефть — Мастерок.жж.рф — LiveJournal

Что то не могу придумать какую интересную тему вам рассказать, а для этого случая у меня всегда есть ваша помощь в виде майского стола заказов

. Обратимся туда и послушаем френда skolik: «Очень хочется понять принцип действия нефтяных качалок, знаете, такие молоточки, которые туда сюда трубу в землю гоняют.»

Сейчас мы узнаем подробнее как там все происходит.

Станок-качалка это один из главных, основных элементов эксплуатации нефтедобывающих скважин насосом. На профессиональном языке это оборудование называется: «Индивидуальный балансирный механический привод штангового насоса».

Используется станок-качалка для механического привода к нефтяным скважинным насосам, называемым штанговыми или плунжерными. Конструкция представляет собой состоящий из редуктора и сдвоенного четырехзвенного шарнирного механизма, балансирный привод штанговых насосов. На фото показан основной принцип работы такого станка:

 

В 1712 году Томас Ньюкомен создал аппарат для выкачивания воды из угольных шахт

В 1705 году англичанин Томас Ньюкомен совместно с лудильщиком Дж. Коули построил паровой насос, опыты по совершенствованию которого продолжались около десяти лет, пока он не начал исправно работать в 1712 году. 

На своё изобретение Томас Ньюкомен так и не смог получить патент. Однако он создал установку внешне и по принципу действия напоминающую современные нефтяные качалки.

Томас Ньюкомен был торговцем скобяными изделиями. Поставляя свою продукцию на шахты, он хорошо знал о проблемах, связанных с затоплением шахт водой, и для их решения и построил свой паровой насос.

 

Машина Ньюкомена, как и все ее предшественницы, работала прерывисто — между двумя рабочими ходами поршня была пауза, пишет spiraxsarco.com. Высотой она была с четырех-пятиэтажный дом и, следовательно, исключительно «прожорлива»: пятьдесят лошадей еле-еле успевали подвозить ей топливо. Обслуживающий персонал состоял из двух человек: кочегар непрерывно подбрасывал уголь в топку, а механик управ­лял кранами, впускающими пар и холодную воду в цилиндр.

В его установке двигатель был соединён с насосом. Эта довольно эффективная для своего времени пароатмосферная машина использовалась для откачки воды в шахтах и получила широкое распространение в XVIII веке. Такую технологию, в наше время используют бетононасосы на стройках.

Однако на своё изобретение Ньюкомен не смог получить патент, так как паровой водоподъёмник был запатентован ещё в 1698 году Т. Севери, с которым Ньюкомен позднее сотрудничал.

Паровая машина Ньюкомена не была универсальным двигателем и могла работать только как насос. Попытки Ньюкомена использовать возвратно-поступательное движение поршня для вращения гребного колеса на судах оказались неудачными. Однако заслуга Ньюкомена в том, что он одним из первых реализовал идею использования пара для получения механической работы, информирует wikipedia. Его машина стала предшественницей универсального двигателя Дж. Уатта.

 

 

Всем приводам приводы

Время фонтанирующих скважин, относящееся к периоду освоения месторождений Западной Сибири, давно закончилось. За новыми фонтанами в Восточную Сибирь и другие регионы с разведанными запасами нефти мы пока не спешим — слишком дорогое это занятие и не всегда рентабельное. Сейчас нефть практически везде добывают с помощью насосов: винтовых, поршневых, центробежных, струйных и т. д. Одновременно создаются все новые и новые технологии и оборудование для трудноизвлекаемых запасов сырья и остаточной нефти.

Тем не менее ведущая роль в добыче «черного золота» по-прежнему принадлежит станкам-качалкам, которые используются на нефтепромыслах России и зарубежья вот уже более 80 лет. Эти станки в специальной литературе чаще называются приводами штанговых глубинных насосов, но аббревиатура ПШГН не особенно прижилась, и их по-прежнему именуют станками-качалками. По мнению многих нефтяников, пока по настоящему не создано другого более надежного и простого в обслуживании оборудования, чем эти приводы.

После распада СССР производство станков-качалок в России были освоено 7—8 предприятиями, но стабильно они производятся тремя-четырьмя, из которых ведущие позиции занимают АО «Ижнефтемаш», АО «Мотовилихинские заводы», ФГУП «Уралтрансмаш». Немаловажно, что эти предприятия выживали в острой конкурентной борьбе и с отечественными, и с зарубежными производителями аналогичной продукции из Азербайджана, Румынии, США. Первые станки-качалки российских предприятий выпускались на основе документации Азербайджанского института нефтяного машиностроения («АзИНМаш») и единственного производителя этих станков в СССР — завода «Бакинский рабочий». В дальнейшем станки совершенствовались в соответствии с передовыми мировыми тенденциями в нефтяном машиностроении, имеют сертификаты API.

 

1 — рама; 2 — стойка; 3 — головка балансира; 4 — балансир; 5 — фиксатор головки балансира; 6 — траверса; 7 — шатун; 8 — редуктор; 9 — кривошип;10- противовесы; 11 — нижняя головка шатуна; 12 — подвеска сальникового штока; 13 — ограждение; 14 — кожух ременной передачи: 15 -площадка нижняя; 16 — площадка верхняя; 17 — станция управления; 29 — опора балансира; 30 — фундамент станка-качалки; 35 — площадка редукторная

Для первых качалок использовали вышки для ударно-канатного бурения по завершении бурения, при этом для приведения в действие глубинного насоса применяли балансир бурильного станка. Несущие элементы этих установок делали из дерева с металлическими подшипниками и оснасткой. Приводом служили паровые машины или одноцилиндровые низкооборотные двигатели внутреннего сгорания, снабженные ременной передачей. Иногда позже добавляли привод от электромотора. В этих установках вышка оставалась над скважиной и силовая установка и главный маховик использовались для обслуживания скважины. Одно и то же оборудование применялось для бурения, добычи и обслуживания. Эти установки с некоторыми модификациями использовались примерно до 1930 г. К этому времени были пробурены более глубокие скважины, нагрузки на насосы увеличились и применение установок канатного бурения в качестве насосов изжило себя. Изображена старинная качалка, переделанная из вышки для ударно-канатного бурения.

 

 

Станок-качалка и есть один из элементов эксплуатации скважин штанговым насосом. По сути, станок-качалка является приводом штангового насоса, расположенного на дне скважины. Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха. Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.

Современный насос-качалка, в основном разработанный в 1920-х годах, изображен на рис.  Появление эффективных мобильных приспособлений для обслуживания скважин устранило необходимость во встроенных талях на каждой скважине, а создание долговечных, эффективных редукторов легло в основу более высокоскоростных качалок и первичных двигателей меньшего веса.

Противовес. Противовес, расположенный на плече кривошипа качалки — важный компонент системы. Он может быть также помещен на балансире для этой цели можно использовать пневмоцилиндр. Насосные установки делятся на установки с коромысловой, кривошипной и пневматической балансировкой.

Назначение балансировки становится понятным, если рассмотреть движение колонны насосных штанг и качалки на примере идеализированной работы насоса, изображенного. В этом упрощенном случае нагрузка на устьевой сальниковый шток при движении вверх состоит из веса штанг плюс вес скважинных флюидов. При обратном ходе это только вес штанг. Без какой-либо балансировки нагрузка на шестеренчатый редуктор и первичный двигатель во время движения вверх направлены в одну сторону. При движении вниз нагрузка направлена в противоположную сторону. Такой тип нагрузки весьма нежелателен. Он вызывает ненужный износ, срабатывание и перерасход топлива (энергии). На практике используется противовес, равный весу колонны насосных штанг плюс примерно половина веса поднимаемой жидкости. Правильный подбор противовеса создает наименьшие возможные нагрузки на редуктор и первичный двигатель, уменьшает поломки и простои и снижает требования к топливу или энергии. По оценкам, до 25% всех качалок, находящихся в эксплуатации, не сбалансированы должным образом.

 

 

Спрос: потенциал высокий

О состоянии рынка приводов штанговых глубинных насосов можно судить как по его оценкам экспертами, так и по статистическим данным.  Выводы экспертов подтверждаются данными Госкомстата РФ: за 2001 год производство станков-качалок в сравнении с 2000 годом возросло в полтора раза и опередило по темпам роста другие виды нефтяного оборудования.
Провозглашение государством в качестве одного из приоритетов экономической политики задачи продвижения отечественной продукции на зарубежные рынки сыграло свою положительную роль. В настоящее время качественный уровень станков-качалок и традиционно низкие цены создают возможности для возвращения российской продукции в страны, ранее приобретавшие советское оборудование: Вьетнам, Индию, Ирак, Ливию, Сирию и другие, а также на рынки ближнего зарубежья.

Интересно и то, что ВО «Станкоимпорт» совместно с Союзом производителей нефтегазового оборудования организовали Консорциум ведущих российских предприятий. Основная цель объединения — содействие в продвижении нефтегазового оборудования на традиционные рынки российского экспорта, в первую очередь страны Ближнего и Среднего Востока. Одной из задач Консорциума является координация внешнеэкономической деятельности, связанной с размещением заказов на основе централизованного информационного обеспечения.

 

 

Рынок: конкуренция растет

Конкуренция на рынке приводов скважинных насосов существует давно. Ее можно рассматривать в различных аспектах.
Во-первых, это конкуренция между отечественными и зарубежными производителями. Здесь стоит отметить, что подавляющую долю рынка в сегменте станков-качалок занимает продукция отечественных предприятий. Она в полной мере соответствует потребностям по критерию цена-качество.

Во-вторых, конкуренция между самими российскими предприятиями, стремящимися занять свою нишу на рынке нефтегазового оборудования. Помимо уже упомянутых производством станков-качалок в нашей стране занимаются еще и другие предприятия.

В-третьих, в качестве альтернативы балансирным станкам-качалкам на нефтепромыслы продвигаются гидравлические приводы штанговых насосов. Здесь стоит отметить, что ряд предприятий готовы к этому виду конкуренции и их заводы могут выпускать оба типа приводов. К последним можно отнести АО «Мотовилихинские заводы», которое производит и приводы, и насосные штанги, и насосы. Например, гидрофицированный привод штангового насоса МЗ-02 монтируется на верхнем фланце арматуры скважины и не требует фундамента, что очень важно для условий вечной мерзлоты. Бесступенчатое регулирование длины хода и числа двойных ходов в широком интервале позволяет выбрать оптимальный режим работы. Преимущества гидрофицированного привода заключаются также в весе и габаритах. Они составляют 1600 кг и 6650x880x800 мм соответственно. Для сравнения — балансирные станки-качалки весят примерно 12 тонн и имеют размеры (ОМ-2001) 7960x2282x6415 мм.

Гидропривод рассчитан на длительную эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от –50 до плюс 45°С. Однако расчетные параметры, (это касается не только температуры и не только гидропривода) в реальных условиях нефтепромыслов не всегда выдерживаются. Известно, что одной из причин этого является несовершенная система обслуживания и ремонта техники.

Известно также, что эксплуатационники с опаской приобретают новое, малораспространенное оборудование. Балансирные же станки-качалки хорошо изучены, высоконадежны, способны длительное время работать под открытым небом без присутствия людей.

Кроме того, новая техника требует переподготовки кадров, и кадровая проблема — далеко не из последних проблем нефтяников, которая, впрочем, заслуживает самостоятельного разговора.

Однако конкуренция растет, а рынок приводов штанговых насосов развивается и сохраняет положительную динамику.

 

 

А я вам напомню про Умный лазер и Как напечатать себе печень. Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=23195

Нефтяные насосы (для нефти, нефтепродуктов): штанговые, струйные

Содержание   

Нефтяной насос – один из наиболее сложных типов оборудования в нефтяной промышленности в отношении эксплуатации и ремонта. Как известно, нормальное функционирование оборудования зависит не только от правильного выбора устройства, но и от выполнения правил эксплуатации и условий работы.

Агрегаты для нефтегазовой промышленности могут перекачивать нефть, нефтепродукты, воду, щелочи, сниженные газы, кислоты и функционируют в больших диапазонах напора, температуры и производительности.

Какие бывают нефтяные насосы?

Насосы для нефтяной промышленности должны обладать высокой мощностью, ведь перекачиваемый материал устройство должно добывать из значительной глубины нефтяной скважины. На характеристики скважин влияет тип энергии, который используется насосом для нефти. Поэтому, устанавливают определенный тип привода в механизме, в зависимости от условий эксплуатации.

Насосы для нефтепродуктов оборудуют следующими типами приводов:

  • гидравлический;
  • электрический;
  • механический;
  • пневматический;
  • термический.

Нефтяные скважинные насосы

Электронасос с электрическим приводом, при наличии электроэнергии, самый удобный и может дать больший диапазон характеристик в тот момент, когда происходит откачка нефти.

Когда же электросеть недоступна, насосы для перекачки нефти оснащают газотурбинными двигателями, или двигателями внутреннего сгорания. На центробежные насосы устанавливают пневматические приводы в случаях, когда можно использовать в качестве питания энергию высокого давления (природный газ), либо энергию газа попутного, что весьма поднимает уровень рентабельности насоса для перекачки нефтепродуктов.
к меню ↑

Виды насосов

Насосное оборудование делится на два основных типа: винтовые и центробежные.
к меню ↑

Винтовые

Винтовые насосы для добычи нефти могут работать в более сложных условиях, чем центробежные. Так как винтовые устройства перекачивают рабочую среду без контакта винтов, они могут работать с загрязненными жидкостями (пульпа, сырая нефть и т.д.), а еще с жидкостью с высокой плотностью.

Вертикальный нефтяной винтовой полупогружной насос

Винтовой самовсасывающий агрегат бывает в двух исполнениях: одновинтовым и двухвинтовым. Двухвинтовой прибор хорошо справляется с вязкими материалами температурой от -60 до +450˚С.
к меню ↑

Центробежные

Нефтяные центробежные насосы бывают следующих видов:

  • консольные устройства, которые оснащены жесткой или упругой муфтой;
  • двухопорные механизмы, что разделяются на: одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые;
  • вертикальные полупогружные.

