Эксплуатация нефтяных и газовых скважин


Рис. 10.9. Схема балансирного станка-качалки:

1 - канатная подвеска; 2 - балансир с поворотной головкой; 3 - опора балансира; 4 - стойка; 5 - шатун; 6 - кривошип; 7 - редуктор; 8 - ведомый шкив; 9 - клиноременная передача; 10 - электромотор; 11 - ведущий шкив; 12 - ограждения; 13 - салазки поворотные для электромотора; 14 - рама, 15 - противовес, 16 - траверса, 17 - тормозной шкив

Предусмотрено механизированное плавное перемещение кривошипных противовесов, при котором достигается лучшее уравновешивание СК.

Качалки оборудованы двухколодочным тормозом с ручным приводом. Тормозной барабан закреплен на трансмиссионном валу редуктора. С помощью тормоза балансир и противовесы качалки могут быть зафиксированы в любом положении. Электродвигатель устанавливается на салазках, наклон которых регулируется для достижения необходимого натяжения тиксо-тропных ремней трансмиссионной передачи. Изменение длины хода балансира достигается перестановкой пальца шатуна на кривошипе, а изменение числа качаний достигается сменой шкива на валу электродвигателя на другой размер.

Таблица 10.5

Техническая характеристика станков-качалок

Станок-качалка

Длина хода штока, м

Кинематические размеры, м

Наибольший радиус кривошипа R

Габаритные размеры, м

Масса комплекта, кг

Переднее плечо k1

Заднее плечо k

Длина шатуна l

Радиус дальнего отверстия кривошипа l

Длина l

Ширина B

Высота H

1 СК2-0,6-250

0,3; 0,45; 0,6

0,74

0,74

0,84

0,295

0,365

3,15

1,15

2,0

1600

2 СКЗ-1,2-630

0,6; 0,75; 0,9; 1,05; 1,2

1,2

1,2

1,43

0,57

1,0

4,2

1,35

3,3

3850

3 СК4-2,1-1600

0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1

2,1

1,5

1,8

0,72

1,3

5,9

1,7

4,8

7200

4 СК5-3-2500

1,3; 1,8; 2,1; 2,5; 3,0

3,0

2,1

2,5

1,0

1,6

7,4

1,85

5,55

9900

5 CK6-2,1-2500

0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1

2,1

2,1

2,5

1,0

1,6

6,5

1,85

5,1

9600

6 CK8-3,5-4000

1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5

3,5

2,5

3,0

1,2

1,95

8,5

2,25

6,65

15100

7 CK12-2,5-4000

1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,5

2,5

2,5

3,0

1,2

1,95

7,5

2,25

6,4

14800

8 CK8-3,5-5600

1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5

3,5

2,5

3,0

1,2

1,95

8,5

2,25

6,65

15600

9 CKIO-3-5600

1,5; 1,8; 2,1; 2,5; 3,0

3,0

2,5

3,0

1,2

1,95

8,0

2,25

6,65

15450

10 CKIO-4,5-8000

2,3; 2,7; 3,3; 3,9; 4,5

4,5

3,5

4,2

1,67

2,36

10,55

2,6

9,00

24900

11 CK12-3,5-8000

1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5

3,5

3,5

4,2

1,67

2,36

9,55

2,6

8,5

24800

12 CK15-6-12500

3,0; 3,5; 4,5; 5,2; 6,0

6,0

4,2

5,0

2,0

3,2

13,2

3,1

11,5

34800

13 CK20-4,5-12500

2,3; 2,7; 3,8; 3,9; 4,5

4,5

4,2

5,0

2,0

3,2

11,7

3,1

10,7

34500

Кроме описанных балансирных станков-качалок существует много других индивидуальных приводов для штанговых насосных установок, не получивших, однако, широкого распространения. К числу таких приводов можно отнести безбалансирные станки-качалки, в которых возвратно-поступательное движение штанг осуществляется с помощью цепи или канатов, перекинутых через шкивы-звездочки, укрепленные на наклонной к устью скважины пирамиде-опоре. Канатная подвеска (или цепь) прикрепляется к штангам, а другим концом к кривошипу редуктора.

При вращении вала редуктора и укрепленных на валу кривошипов канаты подвески и колонна штанг совершают возвратно-поступательное движение. Отсутствие тяжелого высокоподнятого на пирамиде-стойке балансира позволяет уменьшить массу безбалансирных станков и несколько улучшить кинематику привода. Безбалансирные СК уравновешиваются с помощью противовесов, укрепляемых на кривошипе, как и у балансирных СК. Однако центр тяжести противовеса имеет по отношению к точке прикрепления шатунов угловое смещение, зависящее от наклона линии, соединяющей центры вращения шкивов на опоре и оси главного вала кривошипа.

Существуют балансирные СК с гидропневматическим и пневматическим уравновешиванием. Эти станки более компактные, чем обычные балансирные, имеют более плавный ход, меньшие инерционные нагрузки. Однако они сложнее в изготовлении, дороже и, несмотря на некоторое уменьшение габаритных размеров, более металлоемки. Уравновешивание в них достигается как за счет использования роторных противовесов, так и за счет сжатия воздуха в специальном цилиндре с перемещающимся в нем поршнем. Кроме того, на СК с пневматическим уравновешиванием обязательно имеется небольшой одноцилиндровый компрессор для подкачки воздуха в систему уравновешивания.

Разработаны гидравлические качалки, состоящие из длинного цилиндра и движущегося в нем поршня, соединенного непосредственно с колонной штанг. Цилиндр устанавливается вертикально над устьем скважины. Возвратно-поступательное движение поршня и штанг достигается путем переключения золотниковым устройством нагнетаемой силовым насосом жидкости в полости цилиндра. В качестве силового используется обычно шестеренчатый насос с приводом от электродвигателя. Уравновешивание осуществляется за счет противоположного по фазе перемещения насосных груб с гидравлической подвеской. Гидравлические качалки очень компактны, имеют массу в 2 - 2,5 раза меньшую, чем обычные балансирные СК, плавный ход, однако существенным их недостатком является перемещение НКТ, дополнительные уплотнительные сальниковые элементы и длинные силовые цилиндры, изготовление которых требует совершенной технологии.