Характеристика ООО «Татнефть-РНО-МехСервис»

Рисунок 2. Общий вид станка-качалки

      Головка балансира  2 имеет сварную конструкцию с дугообразной рабочей частью. Сочетание гибкой связи подвески с дугообразной головкой балансира позволяет обеспечивать прямолинейность движения точки подвеса штанг. Головка балансира соединяется с балансиром шарнирно на оси, т.е. головку можно развернуть вправо или влево для подведения ремонтных работ скважин. На нижнем конце оси имеется шайба, которую вставляется палец с пружиной.

        Балансир 3 изготавливается из профильного проката, обычно из двутавра. Балансир устанавливается на стойке через промежуточную опору, которая состоит из кронштейна, оси и подшипников.

 Опорная часть  балансира выполнена так, что балансир может перемещаться горизонтально на плите стойки, для центрирования относительно устья скважины. К концу балансира крепится траверса при помощи сферических роликоподшипников и кронштейна.

        Траверса 5 является соединительным звеном между балансиром и двумя симметрично работающими шатунами. Выполняется прямоугольной формой. Различают варианты опоров балансира относительно друг другу.

       а) опора 4 находится под балансиром;

       б) обе опоры расположены над  балансиром;

       в) опора расположена над балансиром, а опора траверсы под балансиром;

       г) наоборот.

  Шатун 6 изготавливается из трубчатого проката и оборудован нижним и верхним головками. Верхняя головка приварена к телу шатуна и с помощью пальца шарнирно присоединен к траверсе. Нижняя головка состоит из башмака, приваренного к телу шатуна и подшипника в корпусе, корпус которого крепиться к башмаку болтами. Подшипник и палец кривошипа вставляются в одно из отверстий кривошипа и затягиваются гайкой.

   Кривошип  7 может иметь форму прямоугольного параллепипеда, в которых выполняются до 8 отверстий.

   При перестановки  пальца кривошипа изменяется  рабочий радиус кривошипа, а следовательно  изменяется длина хода подвеса  штанг. Обычно кривошип изготавливают из серого чугуна. Кривошип посажен на ведомом валу редуктора с помощью клеммового соединения и стяжек на шпонке. На кривошипе устанавливаются грузы ( противовесы ), они устанавливаются для уравновешивания массы чугунных кривошипов.  На кривошипе имеется дециметровая линейка, вдоль которой перемещается противовесы в прирасчетное положение.

          Стойка 13 изготавливается из профильного проката сварными связями. Имеет 4 ноги. Стойка сверху снабжена плиткой. В ней имеется 2 паза. Для перемещения опоры балансира, для центрирования СК над устьем скважины. Рама состоит из параллельных полозьев поперечными сварками.

    Электродвигатели 10  в отечественной практике  применяются электродвигатели переменного тока, асинхронного, с короткозамкнутым ротором, с повышенным пусковым моментом. Двигатель устанавливается на поворотной раме, которая обеспечивает возможность смены и натяжения клиновых ремней, с помощью чего обычно двигатели соединяются с редуктором непосредственно. Двигатель крепиться к салазкам, которые прикреплены к раме. Поворот рамы салазками обеспечивается вращением ходового винта или двух винтов в мощных установках. На валу двигателя устанавливаются быстросменные шкивы клиноременной передачи. В некоторых СК применяют двигатели, объединенные с редуктором в единый агрегат.

  Клиноременная передача 9 . От двигателя на ведущий вал редуктора насаживается шкив и посредством клиновых ремней осуществляется вращение всего СК. Можно менять число качаний балансира путем понижения передаточных трансмиссий. Клиноременные передачи дают плавность работы СК, смягчение толчков и предохраняет механизм от перегрузок за счет проскальзывания. Число ремней - 6.

  Тормоз 11 - предназначен для оперативной остановки механизма в заданное положении. Тормоз используются фрикционные барабанного или дискового принципа действия. Устанавливается на ведомом валу редуктора. Управление ручное с помощью винтовой, рычажной или рычажно-винтовой системе.    