Насосные приборы также разделяют по уровню температуры перекачиваемой среды:

  • t 80˚С – полупогружные, магистральные многоступенчатые устройства, которые имеют рабочее колесо одностороннего входа;
  • t 200˚С – консольные и горизонтальные многоступенчатые чугунные агрегаты;
  • t 400˚С – консольные стальные механизмы, которые оборудованы рабочим колесом одностороннего или двустороннего действия.

Зависимо от температуры перекачиваемой жидкости, насосное оборудование оснащают уплотнителями: одинарные для t не более 200˚С, двойные торцевые для t не более 400˚С.

Нефтяные приборы также разделяют по области применения: для добычи и перемещения нефти и те, которые применяют в процессе подготовки и переработки нефтепродукта.

Центробежный нефтяной насос

К первой группе относят механизмы, которые подают жидкость на групповое замерное оборудование, на центральный пункт сбора, а еще устройства, которые перекачивают нефть внутри помещения (производство нефтепродуктов — нефтеперерабатывающий завод). Во вторую группу входят устройства для подачи нефти в центрифуги, теплообменники, сепараторы.
к меню ↑

Погружной агрегат для нефтепродуктов

Погружные нефтяные устройства разделяют на следующие виды, в зависимости от способа работы силовой установки:

  1. Бесштанговые, когда силовая установка находится внутри прибора и заставляет работать механизм, отвечающий за извлечение жидкости на поверхность.
  2. Штанговые насосы — механизм, что выталкивает рабочую среду на поверхность при помощи электромотора, который находится наверху, в движение такой механизм приводит штанга. Штанговые глубинные агрегаты применяют, в основном, как механизм, добывающий нефть или минералы.

Скважинный механизм для перекачки нефти отличается от водяного техническими характеристиками и мощностью добычи ископаемого на поверхность:

  • у нефти немалая плотность, поэтому увеличивается давление на лопасти;
  • вязкость жидкости имеет большое сопротивление, поэтому используют, в основном, штанговые механизмы;
  • нефть добывают с помощью сложной системы с несколькими нагнетательными агрегатами;
  • приводы штангового прибора обеспечивают внутренние механизмы передачей вращательной энергии, которые выталкивают жидкость наверх;
  • такой привод называют «станок качалка», именно он является основным инструментом для добывания нефти;
  • устанавливается качалка на подготовленный фундамент и состоит из таких частей: стойка, платформа и станция управления.

к меню ↑

Нефтяная качалка

Добыча нефти происходит при помощи глубинных механизмов, основой которых является станок-качалка. Это один из видов наземного приводного устройства, управляют которым операторы при эксплуатации скважин.

Схема работы нефтяной качалки

Самый распространенный привод штангового агрегата используют для свайной разработки месторождений. При помощи такого устройства можно добывать нефтепродукты в условиях вечной мерзлоты. Пользуются популярностью нефтяной и газовый механизмы в виде станков-качалок с одноплечными балансирами. Такое оборудование применяют в качестве индивидуального привода в условиях добычи нефти.

Принцип работы агрегата сравним с функцией шприца, которая обеспечивается штанговым прибором. Качалку оснащают колоннами из компрессионных труб, по которым осуществляется добывание и передача нефтяной жидкости.

Одной из важных характеристик станка-качалки является мощность двигателя. Типовый нефтяной агрегат делает свою работу при условии подачи усилия в 25 кВт. Более расширенный анализ характеристик предусматривает учет вида ремня, особенности тормозной системы и диаметр шкивов.

При выборе устройства, стоит обратить внимание и на габаритные размеры, которые играют важную роль при установке определенного станка в конкретных условиях. Типовый насос может обладать длиной в 7 м, а шириной – до 2,5 м, при этом вес механизма обычно больше 10 кг.
к меню ↑

Струйные модели для добычи нефти

Струйные устройства используют для всасывания, нагнетания жидких материалов, для охлаждения или нагревания с помощью смешивания с другими жидкостями, газами или парами.

Струйный насос для добычи нефти

Такие механизмы относятся к динамическим насосам трения, у которых нет вращающихся частей, а поток жидкости перемещается за счет трения, которое появляется между ним и рабочим потоком жидкости. Рабочая жидкость подводится к устройству снаружи и обязана иметь достаточно энергии, чтобы обеспечить перекачку нефти с необходимыми параметрами.

Струйный агрегат соединяют с насосно-компрессорным трубопроводом и вместе с генератором, спецфильтром и паркером опускают в необходимое место (заданная глубина скважины). Нефть под давлением перекачивается по НКТ.

С помощью каналов в спецмуфте и кольцевого зазора между корпусом и внутренней частью инжектора нефть оказывается в окнах делителя. Часть потока рабочей среды направляется через сопло в камеру смешения, взаимодействуя с пассивной нефтью приемной камеры.
к меню ↑

Как работает струйный насос? (видео)


 Главная страница » Насосы

Станок-качалка — Что такое Станок-качалка?

Станок-качалка — тип наземных приводов скважинных штанговых насосов (ШСН), используемый при эксплуатации нефтяных скважин.

Станок-качалка представляет собой механизм, преобразующий вращательное движение электродвигателя в возвратно- поступательное движение колонны штанг.

Станок-качалка (СК) состоит из ряда самостоятельных узлов:

  • фундамент служит для установки и крепления станка-качалки. Может сооружаться монолитным (бутобетонным или железобетонным) или сборным — из бетонных блоков или металла;
  • рама предназначена для установки на ней всего оборудования СК и выполняется из профильного проката в виде двух полозьев, соединенных поперечниками, и имеет специальную подставку под редуктор. В раме имеются отверстия под анкерные болты для её крепления к фундаменту;
  • стойка является опорой для балансира и выполняется из профильного проката в виде четырехгранной пирамиды. Ноги стойки связаны между собой поперечинами. Снизу стойка крепится к раме сваркой или болтами, сверху несет плиту для крепления оси балансира с помощью двух скоб;
  • балансир предназначен для передачи возвратно-поступательного движения колонне штанг. Выполняется из профильного проката двутаврового сечения и имеет однобалочную или двухбалочную конструкцию. Со стороны скважины балансир заканчивается поворотной головкой;
  • опора балансира — ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках, расположенных в чугунных корпусах. К средней части оси, имеющей квадратное сечение, приварена планка, через которую опора балансира с помощью болтов соединяется с балансиром;
  • траверса выполняет роль связующего звена между кривошипно-шатунным механизмом и балансиром и конструктивно выполняется в виде прямолинейной балки из профильного проката. Крепление к балансиру шарнирное при помощи сферического роликоподшипника;
  • опора траверсы шарнирно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть оси установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплён к нижней полке балансира. Концы оси зажаты в клеммовых зажимах двух кронштейнов;
  • кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения вала редуктора в возвратно-поступательное движение балансира и состоит из двух шатунов и двух кривошипов с противовесами;
  • шатун — стальная трубная заготовка, на одном конце которой вварена верхняя головка шатуна, а на другом — башмак. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединен с траверсой. В станках-качалках СК8-3,5-5600 и СК 10-3-5600 в верхней головке шатуна применен шарнирный подшипник ШС. Башмак болтами прикреплён к нижней головке шатуна. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и через разрезную втулку затягивается с помощью гаек.

Станки качалки изготавливаются в 2х исполнениях:
  • СК 7и типоразмеров,
  • СКД 6и типоразмеров.

Отличительной особенностью станков-качалок СКД являются:
  • несимметричная (дезаксиальная) кинематическая схема преобразующего механизма с повышенным кинематическим отношением;
  • меньшие габариты и масса;
  • редуктор установлен непосредственно на раме станка-качалки.

Долгожитель нефтяной отрасли — Добывающая промышленность

Станок-качалка — металлическая конструкция, с помощью которой чёрное золото извлекают из нефтесодержащих пластов, стала непреходящим символом отрасли. С точки зрения технического прогресса этот станок является настоящим мастодонтом. Изобретённый более 80 лет назад, он до сих пор не претерпел сколько-нибудь значительных изменений. Инженеры пытаются усовершенствовать станок и периодически предлагают различные новые решения, но пока ничего кардинально нового в практике добычи нефти не появилось. Нефтедобывающие компании предпочитают использовать уже зарекомендовавшее себя оборудование, поскольку технические новинки пока не доказали своего превосходства.

Фото: geolmuseum.ru

Редко в какой отрасли найдётся столь же долговечное средство, как станки-качалки, применяемые в нефтедобыче. Изобретённые много лет назад, они и сегодня являются неотъемлемой частью производства. Строго говоря, правильнее называть их приводами штанговых глубинных насосов, но аббревиатура ПШГН не особенно прижилась, чаще всего оборудование продолжают называть станками-качалками.

«Конструктивно станок-качалка является приводом штангового насоса, расположенного в скважине», — разъясняет принцип работы первый заместитель директора, главный инженер Управляющей Компании «ТМС групп» Владислав Выдренков.


По его словам, основными элементами станка-качалки являются рама, стойка с балансиром, два кривошипа с двумя шатунами, редуктор, клиноременная передача, электродвигатель и блок управления, который подключается к промысловой линии силовой электропередачи.

«Станки-качалки устанавливают непосредственно на площадке скважины на фундаменте. Железная конструкция в высоту может достигать пяти-шести метров. Наиболее изнашиваемыми узлами являются канатная подвеска (обрыв вследствие увеличения нагрузки на полированный шток), балансиры (трещины, выявленные при экспертизе промышленной безопасности и обслуживании), нижняя головка шатуна (ослабление крепления), редукторы (износ зубьев)», — подчёркивает главный инженер.

Справедливости ради отметим, что сам принцип добычи с помощью скважины человечество изобрело очень давно, но потребовались века, чтобы инженеры научились откачивать нефть с помощью насосов.

Первые скважины пробурили китайцы более двух тысяч лет назад, на Руси свидетельства о первых скважинах относятся к VIII-IX векам. Из скважин тогда добывали соль, которая на тот момент представлялась более ценным веществом, нежели нефть.

Сейчас сложно представить, но когда-то нефть можно было собирать вручную.

Зарубежные путешественники описывали, как племена, жившие у берегов реки Ухты на севере Тимано-Печорского района, собирали нефть с поверхности реки. Чёрную жидкость применяли как смазку и для медицинских целей.

Фото: wikimedia.org

Спустя годы один из первых русских нефтедобытчиков Федор Прядунов построил на Ухте первую нефтяную вышку. Внешне это был четырёхугольный сруб, внутри которого помещали нефтяной ковш, который собирал нефть в специальный ушат. Нефть пытались добывать не только на Ухте, но и на юге России — первоначально из «копаней», с помощью ковшей и вёдер.


В начале 19 века российские чиновники оценили потенциал этой субстанции, поэтому пытались увеличить объёмы добычи.

Обустроить нефтяные промыслы на Кубани с помощью простейшей механизации попытался атаман Черноморского казачьего войска, генерал-майор Николай Завадовский, ту же задачу пытался решить царский чиновник обер-гиттенфервалтер Павел Фолледорф и другие.

В итоге к 1870-м годам широкое распространение получил способ добычи с помощью так называемого тартания, когда из пробуренной скважины нефть черпали с помощью длинного (до 17 м) сосуда цилиндрической формы — желонки.

Насос как шаг вперёд

Насосы для добычи нефти стали шагом вперёд, их начали применять в последней трети XIX века. Идея не черпать нефть, а качать принадлежит начальнику одной из российских горных частей, которые работали на Кавказе, инженеру Александру Иваницкому.

В 1865 году он изобрёл насос собственной конструкции и построил опытный образец. Но поскольку в то время у него не было эффективного фильтровального устройства, то насос быстро забивался песком и выходил из строя. Нефтепромышленники, заинтересованные в снижении себестоимости добычи и росте объёмов производства, были разочарованы первыми испытаниями.


Неудача Иваницкого не остановила развитие инженерной мысли. В 1886 году Владимир Шухов создал «шнуровой» насос, а в 1891 году представил инерционное поршневое устройство. В 1899 году свой скважинный насос явил миру Николай Соколовский. Последующие годы российские исследователи неоднократно возвращались к проблеме использования насосов.

Наиболее технически совершенным стало изобретение электроцентробежного погружного насоса для добычи нефти конструкции выпускника Петербургского лесного института Армаиса Арутюнова. В начале 20 века он создал в Екатеринославле фирму «Российское электрическое динамо компании Арутюнова», где наряду с электрификацией местных предприятий начал работу над проектом погружного насоса. Особенностью устройства было использование электричества.


Нефтепромышленники, которым различные технические новинки демонстрировали довольно часто, отнеслись к изобретениям довольно прохладно. Насосы показались им слишком ненадёжными.

Фото: wikimedia.org

В 1924 году первые советские наркомы обратили внимание на повышение эффективности нефтедобычи в США после доклада вернувшегося из командировки инженера Александра Серебровского. Американцы применяли плунжерный насос, который функционировал через колонну штанг, соединённую с установленным на поверхности силовым приводом.

Уже через год отечественные аналоги, правда с конструктивными изменениями, начали выпускать на заводе в Баку. Более совершенные редукторные станки-качалки с клиноременной и закрытой зубчатой передачей, глубинными насосами конструкции того же Арутюнова появились в СССР в начале 1950-х годов.

«Нужно признать, что ещё не создано другого более надёжного и простого в обслуживании оборудования», — констатирует Владислав Выдренков.

По его словам, конструкция станков-качалок не предъявляет особых требований к инструментальному хозяйству, все узлы оборудования взаимозаменяемы. Тем не менее, в условиях постоянного повышения добычи нефти на скважинах параметры работы глубинно-насосного оборудования изменяются, что сказывается на верхнем оборудовании и приводит к отказам станков-качалок.

Эксперт уверен, что простой даже одного станка-качалки влечёт ощутимые экономические потери, и для снижения отказов совершенствуются узлы станков-качалок (например, усиливаются крепления головок и траверс балансиров), ведётся работа с более надёжными поставщиками ТМЦ.

Ремонт или замена?

В процессе эксплуатации на элементы конструкции станка-качалки воздействует целый ряд негативных факторов.

В частности, это «низкие температуры, снег, дождь, ветер, некачественный монтаж, дефекты крепления составных частей металлоконструкций, удары зубчатой передачи в неисправных редукторах и удары штока об отложения в скважинном оборудовании, многократные циклические знакопеременные нагрузки», — перечисляют в своей работе «Оценка остаточного ресурса станка-качалки» молодые учёные Дмитрий Лосев, Александр Миронов, Александр Садилов, Сергей Хмелёв.

По их данным, все вышеперечисленные факторы в итоге приводят к постепенной деградации прочностных характеристик материала, накоплению усталостных повреждений и появлению развивающихся макроскопических трещин в наиболее нагруженных зонах металлоконструкций.

По данным Владислава Выдренкова, значительная часть (более 85%) станков-качалок отечественного и импортного производства предполагает срок эксплуатации около 14 лет, но средний возраст станков-качалок, которые сейчас используются в отрасли, уже превышает 25 лет.

Правда, надёжная эксплуатация существующего фонда станков обеспечивается благодаря планомерной работе высококвалифицированного персонала, своевременному обслуживанию и ремонту оборудования. Обновление фонда станков происходит как за счёт модернизации (в том числе, усиления конструкции привода ШГН и изменения технических характеристик), так и за счёт капитального ремонта.

Фото: twitter.com/arsagera

«Как правило, модернизация оборудования включает в себя изготовление и замену новыми узлами более 80% металлоконструкции. В связи с увеличением глубины подвески в скважине часто возникает потребность в станках-качалках большей грузоподъёмности. В данном направлении также ведётся совместная работа с заказчиком по подбору и предоставлению станков-качалок, в т. ч. собственной разработки и производства грузоподъёмностью 10 и 12 тонн.
Правильно установленный станок-качалка, верно подобранные параметры работы скважины, вовремя проведённое техническое обслуживание, а также экспертиза промышленной безопасности снижают риски поломки оборудования», — утверждает Владислав Выдренков.


По его мнению, все узлы оборудования ремонтопригодны, детали взаимозаменяемы.

«В случае выхода из строя производится замена узла и отправка его на ремонт в ремонтный цех с дальнейшим пополнением оборотного фонда запасных частей. В зависимости от типа узла оборудования применяются соответствующие технологии ремонта», — излагает существующую практику эксперт.


Главный инженер отмечает, что эксплуатационники с опаской приобретают новое, малораспространённое оборудование.
«Станки-качалки хорошо изучены, высоконадёжны, способны длительное время работать под открытым небом без присутствия людей.

Замену станков-качалок проводят в случае полного износа оборудования, при невозможности продлить срок эксплуатации по результатам экспертизы промышленной безопасности, при консервации скважины, а также в случае смены параметров работы скважины (например, замена насоса на другой типоразмер). При появлении посторонних шумов, нагреве подшипников следует остановить станок», — говорит Владислав Выдренков.

Действительно, оценить техническое состояние станка–качалки и принять решение о продлении срока службы — не столь простая задача, как может показаться.

По данным исследователей Лосева, Миронова, Садилова и Хмелёва, не редкость, когда в процессе эксплуатации станки-качалки перемещаются с одной скважины на другую, также «часто имеет место некачественный ремонт, отсутствует правильно заполненная эксплуатационная и ремонтная документация на отдельные узлы и станок-качалку в целом, что заставляет предположить возможность трещин в сварных швах и основном металле нагруженных узлов непосредственно через малый промежуток времени после проведения неразрушающего контроля».

Исходя из многолетнего опыта в обследовании станков-качалок, исследователи пришли к выводу, что наиболее часто ломаются такие узлы, как поворотная головка балансира, втулка поворотной головки балансира, сварные швы шатунов, пальцы кривошипов, подвесной подшипник траверсы, рама.

«Все вышеперечисленные, кроме рамы, части станка-качалки являются труднодоступными для осмотра и проведения неразрушающего контроля и требуют установки монтажных лесов и лестниц или применения специальных приспособлений для работы на высоте, производства работ в ограниченном пространстве, установки дополнительного (кроме естественного) освещения, различных дополнительных мероприятий, не предусмотренных в основном объёме обследования оборудования», — подчёркивают они.

Лучшее — враг хорошего

Идея усовершенствовать станки–качалки не покидает инженеров. Но кардинальные изменения существующих вариантов пока не вошли в практику. Это значит, что схема, ставшая основой механизма, оказалась очень удачной и не имеет существенных недостатков.


Главное ограничение на инновационные разработки, которые могли бы заменить станки-качалки, это надёжность в тяжелейших условиях эксплуатации. Если проанализировать любую отрасль машиностроения, то сложно найти механизм, который работал бы круглые сутки круглый год в различных климатических условиях при периодическом осмотре с интервалом до 3-4 суток. Новые разработки появляются регулярно, но по совокупности параметров, а именно — себестоимости добычи, надёжности и другим — найти полноценную альтернативу пока не удаётся.

Основное направление их развития должно заключаться в увеличении надёжности, облегчении обслуживания и снижении металлоёмкости в рамках существующих отработанных схем, отмечают нефтяники. Немалую роль в этом играет и высокая цена станка-качалки. Большей частью обновляются лишь отдельные узлы станков, устаревшие физически или морально.

Высокая производительность станков-качалок определяется ходом штока и его интенсивностью.

«Также следует учитывать эксплуатационные качества, такие, как ремонтопригодность, размеры, общую массу и сложность обслуживания. В случае смены параметров работы глубинно-насосного оборудования необходимо своевременно подбирать и параметры верхнего привода — уравновешивание, изменение числа качаний, изменение длины хода штока. Всё это необходимо для того, чтобы подобрать оптимальные параметры и режимы работы насосного оборудования», — советует Владислав Выдренков.


Впрочем, добавляет он, в разное время производители уже пытались внести изменения в конструкцию станка-качалки с целью улучшения его работы, но со временем всё-таки остановились на стандартном его исполнении.

Справка

Несущие конструкции и балансиры первых станков-качалок в СССР делали из дерева, а не из металла, как в США. А электромотор станка работал при помощи плоского камня и открытой зубчатой передачи.

Текст: Яна Янушкевич

типы, принцип работы, технические характеристики станков СК, СКД, ПШГН, СКДР


Назначение и работа станков-качалок


Чаще всего для освоения месторождения нефти применяются распространённые штанговые насосы с приводами. Эти агрегаты позволяют откачивать содержание скважин даже при большом, глубоком промерзании верхнего пласта земли. Станки – качалки с одноплечным балансиром относятся к оборудованию индивидуального вида и применяются для добычи нефти из-под земли в обычных и особых условиях.
Любая существующая инфраструктура добычи нефти нацелена на поднятие её с глубины на поверхность, а принцип работы станка-качалки со штанговым насосом напоминает действие медицинского шприца. Неотъемлемой частью любого станка-качалки является колонна, которую составляют компрессионные трубы. По этим трубам происходит подъём на поверхность и подача в резервуары нефти.

Если рассмотреть технологию организации добычи нефти, то весь процесс от начала до конца действий можно разделить на отдельные этапы:

  • бурение скважин;
  • установка трубных колонн;
  • обсадка колонн;
  • установка качалок и пуск их в работу.


Глубина бурения обычно достигает нескольких километров, но наиболее часто встречающиеся горизонты залегания нефти – это примерно 1500 метров под поверхностью и более. Иные скважины в глубину достигают и 4000 метров, но это уже колонны-рекордсмены нефтедобычи. Основой нефтедобывающей инфраструктуры являются колонны, собираемые из обсадных труб и активная часть каждого отдельного станка – его насос.

Чтобы понять принцип действия плунжерного насоса станка-качалки, нужно разобраться в роли и назначении отдельного станка в структуре всей трубопроводной сети добывающего комплекса. Качалка для нефти – это приводной механизм насоса, которая своим возвратно-поступательным движением, напоминающим качели, приводит в действие плунжерную пару насосного устройства. Оптимальная цикличность действия механизма качалки позволяет нефтяному ресурсу на глубине залегания концентрироваться у фильтра скважины, что способствует эффективности процесса добычи. Вся конструкция станка предусматривает минимизацию износа его отдельных элементов, установка рассчитана на безупречное действие в течение длительного срока эксплуатации.

Станки-качалки

Станок-качалка комплектуется асинхронным электродвигателем с повышенным пусковым моментом и влагоморозостойкой изоляцией, блоками управления, обеспечивающими индивидуальный самозапуск станков-качалок или программную работу с индивидуальным самозапуском.

Каждый тип станка-качалки характеризуется максимальными допускаемыми нагрузками на устьевой шток, длиной хода устьевого штока и крутящим моментом на кривошипном валу редуктора.

Принятое условное обозначение станка-качалки характеризует: СК – станок-качалка, первая цифра – наибольшая допускаемая нагрузка на устьевой шток (кН), далее длина хода (м) и наибольший допускаемый крутящий момент на валу (кН·м).

По способу уравновешивания они подразделяются на станки-качалки

с балансированным уравновешиванием – СК2;

с комбинированным уравновешиванием – СК3;

с кривошипным уравновешиванием от СК4 до СК10.

Станок-качалка (рис. 6.2) состоит из рамы 12

с подставкой под редуктор и поворотные салазки, стойки
5,
балансира
3
с головкой и противовесами (при балансирном или комбинированном уравновешивании), опоры
4
балансира, траверсы
14,
опоры
6
траверсы, двух шатунов
7,
двух кривошипов
8
с противовесами (при комбинированном или кривошипном уравновешивании), редуктора
1,
тормоза
13,
клиноременной передачи
9
, электродвигателя
10,
подвески устьевого штока
2
с канатом, ограждения
11
кривошипно-шатунного механизма.

Рисунок 6.2 – Общий вид станка-качалки

Рама – из профильного проката; изготовлена в виде двух полозьев, соединенных поперечными связями. Для уменьшения высоты фундамента к раме приварена подставка под редуктор.

Стойка – из профильного проката четырехногая.

В станке-качалке СКЗ-1,2-630 стойка приварена к раме, в остальных – прикреплена к ней болтами. На верхней части стойки имеется плита, на которой установлена опора балансира. К плите приварены четыре упора с установочными винтами, позволяющими перемещать балансир в продольном направлении и регулировать положение устьевого штока по центру скважины после монтажа станка-качалки.

Балансир – из профильного проката двутаврового сечения; однобалочной или двубалочной конструкции. Головка балансира – поворотная. Для ее фиксации в рабочем положении в шайбе головки предусмотрен паз, в который входит клин защелки. Корпус защелки с канатом, подведенным к рукоятке, прикреплен болтами к нижней полке тела балансира. Для освобождения головки клин с помощью рукоятки оттягивается назад.

Опора балансира – ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках, расположенных в чугунных корпусах. К средней части оси квадратного сечения приварена планка, через которую опора балансира соединяется с балансиром.

Траверса – прямая из профильного проката. С ее помощью балансир соединяется с двумя параллельно работающими шатунами.

Опора траверсы шарнирно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть оси установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплен к нижней полке балансира. Концы оси зажаты в клеммовых зажимах двух кронштейнов.

Шатун – стальная трубная заготовка, на одном конце которой вварена верхняя головка шатуна, а на другом – башмак. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединен с траверсой.

Башмак болтами прикреплен к нижней головке шатуна. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и через разрезную втулку затягивается с помощью гаек.

Кривошип – ведущее звено преобразующего механизма станка-качалки, в котором предусмотрены отверстия для изменения длины хода устьевого штока. На кривошипе установлены противовесы, которые перемещаются с помощью съемного устройства, вставляемого в поперечный паз у основания противовеса. После окончания перемещения противовес закрепляют на кривошипе, затягивая гайки на специальных болтах.

Редуктор изготавливается двухступенчатым с шевронными зубчатыми колесами, с цилиндрической передачей Новикова. Быстроходная ступень – раздвоенный шеврон, тихоходная ступень – шевронная с канавкой.

Ведущий и промежуточный валы установлены в роликоподшипниках с короткими цилиндрическими роликами, ведомый вал – в двухрядных сферических роликоподшипниках. На концах ведущего вала насажены ведомый шкив клиноременной передачи и шкив тормоза. На оба конца ведомого вала насажены кривошипы. Смазка зубчатых колес и подшипников валов осуществляется из ванны корпуса редуктора.

Тормоз – двухколодочный. Правая и левая колодки прикреплены к редуктору. На внутренней поверхности колодок имеются ленты феррадо. С помощью стяжного устройства колодки зажимают тормозной шкив, насаженный на ведущий вал редуктора. Стяжное устройство состоит из ходового винта с правой и левой резьбой и двух гаек, закрепленных на подвижных концах колодок. Рукоятка тормоза, насаженная на стяжной винт, вынесена в конец рамы, за электродвигатель.

Салазки поворотные под электродвигатель обеспечивают быструю смену и натяжение клиновых ремней. Выполнены они в виде рамы, которая шарнирно укреплена на заднем конце рамы станка-качалки в трех точках, а на большегрузных СК (длиной хода свыше 3,5 м) – в четырех.

К поворотной раме поперечно прикреплены болтами двое салазок, на которые устанавливается электродвигатель. Рама с салазками поворачивается вращением ходового винта.

Привод станка-качалки осуществляется от электродвигателя со скоростью вращения вала 750, 1000 и 1500 мин–1.

Электродвигатель – трехфазный короткозамкнутый асинхронный с повышенным пусковым моментом во влагоморозостойком исполнении. На валу электродвигателя установлена конусная втулка, на которую насажен ведущий шкив клиноременной передачи.

Подвеска устьевого штока состоит из верхней и нижней траверс, двух зажимов каната и зажима устьевого штока. Для установки в подвеске гидравлического динамографа в нее вставляют два винта, с помощью которых раздвигаются траверсы подвески.

Штоки сальниковые устьевые ШСУ предназначены для соединения колонны насосных штанг с канатной подвеской станка-качалки.

Амплитуду движения головки балансира 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.