    Редуктор 8 является непременным элементом СК и в сочетании с ременной передачей обеспечивает снижение частоты вращения двигателя и определяет частоту качания балансира. Главный показатель редуктор – крутящий момент. Чаще всего применяют двух ступенчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми колёсами. Форма зацепления – эвольвентное. Корпус снабжен горловинами для залива масла, смотровое окном, бобышками для установки подшипников. Используется редуктор  – Ц2НШ-450.                                                                                                           

Принцип работы СК.

   Энергия  от двигателя передается через  редуктор к кривошипно-шатунному  механизму, преобразуя вращающее  движение выходного вала редуктора через балансир в возвратно-поступательное движение колонны штанг. Связанный с колонной плунжер также совершает возвратно-поступательные движения. При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан закрыт давлением жидкости, находящийся над плунжером, и столб жидкости по колонне НКТ движется вверх - происходит её откачивание. В это время впускной клапан открывается, и жидкость заполняет объём цилиндра насоса под плунжер.

    При  ходе плунжера вниз, всасывающий  клапан под давлением закрывается, нагнетательный клапан открывается и жидкость перетекает в надплунжерное пространство цилиндра.

    Откачиваемая  жидкость направляется из колонны  через боковой отвод устьевого  сальника и подается в промысловый  коллектор.

Исходя из выбранного режима эксплуатации, определяется требуемое число и расположение противовесов на кривошипах. Для этого необходимо:

- вычислить требуемый уравновешивающий момент по формуле

                                                 Мур = S ·(Pшт+0,5Рж),                                    (2)                                    

где Mур – уравновешивающий момент, кгс·м;

 S – длина хода, м;

 Pшт – вес штанг в жидкости, кг;

 Pж – вес жидкости в трубах, вычисленный на полную площадь плунжера скважинного насоса, кг;

        С  помощью графика (рис. 3), исходя из найденного значения Мур, определяем количество и положение противовесов на кривошипах.  Если по данной скважине не намечено в перспективе увеличение параметров режима откачки, то рекомендуется уравновешивание производить при минимальном количестве противовесов.

В правильно уравновешенном станке-качалке кривая изменения крутящего момента имеет примерный вид, показанный на рис. 4 (небольшие участки отрицательных крутящих моментов могут вызвать незначительный допустимый стук в крайних положениях).

Рисунок 3- График определения места установки противовесов на

кривошипе и их количество (масса противовеса Qр = 485 кг)

I – один груз на кривошипе; II - два груза на кривошипе.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 - Кривая изменения крутящего момента в правильно

уравновешенном станке-качалке

В течение 2-х часов с момента пуска станка-качалки необходимо обеспечить непрерывный надзор за его работой, а в течение последующих 2-х суток - периодическое наблюдение не менее 2-х раз в сутки.

Все обнаруженные при этом неисправности должны быть устранены.

 

1.4 Техническая характеристика СК5-3-2500

 

 

Наибольшая допустимая нагрузка на устьевой шток, кН                               50

Номинальная длина хода устьевого штока, м                                                  3,0

Наибольший допустимый крутящий момент на ведомом валу редуктора,

кН·м                                                                                                                     28

Число качаний балансира, в мин                                                                    5-15                                                                

Система уравновешивания – кривошипное                                                   

 Редуктор Ц2НШ-450

 Ремни клиновые Тип  В – 4500, количество – 6

 Электродвигатель АОП2-72-4У2 или АОП2-81-6У2

 Максимальная мощность, кВт                                                                          17

 Габаритные размеры:    

 Длина, см                                                                                                           7380

 Ширина, см                                                                                                       1840

 Высота, см                                                                                                         5195

 Масса, кг                                                                                                           9500                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         2 Технико-технологическая часть

 

2.1 Монтаж станка-качалки

Станок-качалка доставляем на скважину комплектно в разобранном виде на тракторных санях или грузовом автомобиле, а монтаж ведем с помощью автокрана.

Рама на фундамент устанавливаем в сборе с редуктором, кривошипами и электродвигателем.

Тщательно проверяем горизонтальность рамы в продольном и поперечном направлениях, а также ее положение на фундаменте по отношению к центру скважины. При этом плоскость симметрии рамы должна проходить через центр скважины. Отклонение - не более 10 мм.