Долгое время нашей промышленностью выпускались станки-качалки типоразмеров СК. В настоящее время по ОСТ 26-16-08-87 выпускаются шесть типоразмеров станков-качалок типа СКД табл. 5.1

В шифре, например, СКД8-3,0-4000, указано Д – дезаксиальный; 8 ‑ наибольшая допускаемая нагрузка Рmax на головку балансира в точке подвеса штанг, умноженная на 10 кН; 3,0 – наибольшая длина хода устьевого штока, м; 4000 – наибольший допускаемый крутящий момент Мкр.max на ведомом валу редуктора, умноженный на 10-2 кН∙м.

Имеющаяся моноблочная конструкция небольшой массы делает возможным её быструю доставку (даже вертолетом) и установку без фундамента (непосредственно на верхнем фланце трубной головки) в самых труднодоступных регионах, позволяет осуществить быстрый демонтаж и проведение ремонта скважинного оборудования.

Фактически бесступенчатое регулирование длины хода и числа двойных ходов в широком интервале позволяет выбрать наиболее удобный режим работы и существенно увеличивает срок службы подземного оборудования.

Устройство качалки


При изучении устройства станка-качалки необходимо начать с установочной базы. База – это то, из чего состоит основа аппарата. Монтаж станка производится на заранее подготовленную бетонную основу, фундамент. Здесь же расположена платформа и её стойка вместе со станцией управления, в которой находится кабина оператора.

После того, как все организационные работы по установке платформы завершены, на неё навешивается массивный балансир, который уравновешивает специальную головку с канатным подвесом. Энергетическим приводом станка является мощный электродвигатель, который через редуктор станка-качалки передаёт усилие на балансир. Двигатель размещается иногда снизу под платформой, но такой вариант используется крайне редко, так как он связан с недостаточной безопасностью эксплуатации оборудования.

Через кривошип с шатуном электродвигатель воздействует на балансир, благодаря чему вращение вала двигателя преобразуется в цикличное поступательное движение элементов глубинного насоса.

Пункт управления станком-качалкой изготавливается в коробчатом виде, он содержит всё необходимое электротехническое оборудование комплекса. В станции, в непосредственной близости от управляющего реле, расположен и механический тормоз ручного типа.

Устройство нефтяной качалки

Сама же качалка для нефти играет роль привода механического действия в данном нефтедобывающем оборудовании. Такое оборудование как нефтяная качалка всегда изготавливается строго нормам ГОСТа, и в Российской Федерации существует тринадцать типовых качалок, различие которых заключается в размерах. Монтаж нефтяной качалки выполняется на фундаментальной основе, которая строится специально для этих целей, как правило, из бетона.

Далее эта основа оборудуется стойкой, платформой и станцией, которая осуществляет управление. По большому счету нефтяная качалка имеет примерно схожий принцип работы как и принцип работы велосипедного насоса, который осуществляет свои действия возвратно поступательным методом. Во время работы, выполняя данные действия, нефтяная качалка производит посредством насоса преобразование жидкости, которая и проходит вверх.

Виды станков

Семейство нефтяных качалок представлено на отечественном рынке оборудования большим количеством модификаций. У всех видов станков практически один и тот же принцип работы, но есть и существенные отличия. Наиболее популярны среди нефтяников станки с балансирами, которые относятся к классическому типу добывающего оборудования. В этих станках предусмотрен механизм задней фиксации шатуна и редуктор расположен на одной раме с электродвигателем и балансиром.

Альтернативой классическим станкам являются такие типы станков-качалок, как гидравлические штанговые насосы, закрепляемые на фланце арматуры скважины в самом верху. Штанговые насосы имеют то преимущество перед станками классического типа, что они не требуют при своей установки сооружения мощного фундамента. Особенно важно это свойство штанговых насосов для случаев разработки месторождений в вечной мерзлоте, где заливка любого качественного фундамента сопряжена с большими трудностями. Свайная же установка классических станков не оправдана по экономическим соображениям.

Другой особенностью гидравлических насосов является возможность плавно, бесступенчато регулировать длину обсадной колонны. Благодаря этому появляется возможность точного подбора эксплуатационного режима скважины.

Разновидности нефтяных качалок

Сегодня среди разновидностей нефтяных качалок существует еще и качалка, которая работает посредством бесштангового насоса. В данном случае перекачка нефти осуществляется посредством насоса погружного типа. То есть за счет действия электродвигателя, который осуществляет запуск насоса и таким образом производит всю работу. Данный вид насосов имеет большой рабочий диапазон и может работать на четырехстах режимах.

Таким образом, становится видно, что производительность данного типа оборудования обладает достаточно высоким уровнем. Для того что бы использовать данный вид насосов во всех его режимах, требуется подключение дополнительных мощностей, которые достигаются посредством подключения к установке дополнительного трансформаторного устройства. Таким образом, посредством данного оборудования можно поднять уровень напряжения до таких пределов как две тысячи вольт.

Управление данной станцией осуществляется либо вручную, либо за счет работы автоматической системы, если заданы специальные режимы, работающие автоматически. Однако наибольшей популярностью все-таки пользуются качалки штангового типа работы, поскольку при их применении происходит значительная экономия на электрической энергии, которой требуется значительно меньше за счет работы нефтяной качалки механическим методом. К тому же данный метод является наиболее проверенным и дает хорошие производительные результаты.

Основные характеристики качалок

Чтобы выбрать более подходящие станки для разработки месторождения нефти, нужно сделать анализ широкого спектра эксплуатационных и технических характеристик всех видов этого оборудования.

При оценке важнейших характеристик станка-качалки обязательно учитывают:

  • рабочую штоковую нагрузку;
  • максимальный ход плунжера;
  • габариты редуктора;
  • величину крутящего момента выходного вала;
  • частоту качаний.

Определяющим параметром станка является мощность его электродвигателя. На установках классического типа для работы насосных станций достаточна мощность электродвигателя в 25 кВт. Но следует ещё учитывать тип используемых ремней для передачи вращения от двигателя на редуктор, диаметры шкивов ремённой передачи и конструкцию механизма торможения.

Даже если все эксплуатационные параметры рассматриваемого станка устраивают покупателя, ему следует ещё учесть и габариты оборудования. Ведь размеры иногда играют определяющую роль – это те случаи, когда приходится транспортировать станки на большие расстояния в условиях различных климатических и региональных зон страны. Габаритные размеры в большой степени решают вопрос, можно ли произвести установку данного оборудования в конкретной ситуации, в конкретных условиях разрабатываемого месторождения нефти.

Обычно масса станка не превышает 10 т, а его габариты по длине и ширине составляют 7Х2,5 м.

Интересные статьи:

Какой выбрать ручной листогибочный станок для металла?

Какой купить станок для резки арматуры?

Какую купить углевыжигательную печь?

Отдельные модели станков

Специалисту, занимающемуся заказами оборудования для нефтедобычи, необходимо хорошо ознакомиться с отдельными его моделями и их главными характеристиками. Несмотря на то, что каждый такой аппарат рассчитан на долгие годы работы, уже существующие промыслы время от времени производят модернизацию оборудования, закупая более современные его виды. Рассмотрим некоторые модели станков-качалок, сравнивая их характеристики и особенности.

Качалки СК

Распространённая в нефтедобывающей отрасли станок- качалка СК представляет собой скважинный насос с отдельным приводом. Насос при работе опускается в обсадную трубу скважины, и с ним соединён специальный шток привода. Шток составляется из колонны отдельных штанг, обеспечивая тем самым требуемую длину.

Как и в других классических вариантах добывающего насосного оборудования, вращение электродвигателя станка преобразуется с помощью кривошипа в поступательное движение штанговой колонны. Два исполнения станков-качалок СК изготавливаются со своим отдельным количеством типоразмеров. Аппараты СК имеют семь типоразмеров, а СКД – шесть.

Главные отличия станков-качалок СКД от СК заключаются в следующем:

  • несимметричность кинематической преобразовательной схемы и более высокое преобразующее кинематическое соотношение;
  • уменьшенные габаритные размеры;
  • расположение редуктора прямо на станочной раме.

В установках СК используются трёхфазные электрические двигатели асинхронного типа с влагостойким исполнением в искробезопасном корпусе. В зависимости от модификации станка в нём могут применяться двигатели мощностью от 4 до 40 кВт.

Механизм тормоза станка включает в себя две колодки, правую и левую, он предназначен для фиксирования станка в нужном положении в момент его остановки.

Качалки СКДР

Более усовершенствованная модель семейства СК – станок-качалка СКДР. Аппарат развивает тяговое усилие в 60 кН при длине штока от 1,2 до 3 м. Редуктор, используемый в аппарате, имеет типоразмер Ц2НШ-450-28 или Ц3НШ-450-28.

Станки СКДР используются для откачки нефти из скважины со штоковой нагрузкой до 80 000 Н. Они разработаны с учётом последних достижений отечественного и зарубежного машиностроения. Главные элементы кинематики станков изготовлены с учётом всех требований ГОСТов на нефтедобывающее оборудование.

Частота качаний установки СКДР регулируется в диапазоне от 1,7 до 11,8 в мин и зависит от передаточного числа установленного редуктора на раме станка. Мощность двигателя качалки может составлять от 5,5 до 22 кВт в зависимости от передаточного числа редуктора.

Общая масса агрегата СКДР составляет 13 100 кг, а его габариты равны 7200х6350х 3100 мм.

Качалки ПШГН

Приводная часть глубинного нефтяного насоса шагового типа или станок-качалка ПШГН через систему штанг передаёт движение головки на насосный плунжер, расположенный глубоко в обсадной трубе скважины. Головка балансира аппарата соединяется со штоком насоса с помощью тросовой подвески.

По производительности качалка ПШГН может регулироваться путём увеличения или уменьшения числа качаний в минуту, амплитуды этих качаний и размеров насосного плунжера. Чтобы произвести регулировку длины хода штока, необходимо выполнить перестановку пальцев кривошипно-шатунного механизма в другие отверстия.

Как и все предыдущие нефтяные качалки, разновидность ПШГН не является отдельным их видом, а представляет собой разновидность главного механизма установки для добычи нефти.

Станок-качалка; назначение, основные узлы.

.3 НАСОСНЫЙ СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

При насосном способе эксплуатации подъем нефти из сква­жин на поверхность осуществляется штанговыми и бесштанговыми насосами (погружные электроцентробежные насосы, винтовые насосы и др).

4.3.1 Эксплуатация скважин штанговыми насосами

Штанговые скважинные насосы (ШСН) обеспечивают откачку из скважин углеводородной жидкости, обводненностью до 99 % , абсолютной вязкостью до 100 мПа·с, содержанием твердых механических примесей до 0.5 %, свободного газа на приеме до 25 %, объемным содержанием сероводорода до 0.1 %, минерализацией воды до 10 г/л и температурой до 130 0С.

Две трети фонда (66 %) действующих скважин стран СНГ (примерно 16.3 % всего объема добычи нефти) эксплуатируются ШСНУ. Дебит скважин составляет от десятков килограммов в сутки до нескольких тонн. Насосы спускают на глубину от нескольких десятков метров до 3000 м., а в отдельных скважинах на 3200 ¸ 3400 м. ШСНУ включает:

Ø Наземное оборудование: станок-качалка (СК), оборудование устья.

Ø Подземное оборудование: насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги (НШ), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

Отличительная особенность ШСНУ обстоит в том, что в скважине устанавливают плунжерный (поршневой) насос, который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны штанг.

Штанговая глубинная насосная установка (Рисунок 4.4) состоит из скважинного насоса 2

вставного или невставного типов, насосных штанг
4
насосно-компрессорных труб
3
, подвешенных на планшайбе или в трубной подвеске
8
, сальникового уплотнения
6
, сальникового штока
7
, станка-качалки
9
, фундамента
10
и тройника
5
. На приеме скважинного насоса устанавливается защитное приспособление в виде газового или песочного фильтра
1
.

Недостатками штанговых насосов является ограниченность глубины их подвески и малая подача нефти из скважин.

Рисунок 4.4 — Схема установки штангового скважинного насоса

Устьевое оборудование

насосных скважин предназначено для герметизации затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважин и подвешивания колонны НКТ (Рисунок 4.8).

Рисунок 4.8 — Типичное оборудование устья скважины для штанговой насосной установки

1 — колонный фланец; 2 — планшайба; 3 — НКТ; 4 — опорная муфта; 5 — тройник, 6 — корпус сальника, 7 — полированный шток, 8 — головка сальника, 9 — сальниковая набивка

Устьевое оборудование типа ОУ включает устьевой сальник, тройник, крестовину, запорные краны и обратные клапаны.

Устьевой сальник герметизирует выход устьевого штока с помощью сальниковой головки и обеспечивает отвод продукции через тройник. Тройник ввинчивается в муфту НКТ. Наличие шарового соединения обеспечивает самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью НКТ, исключает односторонний износ уплотнительной набивки и облегчает смену набивки.

Станок-качалка

(Рисунок 4.9) является индивидуальным приводом скважинного насоса.

Основные узлы станка-качалки — рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирноподвешенная 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 раме-салазках.

Рисунок 4.9 — Станок-качалка типа СКД

1

— подвеска устьевого штока;
2
— балансир с опорой;
3
— стойка;
4
— шатун;
5
— кривошип;
6
— редуктор;
7
— ведомый шкив;
8
— ремень;
9
— электродвигатель;
10
— ведущий шкив;
11
— ограждение;
12
— поворотная плита;
13
— рама;
14
—противовес;
15
— траверса;
16
— тормоз;
17
— канатная подвеска

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 17

. Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса или выход плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.

Амплитуду движения головки балансира (длина хода устьевого штока) регулируют путем изменения места сочленения кривошипа с 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.

Выпускают СК с грузоподъемностью на головке балансира от 2 до 20 т.

Обслуживание нефтяных качалок

Специальный персонал нефтедобывающего предприятия выполняет обслуживание станка-качалки. Для удобства его работы конструкторами предусмотрены различные вспомогательные устройства и механизмы. При обслуживании балансира с траверсой и кривошипа на установке устроена специальная площадка, снабжённая системами привода. Операторы, располагаясь на этой площадке, производят управление балансировкой и уравновешиванием станка, проверяют крепление всех узлов кривошипно-шатунного механизма.

Вся кинематика системы привода нефтедобывающей качалки сконструирована для того, чтобы головка станка и кривошип совершала движение в оптимальном ритме и этот режим можно бы было легко перенастраивать.

Функции операторов станков и обслуживающего персонала необходимо разделять. Технический персонал занимается обслуживанием нефтяных насосов во время их интенсивной эксплуатации, в их обязанности входит слежение за рабочими показателями всех механизмов станции и техническое обслуживание насосного оборудования. В случае необходимости они производят и ремонт станков-качалок. Особенно важно в их работе создавать благоприятные режимы функционирования узлов и механизмов станка в моменты возникновения в нём максимальных, пиковых нагрузок.

В функции же операторов установок входят обязанности по регулированию самого процесса выкачки нефтяных ресурсов из глубины месторождения, по установке оптимальных режимов работы станка на каждом периоде освоения запасов углеводородов.

Принцип работы нефтяной качалки

Все происходит по следующему принципу. Посредством электрического питания происходит работы двигателя, который в свою очередь запускает весь механизм в рабочее положение. Начинается вращение механических частей нефтяной качалки, посредством чего балансировочный элемент начинает осуществлять движение, которое сродни движению качелей. Подвеска, на которой располагается шток устьевого типа, начинает осуществлять движения возвратно поступательного характера. Таким образом, поступающая через штанговые элементы энергия выдается на штанговый насос, который в свою очередь и позволяет захватить нефть из недр земли.

Управляющая всем механизмом станция выглядит таким образом. Она представляет собой блок коробочного типа, который внутри в буквальном смысле нашпигован электроникой. Таким образом, никаких силовых и ручных воздействий для управления данной установкой не требуются, все управление происходит посредством нажатия на клавиши и выбора необходимой программы.

Редукторы для нефтяных качалок: устройство и особенности


Назначение и работа станков-качалок


Чаще всего для освоения месторождения нефти применяются распространённые штанговые насосы с приводами. Эти агрегаты позволяют откачивать содержание скважин даже при большом, глубоком промерзании верхнего пласта земли. Станки – качалки с одноплечным балансиром относятся к оборудованию индивидуального вида и применяются для добычи нефти из-под земли в обычных и особых условиях.
Любая существующая инфраструктура добычи нефти нацелена на поднятие её с глубины на поверхность, а принцип работы станка-качалки со штанговым насосом напоминает действие медицинского шприца. Неотъемлемой частью любого станка-качалки является колонна, которую составляют компрессионные трубы. По этим трубам происходит подъём на поверхность и подача в резервуары нефти.

Если рассмотреть технологию организации добычи нефти, то весь процесс от начала до конца действий можно разделить на отдельные этапы:

  • бурение скважин;
  • установка трубных колонн;
  • обсадка колонн;
  • установка качалок и пуск их в работу.


Глубина бурения обычно достигает нескольких километров, но наиболее часто встречающиеся горизонты залегания нефти – это примерно 1500 метров под поверхностью и более. Иные скважины в глубину достигают и 4000 метров, но это уже колонны-рекордсмены нефтедобычи. Основой нефтедобывающей инфраструктуры являются колонны, собираемые из обсадных труб и активная часть каждого отдельного станка – его насос.

Чтобы понять принцип действия плунжерного насоса станка-качалки, нужно разобраться в роли и назначении отдельного станка в структуре всей трубопроводной сети добывающего комплекса. Качалка для нефти – это приводной механизм насоса, которая своим возвратно-поступательным движением, напоминающим качели, приводит в действие плунжерную пару насосного устройства. Оптимальная цикличность действия механизма качалки позволяет нефтяному ресурсу на глубине залегания концентрироваться у фильтра скважины, что способствует эффективности процесса добычи. Вся конструкция станка предусматривает минимизацию износа его отдельных элементов, установка рассчитана на безупречное действие в течение длительного срока эксплуатации.

Ограничения

Штанговые насосы с наземным приводом могут использоваться для неглубоких вертикальных скважин и наклонных скважин с незначительным отклонением от вертикали, в диапазоне подач от 1 до 50 куб.м/сут (в некоторых случаях подача может достигать 200 куб.м/сут). Типичные глубины — от 30 метров до 1,5 км, максимальные глубины — 2,5 км.[2]. Есть сведения о применении штанговых насосов с наземным приводом в скважинах с глубинами до 5 км.[3]

Станки-качалки не используются на оффшорных скважинах.[1]

Устройство качалки


При изучении устройства станка-качалки необходимо начать с установочной базы. База – это то, из чего состоит основа аппарата. Монтаж станка производится на заранее подготовленную бетонную основу, фундамент. Здесь же расположена платформа и её стойка вместе со станцией управления, в которой находится кабина оператора.

После того, как все организационные работы по установке платформы завершены, на неё навешивается массивный балансир, который уравновешивает специальную головку с канатным подвесом. Энергетическим приводом станка является мощный электродвигатель, который через редуктор станка-качалки передаёт усилие на балансир. Двигатель размещается иногда снизу под платформой, но такой вариант используется крайне редко, так как он связан с недостаточной безопасностью эксплуатации оборудования.

Через кривошип с шатуном электродвигатель воздействует на балансир, благодаря чему вращение вала двигателя преобразуется в цикличное поступательное движение элементов глубинного насоса.

Пункт управления станком-качалкой изготавливается в коробчатом виде, он содержит всё необходимое электротехническое оборудование комплекса. В станции, в непосредственной близости от управляющего реле, расположен и механический тормоз ручного типа.

гЮОЮЯМШЕ ВЮЯРХ (гхо) ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ

яРЮМЙХ-ЙЮВЮКЙХ (МЕТРЪМШЕ ЙЮВЮКЙХ) ЪБКЪЧРЯЪ НДМХЛ ХГ БЮФМШУ ЙНЛОНМЕМРНБ ЩЙЯОКСЮРЮЖХХ МЕТРЪМШУ ХКХ ЦЮГНБШУ ЯЙБЮФХМ ОКСМФЕПМШЛ (ЬРЮМЦНБШЛ) МЮЯНЯНЛ. дКЪ ЙНППЕЙРМНИ ЩТТЕЙРХБМНИ ПЮАНРШ ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ (МЕТРЪМШУ ЙЮВЮКНЙ) РПЕАСЧРЯЪ ОПНБЕДЕМХЕ ПЕЦСКЪПМНЦН РЕУМХВЕЯЙНЦН НАЯКСФХБЮМХЪ Х ПЕЛНМРЮ, ЙНРНПШЕ МЕБНГЛНФМШ АЕГ МЮКХВХЪ ЯННРБЕРЯРБСЧЫХУ ГЮОЮЯМШУ ВЮЯРЕИ Х ЙНЛОКЕЙРСЧЫХУ ЩКЕЛЕМРНБ.
й ГЮОЮЯМШЛ ВЮЯРЪЛ ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ НРМНЯЪРЯЪ:

— БРСКЙХ ДКЪ ЙЮМЮРНБ; — ПЕДСЙРНПШ; — НОНПШ АЮКЮМЯХПЮ; — ЙПХБНЬХОШ; — РПЮБЕПЯШ Б ЯАНПЕ; — ОКЮЬЙХ ДКЪ ЙЮМЮРМШУ ОНДБЕЯНЙ; — РНПЛНГМШЕ ЛЕУЮМХГЛШ; — БРСКЙХ ДКЪ ЬРНЙНБ; — ОКЮЬЙХ ДКЪ ЙЮМЮРНБ Х ЬРНЙНБ; — ЬЮРСММШЕ ЦНКНБЙХ; — ЯРЪФЙХ;

дПСЦХЕ БХДШ ГЮОЮЯМШУ ВЮЯРЕИ Х ЙНЛОКЕЙРСЧЫХУ ЩКЕЛЕМРНБ ДКЪ ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ.

1. аНКР л 30У190 Я ЙБЮДПЮРМНИ ЦНКНБЙНИ 2. аНКР л 36×230 Я ЙБЮДПЮРМНИ ЦНКНБЙНИ 3. аНКР л 36У240 Я ЙБЮДПЮРМНИ ЦНКНБЙНИ 4. аЮКЮМЯХП Б ЯАНПЕ Я ЦНКНБЙНИ яйд-6 (АЕГ НОНПШ) 5. рЕКН АЮКЮМЯХПЮ яйд-6 (омь60) 6. рЕКН АЮКЮМЯХПЮ яй-6 (омьр60, яйдп-6) (РЕКН ХГ АЮКЙХ 40ь) 7. цНКНБЙЮ АЮКЮМЯХПЮ яйд-6-2,5 (омь-60 2,1) Я ОЮКЭЖЕЛ 8. цНКНБЙЮ АЮКЮМЯХПЮ яй-6 (омьр60, яйдп-6) Я ОЮКЭЖЕЛ ДКХМЮ УНДЮ 3,0 Л. 9. рЕКН АЮКЮМЯХПЮ яйд-8 (омь80, яйдп-8) 10. цНКНБЙЮ АЮКЮМЯХПЮ яйд-8 (омь80, яйдп-8) Я ОЮКЭЖЕЛ 11. аЮКЮМЯХП яй-8 Я ЦНКНБЙНИ АЕГ НОНПШ (РЕКН ХГ АЮКЙХ 50а, ДКХМЮ УНДЮ 3,5 Л.) 12. аЮКЮМЯХП Б ЯАНПЕ Я ЦНКНБЙНИ 7 яй-8 (АЕГ НОНПШ) 13. рЕКН АЮКЮМЯХПЮ 7 яй-8 14. цНКНБЙЮ АЮКЮМЯХПЮ 7 яй-8 Я ОЮКЭЖЕЛ ДКХМЮ УНДЮ 3,5 Л. 15. бЕПУМЪЪ ЦНКНБЙЮ ЬЮРСМЮ Б ЯАНПЕ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яй-8 16. бЕПУМЪЪ ЦНКНБЙЮ ЬЮРСМЮ Б ЯАНПЕ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яй-6 17. бРСКЙЮ ЙЮМЮРЮ яй-8 18. бРСКЙЮ ЙЮМЮРЮ яй-6 19. бРСКЙЮ ОЮКЭЖЮ ЙПХБНЬХОЮ яй-6 20. бРСКЙЮ ОЮКЭЖЮ ЙПХБНЬХОЮ яй-8 21. бРСКЙЮ МЦЬ ЯЙ6 1 ПЕЛНМРМЮЪ 22. бРСКЙЮ МЦЬ ЯЙ6 2 ПЕЛНМРМЮЪ 23. бРСКЙЮ МЦЬ ЯЙ8 1 ПЕЛНМРМЮЪ 24. бРСКЙЮ МЦЬ ЯЙ8 2 ПЕЛНМРМЮЪ 25. бРСКЙЮ ЬРНЙЮ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яй-8 26. бРСКЙЮ ЬРНЙЮ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яй-6 27. цЮИЙЮ БРСКЙХ ЙЮМЮРЮ 28. цЮИЙЮ БРСКЙХ ЬРНЙЮ 29. цЮИЙЮ ЙНМСЯМНИ БРСКЙХ ЩК ДБХЦЮРЕКЪ Я КЕБНИ/ОПЮБНИ ПЕГЭАНИ 30. дХТТЕПЕМЖХЮКЭМЮЪ ЯРЪФЙЮ ЙПХБНЬХОЮ яй-6 31. дХТТЕПЕМЖХЮКЭМЮЪ ЯРЪФЙЮ ЙПХБНЬХОЮ яй-8 32. мць яй-6 Б ЯАНПЕ 33. мць яй-8 Б ЯАНПЕ 34. мць оьцм 8 Б ЯАНПЕ 35. мць оьцм 10 Б ЯАНПЕ 36. мць Б ЯАНПЕ ял320д (яью) 37. мць Б ЯАНПЕ хп-9р (пСЛШМХЪ) 38. нОНПЮ РПЮБЕПЯШ яй-6 39. нОНПЮ РПЮБЕПЯШ яй-8 40. нОНПЮ АЮКЮМЯХПЮ яй-6 ОНДЬХОМХЙ 3616 41. нОНПЮ АЮКЮМЯХПЮ яй-8 ОНДЬХОМХЙ 3620 42. нЯЭ ЙПХБНЬХОЮ (КЕБ./ОПЮБ оьцм 10 ) Б ЯАНПЕ 43. нЯЭ ЙПХБНЬХОЮ (КЕБ./ОПЮБ оьцм