Допускаемое отклонение плоскости рамы от горизонтальной:

- в поперечном направлении - 2 мм/м;

- в продольном направлении - 4 мм/м.

Проверка горизонтальности производим с помощью брускового уровня в двух взаимно-перпендикулярных направлениях в начале и конце рамы. Для обеспечения горизонтальности рамы пользуемся стальными клиньями с последующей ликвидации зазора между фундаментом и рамой.

Прикрепляем раму к фундаменту болтами, которые должны быть пропущены через обе полки продольных балок рамы.

Редуктор закрепляем болтами в средней части рамы на специальной подставке.

На раме закрепляем стойку, верхнюю плиту проверяем на горизонтальность в двух взаимно-перпендикулярных  направлениях.

После выверки положения рамы и стойки монтируем балансир и траверсу с шатунами. Балансир поднимаем в собранном виде вместе с траверсой с опорами и шатунами, головкой балансира и подвеской устьевого штока. Корпус подшипников опоры устанавливаем на верхнюю плиту стойки и закрепляем болтами. В случае обнаружения перекоса балансира, устраняем при помощи компенсационных прокладок под опору балансира.

Закрепляем шатуны к корпусам подшипников пальца кривошипа. Верхние пальцы шатунов стопорятся в верхних головках шатунов. Последние должны свободно вращаться на пальцах во втулках траверсы, так как, наряду с опорой траверсы, перемещения в этих шарнирах должны компенсировать все неточности монтажа станка.

Проверяем совпадение плоскостей торцов шкивов электродвигателя и редуктора шнуром или рейкой, крепление электродвигателя, а затем на шкивы надеваем клиновые ремни. Натягиваем ремни поворачиванием (опусканием) поворотных салазок.

Монтируем на уровне верхней плоскости фундамента рабочая площадка с ограждением и лестницей.

Заземляем станок-качалку, устанавливаем пускозащитную аппаратуру вблизи рычага тормоза и подключаем к сети электроснабжения и к электродвигателю. При этом кривошипы должны вращаться по часовой стрелке, когда скважина находится слева от наблюдателя.

С помощью электродвигателя, кривошипы приводим в горизонтальное положение и затормаживаем. Шатуны соединяем с их нижними головками и закрепляем болтами. Противовесы на кривошипах закрепляем болтами с гайками. Продольные  оси кривошипов должны быть параллельны между собой.

Производим окончательную центровку балансира станка-качалки, передвигая корпус подшипников его опоры при помощи установочных болтов. После этого закрепляем крепежные болты корпуса подшипников опоры балансира и закрепляем установочные болты.

Правильность центровки балансира проверяем отвесом, прикрепленным к центру траверсы канатной подвески. При этом проекция точки подвеса штанг на плоскость основания станка-качалки при любом положении не должна выходить из окружности диаметром 15 мм для СК5-3-2500.

Собираем и устанавливаем ограждение кривошипно-шатунного механизма клиноременной передачи.

При крайнем нижнем положении головки балансира, расстояние между

нижней траверсой подвески устьевого штока и устьевым сальником должно быть не менее 200 мм.

              По окончании монтажных работ  производим очистку и планировку  площадки вокруг станка.

 

2.2 Эксплуатации станка-качалки

 

Перед пуском необходимо проверить смазку в подшипниках, и  залить масло в редуктор до верхнего контрольного уровня, затем в течение 3 ч обкатать станок на холостом ходу. При этом проверяется вертикальность движения точки подвеса штанг и совпадение с центром скважины, вертикальность движения шатунов, величины торцевого и радиального биения шкивов, наличие шумов и стуков в узлах. Замеченные неисправности устраняются.

 Проверка  состояния станка-качалки перед  пуском производится. В период эксплуатации станка-качалки проводятся следующие виды технического обслуживания и регулирования.

Заменить масло в новом редукторе через 15 дней после пуска в работу.

При этом необходимо промыть картер соляровым маслом, не содержащим воды и кислот, и залить свежим маслом. Отработанное масло слить в емкость и сдать на склад.

При применении в редукторе магнитного улавливающего устройства следует через 15 дней работ СК (после пуска) без замены масла очистить магнитное устройство, от металлической пыли и установить на место. В последующем очистку устройства производить при доливе или замене масла.