Б ЯАНПЕ
44. оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ Б ЯАНПЕ яй-6 КЕБШИ
йНЛОКЕЙР: — оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ й4.06.00.0.08-01 -1 ЬР. — бРСКЙЮ ЙПХБНЬХОЮ й4.06.00.0.02 √ 1 ЬР. — ьЮИАЮ й4.06.00.0.05 √ 1 ЬР. — цЮИЙЮ ЙНПНМВЮРЮЪ й4.06.00.0.09-01 — 1 ЬР. — ьОКХМР 8У90 — 1 ЬР. — ьЮИАЮ 56.01.019 — 1 ЬР. — цЮИЙЮ л56У2 — 1ЬР.
45. оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ Б ЯАНПЕ яй-6 ОПЮБШИ
йНЛОКЕЙР: — оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ й4.06.00.0.08 -1 ЬР. — бРСКЙЮ ЙПХБНЬХОЮ й4.06.00.0.02 √ 1 ЬР. — ьЮИАЮ й4.06.00.0.05 √ 1 ЬР. — цЮИЙЮ ЙНПНМВЮРЮЪ й4.06.00.0.09 — 1 ЬР. — ьОКХМР 8У90 — 1 ЬР. — ьЮИАЮ 56.01.019 — 1 ЬР. — цЮИЙЮ л56У2 — 1ЬР.
46. оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ Б ЯАНПЕ яй-8 ОНД ОНДЬХОМХЙ 53615, КЕБШИ
йНЛОКЕЙР: — оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ й8.06.00.0.08-01 -1 ЬР. — бРСКЙЮ ЙПХБНЬХОЮ й8.06.00.0.02 — 1 ЬР. — ьЮИАЮ й8.06.00.0.05 — 1 ЬР. — цЮИЙЮ ЙНПНМВЮРЮЪ й8.06.00.0.09-01 — 1 ЬР. — ьОКХМР 8×90 — 1 ЬР. — ьЮИАЮ 72.01.019 — 1 ЬР. — цЮИЙЮ л72У2 — 1ЬР.
47. оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ Б ЯАНПЕ яй-8 ОНД ОНДЬХОМХЙ 53615, ОПЮБШИ
йНЛОКЕЙР: — оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ й8.06.00.0.08 -1 ЬР. — бРСКЙЮ ЙПХБНЬХОЮ й8.06.00.0.02 — 1 ЬР. — ьЮИАЮ й8.06.00.0.05 — 1 ЬР. — цЮИЙЮ ЙНПНМВЮРЮЪ й8.06.00.0.09 — 1 ЬР. — ьОКХМР 8×90 — 1 ЬР. — ьЮИАЮ 72.01.019 — 1 ЬР. — цЮИЙЮ л72У2 — 1ЬР. 48. оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ Б ЯАНПЕ яй-8 ОНД ОНДЬХОМХЙ 53616, КЕБШИ 49. оЮКЕЖ ЙПХБНЬХОЮ Б ЯАНПЕ яй-8 ОНД ОНДЬХОМХЙ 53616, ОПЮБШИ 50. оЮКЕЖ ЯНЕДХМЕМХЪ ЦНКНБЙХ АЮКЮМЯХПЮ Я РЕКНЛ АЮКЮМЯХПЮ яй-8 51. оЮКЕЖ ЯНЕДХМЕМХЪ ЦНКНБЙХ АЮКЮМЯХПЮ Я РЕКНЛ АЮКЮМЯХПЮ яй-6 52. оКЮЬЙЮ ЬРНЙЮ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яй-8 ДХЮЛ.32 ЛЛ 53. оКЮЬЙЮ ЙЮМЮРЮ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яй-8 ДХЮЛ.25,5 ЛЛ 54. пЮЛЮ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яйд-8 55. пЮЛЮ 7 ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яй-8 56. рПЮБЕПЯЮ ЙЮМЮРМНИ ОНДБЕЯЙХ яй (ЙНЛОКЕЙР) 57. оНДБЕЯЙЮ СЯРЭЕБНЦН ЬРНЙЮ яй-8 (ЙНЛОКЕЙР) 58. оНДБЕЯЙЮ СЯРЭЕБНЦН ЬРНЙЮ яй-6 (ЙНЛОКЕЙР) 59. рПЮБЕПЯЮ яй-8 Б ЯАНПЕ 60. рПЮБЕПЯЮ яй-6 Б ЯАНПЕ 61. рНПЛНГМЮЪ ЙНКНДЙЮ яй 62. рНПЛНГМНИ ЛЕУЮМХГЛ ДКЪ ПЕДСЙРНПЮ ж2мь-450 (750) 63. йНКНДНВМШИ РНПЛНГМНИ ЛЕУЮМХГЛ ДКЪ ПЕДСЙРНПЮ ж3мй-450 64. ьЮРСМ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яйд-8 Б ЯАНПЕ 65. ьЮРСМ ЯРЮМЙЮ ЙЮВЮКЙХ яйд-6 Б ЯАНПЕ 66. ьЙХБ РНПЛНГЮ яй-8 67. ьЙХБ РНПЛНГЮ яй-6 68. ьЙХБ ОПХБНДЮ ПЕДСЙРНПЮ 710 ЛЛ 69. ьЙХБ ОПХБНДЮ ПЕДСЙРНПЮ 900 ЛЛ 70. ьЙХБШ ЩК. ДБХЦЮРЕКЪ ДХЮЛЕРПНЛ НР 120 ЛЛ. ДН 300 ЛЛ. 71. ьОНМЙЮ ЙПХБНЬХОЮ яй-6 72. ьОНМЙЮ ЙПХБНЬХОЮ яй-8 73. ьОНМЙЮ ЬЙХБЮ ПЕДСЙРНПЮ яй6 74. ьОНМЙЮ ЬЙХБЮ ПЕДСЙРНПЮ яй8 75. ьОНМЙЮ ЩК. ДБХЦЮРЕКЪ 76. йНПОСЯ мць яй-8 ОНД ОНДЬХОМХЙ 53615 Я ЙПШЬЙНИ 77. йНПОСЯ мць яй-8 ОНД ОНДЬХОМХЙ 53616 Я ЙПШЬЙНИ 78. йНПОСЯ мць яй-6 ОНД ОНДЬХОМХЙ 3612 Я ЙПШЬЙНИ 79. йПНМЬРЕИМ НОНПШ РПЮБЕПЯШ яй6 80. йПНМЬРЕИМ НОНПШ РПЮБЕПЯШ яй8 81. йПШЬЙЮ НОНПШ РПЮБЕПЯШ яй-8 82. йПШЬЙЮ НОНПШ РПЮБЕПЯШ яй-6 83. йПШЬЙЮ НОНПШ АЮКЮМЯХПЮ яй-6 84. йПШЬЙЮ НОНПШ АЮКЮМЯХПЮ яй-8 ОНД ОНДЬХОМХЙ 3620 85. бРСКЙЮ ЙНМСЯМЮЪ ЩКЕЙРПНДБХЦЮРЕКЪ бьа (БМСРП. ДХЮЛ. 38, 48, 55, 60 ЛЛ.)

Виды станков

Семейство нефтяных качалок представлено на отечественном рынке оборудования большим количеством модификаций. У всех видов станков практически один и тот же принцип работы, но есть и существенные отличия. Наиболее популярны среди нефтяников станки с балансирами, которые относятся к классическому типу добывающего оборудования. В этих станках предусмотрен механизм задней фиксации шатуна и редуктор расположен на одной раме с электродвигателем и балансиром.

Альтернативой классическим станкам являются такие типы станков-качалок, как гидравлические штанговые насосы, закрепляемые на фланце арматуры скважины в самом верху. Штанговые насосы имеют то преимущество перед станками классического типа, что они не требуют при своей установки сооружения мощного фундамента. Особенно важно это свойство штанговых насосов для случаев разработки месторождений в вечной мерзлоте, где заливка любого качественного фундамента сопряжена с большими трудностями. Свайная же установка классических станков не оправдана по экономическим соображениям.

Другой особенностью гидравлических насосов является возможность плавно, бесступенчато регулировать длину обсадной колонны. Благодаря этому появляется возможность точного подбора эксплуатационного режима скважины.

Основные характеристики качалок

Чтобы выбрать более подходящие станки для разработки месторождения нефти, нужно сделать анализ широкого спектра эксплуатационных и технических характеристик всех видов этого оборудования.

При оценке важнейших характеристик станка-качалки обязательно учитывают:

  • рабочую штоковую нагрузку;
  • максимальный ход плунжера;
  • габариты редуктора;
  • величину крутящего момента выходного вала;
  • частоту качаний.

Определяющим параметром станка является мощность его электродвигателя. На установках классического типа для работы насосных станций достаточна мощность электродвигателя в 25 кВт. Но следует ещё учитывать тип используемых ремней для передачи вращения от двигателя на редуктор, диаметры шкивов ремённой передачи и конструкцию механизма торможения.

Даже если все эксплуатационные параметры рассматриваемого станка устраивают покупателя, ему следует ещё учесть и габариты оборудования. Ведь размеры иногда играют определяющую роль – это те случаи, когда приходится транспортировать станки на большие расстояния в условиях различных климатических и региональных зон страны. Габаритные размеры в большой степени решают вопрос, можно ли произвести установку данного оборудования в конкретной ситуации, в конкретных условиях разрабатываемого месторождения нефти.

Обычно масса станка не превышает 10 т, а его габариты по длине и ширине составляют 7Х2,5 м.

Интересные статьи:

Какой выбрать ручной листогибочный станок для металла?

Какой купить станок для резки арматуры?

Какую купить углевыжигательную печь?

яРЮМНЙ ЙЮВЮКЙЮ яй яйм яйдп омь номь гЮОЮЯМШЕ ВЮЯРХ гхо ДКЪ ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ пЕЛНМР ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКЙНЙ

рЮЙФЕ ОПЕДКЮЦЮЕЛ:

— ХГЦНРНБКЕМХЕ Х ОНЯРЮБЙС МНБШУ ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ, Ю РЮЙФЕ ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ ОНЯКЕ ЛНДЕПМХГЮЖХХ Х ЙЮОХРЮКЭМНЦН ПЕЛНМРЮ

— ХГЦНРНБКЕМХЕ Х ОНЯРЮБЙС МНБШУ ПЕДСЙРНПНБ ж2мь-450, ПЕДСЙРНПНБ ж2мь-750, ПЕДСЙРНПНБ пжр-280, ПЕДСЙРНПНБ пжр-355, Ю РЮЙФЕ ПЕДСЙРНПНБ ОНЯКЕ ЛНДЕПМХГЮЖХХ Х ЙЮОХРЮКЭМНЦН ПЕЛНМРЮ

— ЛНДЕПМХГЮЖХЧ Х ЙЮОХРЮКЭМШИ ПЕЛНМР ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ

— ЙЮОХРЮКЭМШИ ПЕЛНМР ПЕДСЙРНПНБ ж2мь-450, ПЕДСЙРНПНБ ж2мь-750 Я ОЕПЕДЕКЙНИ ОНДЬХОМХЙНБШУ СГКНБ ОНД ПЮГДЕКЭМШИ РХО ЯЛЮГЙХ Х СЯРЮМНБЙНИ ЯЮКЭМХЙНБШУ СОКНРМЕМХИ, оьцм-10.000, R-35, пжр (ЖЕОМШЕ ОПХБНДШ)

— ЙЮОХРЮКЭМШИ ПЕЛНМР ЙПХБНЬХОНБ Х ДПСЦХУ СГКНБ ЯРЮМЙНБ ЙЮВЮКНЙ.

https://youtu.be/GygKLbNUVBA

Отдельные модели станков

Специалисту, занимающемуся заказами оборудования для нефтедобычи, необходимо хорошо ознакомиться с отдельными его моделями и их главными характеристиками. Несмотря на то, что каждый такой аппарат рассчитан на долгие годы работы, уже существующие промыслы время от времени производят модернизацию оборудования, закупая более современные его виды. Рассмотрим некоторые модели станков-качалок, сравнивая их характеристики и особенности.

Качалки СК

Распространённая в нефтедобывающей отрасли станок- качалка СК представляет собой скважинный насос с отдельным приводом. Насос при работе опускается в обсадную трубу скважины, и с ним соединён специальный шток привода. Шток составляется из колонны отдельных штанг, обеспечивая тем самым требуемую длину.

Как и в других классических вариантах добывающего насосного оборудования, вращение электродвигателя станка преобразуется с помощью кривошипа в поступательное движение штанговой колонны. Два исполнения станков-качалок СК изготавливаются со своим отдельным количеством типоразмеров. Аппараты СК имеют семь типоразмеров, а СКД – шесть.

Главные отличия станков-качалок СКД от СК заключаются в следующем:

  • несимметричность кинематической преобразовательной схемы и более высокое преобразующее кинематическое соотношение;
  • уменьшенные габаритные размеры;
  • расположение редуктора прямо на станочной раме.

В установках СК используются трёхфазные электрические двигатели асинхронного типа с влагостойким исполнением в искробезопасном корпусе. В зависимости от модификации станка в нём могут применяться двигатели мощностью от 4 до 40 кВт.

Механизм тормоза станка включает в себя две колодки, правую и левую, он предназначен для фиксирования станка в нужном положении в момент его остановки.

Качалки СКДР

Более усовершенствованная модель семейства СК – станок-качалка СКДР. Аппарат развивает тяговое усилие в 60 кН при длине штока от 1,2 до 3 м. Редуктор, используемый в аппарате, имеет типоразмер Ц2НШ-450-28 или Ц3НШ-450-28.

Станки СКДР используются для откачки нефти из скважины со штоковой нагрузкой до 80 000 Н. Они разработаны с учётом последних достижений отечественного и зарубежного машиностроения. Главные элементы кинематики станков изготовлены с учётом всех требований ГОСТов на нефтедобывающее оборудование.

Частота качаний установки СКДР регулируется в диапазоне от 1,7 до 11,8 в мин и зависит от передаточного числа установленного редуктора на раме станка. Мощность двигателя качалки может составлять от 5,5 до 22 кВт в зависимости от передаточного числа редуктора.

Общая масса агрегата СКДР составляет 13 100 кг, а его габариты равны 7200х6350х 3100 мм.

Качалки ПШГН

Приводная часть глубинного нефтяного насоса шагового типа или станок-качалка ПШГН через систему штанг передаёт движение головки на насосный плунжер, расположенный глубоко в обсадной трубе скважины. Головка балансира аппарата соединяется со штоком насоса с помощью тросовой подвески.

По производительности качалка ПШГН может регулироваться путём увеличения или уменьшения числа качаний в минуту, амплитуды этих качаний и размеров насосного плунжера. Чтобы произвести регулировку длины хода штока, необходимо выполнить перестановку пальцев кривошипно-шатунного механизма в другие отверстия.

Как и все предыдущие нефтяные качалки, разновидность ПШГН не является отдельным их видом, а представляет собой разновидность главного механизма установки для добычи нефти.

.3 НАСОСНЫЙ СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

При насосном способе эксплуатации подъем нефти из сква­жин на поверхность осуществляется штанговыми и бесштанговыми насосами (погружные электроцентробежные насосы, винтовые насосы и др).

4.3.1 Эксплуатация скважин штанговыми насосами

Штанговые скважинные насосы (ШСН) обеспечивают откачку из скважин углеводородной жидкости, обводненностью до 99 % , абсолютной вязкостью до 100 мПа·с, содержанием твердых механических примесей до 0.5 %, свободного газа на приеме до 25 %, объемным содержанием сероводорода до 0.1 %, минерализацией воды до 10 г/л и температурой до 130 0С.

Две трети фонда (66 %) действующих скважин стран СНГ (примерно 16.3 % всего объема добычи нефти) эксплуатируются ШСНУ. Дебит скважин составляет от десятков килограммов в сутки до нескольких тонн. Насосы спускают на глубину от нескольких десятков метров до 3000 м., а в отдельных скважинах на 3200 ¸ 3400 м. ШСНУ включает:

Ø Наземное оборудование: станок-качалка (СК), оборудование устья.

Ø Подземное оборудование: насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги (НШ), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

Отличительная особенность ШСНУ обстоит в том, что в скважине устанавливают плунжерный (поршневой) насос, который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны штанг.

Штанговая глубинная насосная установка (Рисунок 4.4) состоит из скважинного насоса 2

вставного или невставного типов, насосных штанг
4
насосно-компрессорных труб
3
, подвешенных на планшайбе или в трубной подвеске
8
, сальникового уплотнения
6
, сальникового штока
7
, станка-качалки
9
, фундамента
10
и тройника
5
. На приеме скважинного насоса устанавливается защитное приспособление в виде газового или песочного фильтра
1
.

Недостатками штанговых насосов является ограниченность глубины их подвески и малая подача нефти из скважин.

Рисунок 4.4 — Схема установки штангового скважинного насоса

Устьевое оборудование

насосных скважин предназначено для герметизации затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважин и подвешивания колонны НКТ (Рисунок 4.8).

Рисунок 4.8 — Типичное оборудование устья скважины для штанговой насосной установки

1 — колонный фланец; 2 — планшайба; 3 — НКТ; 4 — опорная муфта; 5 — тройник, 6 — корпус сальника, 7 — полированный шток, 8 — головка сальника, 9 — сальниковая набивка

Устьевое оборудование типа ОУ включает устьевой сальник, тройник, крестовину, запорные краны и обратные клапаны.

Устьевой сальник герметизирует выход устьевого штока с помощью сальниковой головки и обеспечивает отвод продукции через тройник. Тройник ввинчивается в муфту НКТ. Наличие шарового соединения обеспечивает самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью НКТ, исключает односторонний износ уплотнительной набивки и облегчает смену набивки.

Станок-качалка

(Рисунок 4.9) является индивидуальным приводом скважинного насоса.

Основные узлы станка-качалки — рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирноподвешенная 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 раме-салазках.

Рисунок 4.9 — Станок-качалка типа СКД

1

— подвеска устьевого штока;
2
— балансир с опорой;
3
— стойка;
4
— шатун;
5
— кривошип;
6
— редуктор;
7
— ведомый шкив;
8
— ремень;
9
— электродвигатель;
10
— ведущий шкив;
11
— ограждение;
12
— поворотная плита;
13
— рама;
14
—противовес;
15
— траверса;
16
— тормоз;
17
— канатная подвеска

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 17

. Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса или выход плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.

Амплитуду движения головки балансира (длина хода устьевого штока) регулируют путем изменения места сочленения кривошипа с 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.

Выпускают СК с грузоподъемностью на головке балансира от 2 до 20 т.

Обслуживание нефтяных качалок

Специальный персонал нефтедобывающего предприятия выполняет обслуживание станка-качалки. Для удобства его работы конструкторами предусмотрены различные вспомогательные устройства и механизмы. При обслуживании балансира с траверсой и кривошипа на установке устроена специальная площадка, снабжённая системами привода. Операторы, располагаясь на этой площадке, производят управление балансировкой и уравновешиванием станка, проверяют крепление всех узлов кривошипно-шатунного механизма.

Вся кинематика системы привода нефтедобывающей качалки сконструирована для того, чтобы головка станка и кривошип совершала движение в оптимальном ритме и этот режим можно бы было легко перенастраивать.

Функции операторов станков и обслуживающего персонала необходимо разделять. Технический персонал занимается обслуживанием нефтяных насосов во время их интенсивной эксплуатации, в их обязанности входит слежение за рабочими показателями всех механизмов станции и техническое обслуживание насосного оборудования. В случае необходимости они производят и ремонт станков-качалок. Особенно важно в их работе создавать благоприятные режимы функционирования узлов и механизмов станка в моменты возникновения в нём максимальных, пиковых нагрузок.

В функции же операторов установок входят обязанности по регулированию самого процесса выкачки нефтяных ресурсов из глубины месторождения, по установке оптимальных режимов работы станка на каждом периоде освоения запасов углеводородов.

Процесс нефтедобычи качалкой

Технологическая организация процесса добычи делится на несколько этапов. Начинаются работы с бурения скважины, глубина которой может достигать нескольких километров. Как правило, разрабатываются 1500-метровые отверстия, а рекордсменами являются скважины на 4000 м. Далее устанавливаются колонны обсадного трубопровода, которые становятся основой нефтедобывающей инфраструктуры. Активатором же в данной системе будет насос. Для понимания принципа его действия следует разобраться с тем, как работает нефтяная качалка в общей структуре трубопровода. Она выполняет функцию приводного механизма, за счет которого выполняются возвратно-поступательные действия. Качалки работают по цикличному принципу, давая возможность нефти концентрироваться вокруг скважины для обеспечения эффективной откачки. Кроме того, такой принцип обслуживания минимизирует износ частей установки.

Коромысло — обзор

1.

Проверка полярности

Поработайте рулевым колесом и рукояткой управления горизонтального стабилизатора и запишите направление отклонения коромысла плоскости управления. Результаты испытаний должны включать направление отклонения коромысла плоскости управления в каждом канале, и направление отклонения должно соответствовать конструктивным требованиям системы.

2.

Проверка работоспособности возврата

Поработайте рулем и рукояткой управления горизонтального стабилизатора и запишите разницу между возвратным положением и нейтральным положением механизма управления.Результаты испытаний должны включать разницу между возвратным положением и нейтральным положением механизма управления в каждом канале, и результаты испытаний должны соответствовать проектным требованиям.

3.

Функциональная проверка устройства регулировки передаточного числа

При различных состояниях устройства регулировки передаточного числа запишите время преобразования элеронов и устройства регулировки передаточного отношения. Результаты испытаний должны включать угол поворота рулевого колеса, угол отклонения коромысла плоскости управления элеронами и время преобразования устройства регулировки передаточного числа при различных состояниях устройства регулировки передаточного отношения, которые должны соответствовать конструктивным требованиям системы. .

4.

Измерение зазора

Измерьте зазор между элеронами и системой управления механизмами горизонтального стабилизатора, и он должен соответствовать конструктивным требованиям системы.

5.

Измерение жесткости системы

По данным испытаний получить жесткость системы управления механизмами элеронов и горизонтального стабилизатора путем примерки. В результаты должны быть включены жесткость канала элеронов с грузовым механизмом, жесткость системы без грузового механизма, жесткость канала устройства управления кабиной с грузовым механизмом, жесткость канала устройства управления кабиной без грузового механизма и жесткость канала управления горизонтальным стабилизатором. , и они должны соответствовать требованиям соответствующих спецификаций.

6.

Кривая зависимости смещения коромысла в плоскости сила-перемещение-управление

На основе анализа данных испытаний и кривой получена кривая зависимости смещения коромысла в плоскости сила-перемещение-управление системой управления элеронами и горизонтальным стабилизатором и можно получить стартовую силу систем. Результаты должны включать управляющее усилие и управляющее смещение каждого канала, смещение коромысла плоскости управления и пусковое усилие, которые должны соответствовать конструктивным требованиям системы.

7.

Измерение силы трения и неуравновешенной силы

Посредством анализа данных испытаний и кривой можно получить силу трения и неуравновешенную силу системы управления элеронами. Результаты должны включать силу трения и неуравновешенную силу каждого канала, и они должны соответствовать проектным требованиям системы.

8.

Измерение массы и коэффициента относительного демпфирования

Путем анализа данных испытаний и кривой можно получить эквивалентную массу и коэффициент относительного демпфирования системы управления элеронами и горизонтальным стабилизатором.Результаты должны включать эквивалентную массу и относительный коэффициент демпфирования каждого канала, и они должны соответствовать проектным требованиям системы.

9.

Измерение хода триммера и времени триммера

Путем анализа тестовых данных и кривой можно получить ход триммера и время триммера элерона. Результаты должны включать ход дифферентовки и время дифферентовки, и они должны соответствовать конструктивным требованиям системы.

10.

Испытание ступенчатой ​​характеристики

Путем анализа тестовых данных и кривой можно рассчитать время задержки, время нарастания, выброс и время установившегося состояния каждой системы управления, и они должны соответствовать проектным требованиям система.

11.

Проверка частотной характеристики

Амплитуда хода рулевого колеса 10°, частота 0,50 Гц. Отставание по фазе коромысла плоскости управления от усилия на рулевом колесе не должно превышать 60° или должно соответствовать конструктивным требованиям системы.

Амплитуда хода рукоятки горизонтального стабилизатора 5° и 10°, частота 0,33 Гц. Отставание по фазе коромысла относительно силы рукоятки не должно превышать 60° или должно соответствовать конструктивным требованиям системы.

МЫ ВИДИМ ИХ ВЕЗДЕ, НО КАК ОНИ РАБОТАЮТ? – EnergyHQ

Где бы вы ни нашли нефть, вы также найдете насосных станций. Более 96% нефтяных скважин с самого начала требуют подъемной силы насосного станка. И 100% нефтяных скважин нуждаются в механизированной добыче нефти, чтобы в какой-то момент в течение их срока службы выкачать все до последней капли нефти. Насосы-качалки — один из самых узнаваемых символов американской нефти, но мало кто знает их историю и то, как они работают.

Скромное начало.

При первом появлении неуклюжий внешний вид противовесной насосной станции вызывал насмешки и насмешки.Но с конца 1800-х годов они надежно поставляют нефть, которая движет нацией.

Насос-насос известен как: кивающий осел, конская голова, жаждущая птица, качающаяся лошадь, лучевой насос, кузнечик и другие красочные имена.

«Это была такая забавная, странная штука, что она стала предметом насмешек и критики».

— Уолтер С. Траут, изобретатель насосной станции

Как они работают?

Электрический или газовый двигатель вращает противовес, прикрепленный к рычагу, который перемещает поворотную балку вверх и вниз.Трос на противоположном конце тянет узел стержня вверх и снова опускает его. Полая камера с простым клапаном открывается и наполняется каждый раз, когда стержень опускается, затем закрывается и поднимает его на поверхность. Оказавшись на поверхности, любая полученная вода и природный газ отделяются от сырой нефти, а затем перекачиваются в сборные резервуары до тех пор, пока их можно будет переместить на нефтеперерабатывающий завод.

Сколько сырой нефти может перекачать насосная установка?

Насосные насосы в среднем делают 20 ходов в минуту с объемом от 1 до 10 галлонов за ход.Самые большие установки могут добывать более 5 баррелей в минуту.

Почему так много размеров?

Запасы нефти залегают в широком диапазоне глубин и мощностей. Чем глубже залегает сырая нефть и чем выше ее вязкость, зависит, какая сила потребуется, чтобы поднять ее на поверхность. Насосные установки различаются по размеру: от достаточно маленьких, чтобы поместиться в кузове пикапа, до 40 футов в высоту с противовесом до 20 000 фунтов.

Итак, теперь вы знаете. Скромный насосный станок — одна из самых прочных и надежных когда-либо созданных машин.А без этого скважины были бы просто дырами в земле, и не было бы возможности добывать нефть, на которой работает наше государство и наша нация.

Будьте в курсе последних новостей о нефтегазовых технологиях, посетив EnergyHQ.com.

Система смазки двигателя

В течение сорока лет после первый полет братьев Райт, самолеты использовались двигатель внутреннего сгорания превратить пропеллеры генерировать толкать. Сегодня большинство самолетов авиации общего назначения или частных самолетов по-прежнему приводимый в движение пропеллерами и двигателями внутреннего сгорания, как и ваш автомобильный двигатель.Мы обсудим основы двигатель внутреннего сгорания, использующий Двигатель братьев Райт 1903 года, показанный на рисунке в качестве примера. Дизайн братьев очень прост по сегодняшним меркам, так что это хороший двигатель для студентов, чтобы учиться и изучать основы двигателей и их операция. На этой странице мы представляем компьютерный чертеж системы смазки Райта Авиадвигатель братьев 1903 года.

Механическая операция

На верхнем рисунке показаны основные компоненты системы смазки . на двигателе Райт 1903.В любом двигателе внутреннего сгорания топливо и кислород соединяются в процесс горения чтобы произвести мощность, чтобы повернуть коленчатый вал двигателя. При сгорании образуются выхлопные газы под высоким давлением. которая действует с силой на поверхность поршень. Поршень движется внутри цилиндра и соединен с коленчатым валом. стержнем, передающим силу. В этой силовой передаче много движущихся частей, как показано на этом компьютере. анимация:

Работа системы смазки заключается в распределении масла по движущиеся части, чтобы уменьшить трение между поверхностями, которые трутся о друг с другом.

Система смазки, используемая братьями Райт, довольно проста. Масляный насос расположен снизу двигателя, слева фигуры. Насос приводится в действие червячной передачей от главного выхлопа. кулачковый вал клапана. Масло подается в верхнюю часть двигателя, справа, внутри линии подачи . Небольшие отверстия в линии подачи позволяют маслу капать внутрь картер. На рисунке мы убрали топливная система и отогнул крышку картера, чтобы заглянуть внутрь.Масло капает на поршни, когда они движутся в цилиндрах, смазывая поверхность между поршнем и цилиндром. Затем масло стекает внутрь картера. к коренным подшипникам, удерживающим коленчатый вал. Масло подбирается и разбрызгивается на подшипники для смазки этих поверхностей. По внешней стороне нижней части Картер представляет собой сборную трубку , которая собирает отработанное масло. и возвращает его в масляный насос для повторной циркуляции. Обратите внимание, что братья не смазывали клапаны и узел коромысел. для камер сгорания.


Виды деятельности:

Экскурсии с гидом

Навигация..


Домашняя страница руководства для начинающих

Amazon.com: Mr. Gasket — 1015 Зажимы коромысел, маслоотражающие: автомобильный

98 Загородный двигатель к1500 5,7 л. Я очень рекомендую это. Я купил два комплекта (всего 16 дефлекторов) на случай, если один сломается или что-то в этом роде, чтобы я мог по крайней мере получить одну сторону двигателя за раз, но даже не стал использовать второй комплект, потому что первый комплект был очень прочным. Я использовал его дважды.Единственный беспорядок / утечка масла происходил из-за того, что он скапливался в верхней части головки и немного проливался вниз по задней части двигателя, но масло не проходило через дефлекторы на коромыслах. Я рекомендую несколько мер предосторожности ниже, которые сделают весь процесс проще и чище.

Обычно я регулирую зазоры клапанов, поворачивая рукоятку вручную до тех пор, пока одно коромысло не поднимется полностью, а затем регулирую его ответную часть (на основе схемы синхронизации). К сожалению, при попытке сделать это на этом двигателе болт кривошипа сорвался.У меня уже были установлены балансир и шкив, так что это не был конец света, за исключением того, что я не мог отрегулировать зазор клапана при выключенном двигателе. Затем я решил отрегулировать их при работающем двигателе. Я только что восстановил почти все в двигателе, включая новый масляный насос. Поэтому, когда я попытался запустить двигатель без крышек клапанов (как я делал несколько раз в прошлом), масло буквально выплескивалось из каждого конца толкателя почти на 8 футов, очень быстро вызывая безумно огромный беспорядок. Я потерял почти литр масла, запустив двигатель всего за несколько секунд, пытаясь внести какие-то коррективы, прежде чем отступить в пропитанном маслом ужасе.

Чтобы исправить это, я попытался разрезать старую клапанную крышку, чтобы сделать что-то вроде дефлектора. Не работал, вообще. Затем я заказал комплект дефлектора (номер детали BK 7769055) в NAPA (пришел с дерьмовыми пластиковыми колпачками, которые удерживаются на месте металлическими проволочными крючками), и они останавливали поток масла только примерно на 3-5 секунд, прежде чем стрелять и лететь через моторный отсек как ракета. Я не рекомендую их вообще.

Я нашел этот комплект и предусмотрел несколько дополнительных мер предосторожности, чтобы свести к минимуму беспорядки.Дефлекторы в этом комплекте очень прочные. Я использовал один и тот же комплект с обеих сторон моего двигателя и смогу использовать их снова в будущем, потому что они намного более долговечны, чем одноразовый комплект, который я купил в NAPA, или что-либо еще, что я видел раньше. Перед установкой я использовал замки каналов, чтобы согнуть пальцы выступов ближе друг к другу, чтобы они немного крепче сжимали коромысла. Они не казались свободными или что-то в этом роде, я просто был параноиком в этот момент. В соответствии с рекомендацией кого-то из комментариев здесь, я поднял бок грузовика, который я регулировал, что позволило верхней части головы быть более параллельной земле, что предотвратило проливание большого количества скопившегося масла через бок на жатки. .Я также вырезал тонкий прямоугольный кусок металла (от металлического дворового знака) около 18 дюймов в длину и три дюйма в ширину, обернул его свиным матом и поместил между пружинами клапана и внешней кромкой головки, чтобы он действовал как черт, чтобы предотвратить проливание скопившегося масла по бокам блока и на коллекторы. После небольшой регулировки моего куска металла, обернутого матовым скребком, я смог предотвратить ЛЮБУЮ утечку масла от скопления, и масло вообще не разбрызгивалось из моих толкателей.

Двигатель со стороны водителя стал немного грязным (совсем не таким, как раньше), так как я все еще выяснял ситуацию с металлом/свинцовым матом, но как только освоился, я не думаю, что пролил каплю масла при регулировке. со стороны пассажира двигателя.Дефлекторы сильно изменили правила игры, и я на 10000% буду использовать их снова в будущем. Регулировка их во время бега (с моими дополнительными предосторожностями) была намного проще, чище и быстрее, чем любой другой метод, который я использовал раньше.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Выпускной клапан главного двигателя корабля работает

Аниш | В: Видео | Последнее обновление

Главный двигатель корабля производит энергию, необходимую для приведения в движение мега-корабля в море. Мощность генерируется внутри гильзы цилиндра, где топливо сжимается и сгорает.

Мощность, создаваемая внутри цилиндра, затем передается на гребной винт через шатун и коленчатый вал.

Ни один двигатель не эффективен на 100%, и у двигателя корабля также будет некоторая потеря энергии при выполнении этой работы. Эта отработанная энергия будет в виде тепла и выхлопных газов.

О тепле двигателя заботится система охлаждения рубашки основного двигателя, однако выхлопные газы, производимые двигателем, необходимо отводить в системы рекуперации тепла, такие как турбонагнетатель и экономайзер, и, в конечном итоге, в атмосферу.

Это делается путем установки выпускного клапана.

Главный двигатель судна, который обычно представляет собой двухтактный морской двигатель с крейцкопфом, имеет один выпускной клапан на каждый блок, установленный в центре головки блока цилиндров.

Конструкция выпускного клапана главного двигателя   

Выпускной клапан судового дизеля состоит из

  • Корпус выпускного клапана: Корпус из чугуна содержит различные компоненты и приводной механизм для выпускного клапана.Также имеет рубашки, через которые проходит охлаждающая вода для поддержания температуры клапана
  • Клапан и шпиндель: Шпиндель отвечает за отвод выхлопных газов из цилиндра двигателя при работе в открытом и закрытом положении. Шпиндель может быть изготовлен из молибден-хромового сплава со слоем стеллита, приваренным к посадочной поверхности, или, в качестве альтернативы, головка клапана из термостойкого сплава нимоник, приваренная трением к валу из легированной стали. Шпиндель клапана оснащен поворотным устройством с крыльчатым клапаном.
  • Седло выпускного клапана: Седло выпускного клапана представляет собой заменяемое седло клапана, которое может быть восстановлено или заменено в случае повреждения и обычно изготавливается из закаленной молибденовой стали со стеллитным покрытием для обеспечения хорошей термостойкости

Пружинная воздушная поршневая камера с соединением для подачи воздуха

Камера гидравлического масла и рабочий поршень находятся в верхней части стержня клапана.

Работа главного выпускного клапана двигателя

Распределительный вал выпускного клапана соединен с коленчатым валом через цепи или шестерни.Как только кулачок окажется в профиле кулачка, гидравлический масляный насос преодолеет усилие пружины, и масло будет подаваться к выпускному клапану под высоким давлением.

Давление, при котором гидравлическое масло приводит в действие выпускной клапан, может достигать 220 бар.

Когда гидравлическое масло толкает рабочий поршень, который соединен со штоком клапана, клапан опускается и позволяет выхлопным газам внутри цилиндра вытекать из двигателя в выхлопную трубу.

Кинетическая энергия выхлопных газов вращает клапан из-за крылатого вращателя клапана, который поддерживает постоянную температуру клапана и помогает уменьшить накопление отложений на седле клапана.

Как только ролик гидравлического масляного насоса сойдет с профиля кулачка и попадет в окружность кулачка, давление пружины прекратит подачу гидравлического масла.

Теперь подача воздуха под пружинным поршнем закроет клапан и уплотнит его с седлом клапана, остановив поток выхлопных газов из цилиндра. Давление воздуха составляет приблизительно 7 бар, чтобы закрыть клапан.

Масло, оставшееся в камере гидравлического масла, удаляется из сливного клапана, когда клапан закрывается из-за давления воздуха.

 Демпфирующее устройство в верхней части поршня выпускного клапана предотвращает забивание седла клапана.

В большинстве современных двигателей давление воздуха используется для закрытия клапана. Однако в некоторых старых двигателях вместо давления воздуха для закрытия клапана использовалась пружина.

Период капитального ремонта выпускного клапана главного двигателя зависит от производителя и типа выпускного клапана.

Однако в современном судовом двигателе интервал может доходить до 36000 часов; После этого клапану потребуется капитальный ремонт.

Посмотрите видео ниже:

Теги: главный двигатель

Понимание гидравлических толкателей клапанов – Moore Good Ink

Автор: Ray T. Bohacz:

Наиболее раздражающим аспектом регулировки клапанных зазоров является ее неуклюжесть; слишком много компонентов требуют удаления для выполнения десятиминутной задачи.

С другой стороны, подъемники с гидравлическими клапанами

по большей части не требуют регулировки. Когда необходима регулировка, вместо регулировки зазора, как в случае со сплошными или механическими толкателями клапана, в гидравлической системе требуется предварительная нагрузка.Ресницы нет. Обычно это требуется только при переустановке головки блока цилиндров.

Необходимость хлыста или свободного хода

Распределительный вал отвечает за синхронизацию клапана, его подъем и его продолжительность — периоды, когда он остается открытым и закрытым. В двигателе с кулачковым блоком это достигается за счет того, что распределительный вал работает с промежуточными компонентами: толкателем клапана (или толкателем), толкателем и коромыслом. В конструкции с верхним кулачком промежуточные компоненты отличаются тем, что вместо толкателя и, возможно, толкателя используется толкатель определенного типа.Это обсуждение сосредоточено на гидравлическом толкателе, используемом в двигателях с распредвалом в блоке.

Именно профиль кулачка распределительного вала определяет действие клапана, и это движение сначала передается толкателю клапана, толкателю и, наконец, коромыслу, которое контактирует со штоком клапана.

Когда детали холодные, они сжимаются, а при выделении тепла расширяются. По этой причине необходим свободный ход, чтобы предотвратить заедание деталей при нагреве. Между коромыслом и наконечником штока клапана создается свободный ход.

Клапанные механизмы, требующие зазора, часто определялись как использующие сплошной подъемник или механический распределительный вал. Современные двигатели оснащены гидравлическим или механическим подъемником, в зависимости от решения производителя.

Усовершенствования в металлургии и конструкции клапанного механизма теперь позволяют механическому толкателю оставаться в положении регулировки намного дольше и эффективно работать с меньшим рабочим зазором или зазором. Часто их называют дизайном с тугими ресницами.

При холодном двигателе рабочие зазоры уменьшаются, а при горячем расширяются в зависимости от материалов двигателя.Если блок двигателя и головки полностью из чугуна, расширение будет минимальным. В качестве альтернативы, если они из алюминия, ожидайте расширения, потому что алюминий расширяется в два раза больше, чем сталь, а подъемник и толкатель сделаны из стали. Алюминиевый блок и головки увеличат зазор на 0,010–0,020 дюйма в холодном и горячем состоянии.

Кроме того, установка зазора означает, что эффективный подъем клапана меньше, чем высота выступа кулачка. Это результат мультипликативного эффекта соотношения коромысла, которое представляет собой смещение точки опоры относительно крепления коромысла.

Например, если кулачок кулачка равен 0,350 дюйма, а передаточное отношение коромысла равно 1,6:1, высота подъема клапана составит 0,350 X 1,6 = 0,560 дюйма, если в двигателе используется гидравлический подъемник без зазора. Однако если бы это была механическая конструкция с зазором 0,020 дюйма, то подъем клапана составил бы 0,540 дюйма.

Это уменьшение может показаться несущественным, но оно представляет собой примерно на шесть процентов меньший ход клапана и соответствующее влияние на поток воздуха как в цилиндр, так и из него. Кроме того, по мере того, как детали изнашиваются из-за постоянных столкновений по мере уменьшения зазора, производительность двигателя ухудшается, а количество выбросов изменяется.

Кроме того, ошибочно полагать, что сплошной распределительный вал подъемника обеспечивает большую мощность, чем гидравлическая конструкция. Прочный толкатель может следовать за более агрессивным кулачком распределительного вала, а также эффективно работать на более высоких оборотах двигателя. Но помимо гоночных двигателей этот аргумент не имеет значения.

Разница в конструкции подъемника

Для нашего обсуждения прочный подъемник, как следует из его названия, представляет собой цельный кусок металла. Его можно рассматривать просто как средство передачи действия кулачка распределительного вала на толкатель.Напротив, гидравлический подъемник является полым, имеет внутренний поршень, пружину и позволяет маслу входить и выходить.

Аналогично гидропоршню ковша трактора, моторное масло поступает в полость гидрокомпенсатора. Когда клапан закрыт, толкатель находится на базовой окружности кулачка (круглая часть кулачка) и его полость заполняется маслом. Внутренний поршень теперь максимально перемещается вверх, так как масло находится под ним.

Когда распределительный вал вращается и открывает клапан, поршень опускается вниз, и для закрытия впускного отверстия для масла обычно используется запорный шар.Поскольку масло считается несжимаемым, поршень не может двигаться, потому что масло находится под ним и на дне полости. Толкатель теперь работает как твердый подъемник и передает движение от кулачка распределительного вала к толкателю.

Во время подъема распределительного вала и из-за давления пружины клапана масло вытесняется из полости толкателя к тому моменту, когда толкатель находится на носовой части выступа. Как только перемещение подъемника на кулачке завершено, давление толкателя на поршень уменьшается, и он переходит в исходное положение.Теперь полость заполнена маслом.

Диагностика и регулировка

Если двигатель с гидравлическими подъемниками шумит, это означает, что внутренняя пружина немного потеряла натяжение или шаровой затвор не герметизирует или не позволяет маслу заполнить полость. Выход — замена толкателя.

При регулярной замене моторного масла и недопущении чрезмерных оборотов двигателя гидравлические подъемники будут работать так, как задумано, в течение неопределенного времени. Большинство гидрокомпенсаторов выходят из строя из-за плохого обслуживания.

Чтобы определить, какой толкатель шумит, снимите клапанную крышку, запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу.Ожидайте разбрызгивания масла: примите меры предосторожности. Затем, используя длинный удлинитель на 3/8 дюйма, аккуратно нажмите на коромысло в том месте, где оно соединяется с толкателем. Это поглотит часть внутреннего удара поршня в толкателе и должно изменить звук.

Из-за усилий, необходимых для замены вышедшего из строя подъемника, целесообразно заменить их все. Если один из них надет, остальные вскоре последуют за ним. Кроме того, во время запуска избегайте контакта сухих толкателей с кулачками распределительного вала, покрыв их нижние поверхности смазкой для сборки двигателя перед установкой.

Некоторые двигатели используют гайку с резьбой на шпильке коромысел для регулировки предварительного натяга, в то время как в других двигателях под стойкой коромысел размещают прокладку. В других конструкциях, в которых используется вал коромысел, регулировка является саморегулирующейся, если высота установки клапана правильная, а толкатель соответствующей длины.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *