Станки-качалки ОПНШ 30-1,5. Станок для качания нефти


Станки-качалки ОПНШ 30-1,5 | TД Нeфтeмaш

Назначение

Станок-качалка ОПНШ 30-1,5 с одноплечим балансиром (одноплечие приводы насоса штангового ОПНШ с передним креплением шатуна) применяется в качестве индивидуального механического привода глубинных штанговых насосов при добыче нефти.

Конструкция привода за счет кинематической схемы обеспечивает более медленное движение головки балансира вверх и ускоренное движение вниз, а также снижение ускорения в начале хода вверх, за счет чего снижаются пиковые нагрузки. Благодаря этому повышается срок службы штанг и требуется меньшая приводная мощность в сопоставлении с соответствующими станками-качалками обычного исполнения.

Для достижения оптимальных объемов добычи нефти при минимальных энергозатратах предусмотрена широкая гамма исполнений станков-качалок за счет использования:

  • трехступенчатых редукторов с различными передаточными числами;
  • комплекта сменных шкивов;
  • электродвигателей различной мощности и частоты вращения.

Для удобства обслуживания привод оснащен:

  • механизмом и ключем-рукояткой для перемещения ползуна с противовесами;
  • винтовыми съемниками кривошипа и оси нижней головки шатуна;
  • винтовым домкратом для удержания и подъема балансира при переустановке длины хода.

Технические характеристики

Типоразмер ОПНШ 30-1,5-10 -125 -90 -50
Нагрузка на устьевом штоке, кН, не более 30
Номинальная длина хода устьевого штока, м 1,5; 1,3; 1,1; 0,9; 0,75
Типоразмер редуктора 3-х ступенчатый,оснащен крупномодульными передачамис термоулучшенным зацеплением Новикова
Т 315М-125 Т 315М-90 Т 315М-50
Номинальное передаточное число редуктора 125 90 63
Диапазон частот качания в мин. 1,6—5,2 2,2—7,2 4,1—12,9
Номинальная мощность двигателя, кВт 2,2; 3; 4 3; 4; 5,5 4; 5,5; 7,5
Клиноременная передача:
   — тип ремня В(А) 2240Т
   — количество, шт 4
   — диаметры шкивов редуктора, мм 450
   — диаметры шкивов двигателя, мм 125, 160, 180, 200
Тормоз барабанный
Габаритные размеры, мм:
   — длина 3600
   — ширина (без ограждения) 1290
   — высота 3950
Масса, кг 2900

www.tdneftemash.ru

Станок-качалка СК-12-2,5-4000 | Нефть и Газ

Самарский государственный технический университетКафедра Машин и оборудования нефтяных и газовых промысловКурсовой проект по дисциплине "Техника и технология Добычи нефти"На тему : Штанговый гидравлический насос 15 ВариантСамара 2015

Техническая характеристика Станок-качалка СК-12-2,5-4000:1. Наименование : Станок-качалка2. Назначение : является приводом штангового насоса3. Условное обозначение : СК12-2,5-40004. Наибольшая допускаемая нагрузка в точке подвесаштанг : 120 кН5. Длина хода точки подвеса штанг : 1,3-3 м6. Число качаний балансира в минуту : 5-127. Наибольший крутящий момент на ведомом валуредуктора : 40 кНм8. Система уравновешивания : роторная9. Электродвигатель типа АОП63-4 : мощность до 14 кВт10. Габаритные размеры : длина 7500 ммширина 2250 ммвысота 6400 мм11. Вес СК до 12800 кг

Содержание1. Обзор существующих конструкций………………………………………….32. Выбор оборудования ШГНУ и определение параметров работынасоса…………………………………………………………………………...53. Расчетная часть………………………………………………………………...93.1.Определение нагрузок на головку балансира станка-качалки……………..93.2.Определение длины хода плунжера штангового насоса………………….123.3.Расчет производительности и определение коэффициентаподачи ШГНУ………………………………………………………………..133.4.Расчет прочности колонны штанг…………………………………………..153.5.Расчет НКТ по аварийной нагрузке при эксплуатации ШГНУ…………..173.6.Расчет НКТ на циклические нагрузки……………………………………...183.7.Определение момента на валу кривошипа и мощностиэлектродвигателя…………………………………………………………….203.8.Расчет балансира на прочность……………………………………………..214. Список литературы……………………………………………………………23

Состав: Балансир, Насос, Редуктор, кривошип, ВО станка, ПЗ Язык документа

Софт: КОМПАС-3D 16

vmasshtabe.ru

Станок-качалка

 

Станок-качалка предназначен для использования в области нефтепромыслового оборудования для механизированной добычи нефти штанговыми скважинными насосами. Станок-качалка представляет компактно спаренную на общем основании конструкцию из двух роторных балансиров, связанных между собой гибкой тягой, нагруженных через гибкие подвески устьевых штоков одинаковыми по весу колоннами штанг в двух идентичных нефтедобывающих скважинах и приводимых в поочередное встречно направленное качание одним кривошипно-шатунным механизмом с компенсирующим возможную неидентичность скважин противовесом. Обеспечивает повышение ее экономичности за счет улучшенного уравновешивания колонны штанг в предлагаемой конструкции станка-качалки, снижения ее металлоемкости и энергозатрат при одновременной эксплуатации двух кустовых скважин. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области нефтепромыслового оборудования и может быть использовано для механизированной добычи нефти.

Известен ряд стандартных станков-качалок для механизированной добычи нефти штанговыми глубинными насосами, конструктивно выполненных с различным балансирным уравновешиванием колонны штанг в скважине противовесами, установленными на конце балансира или на кривошипах, и безбалансирным с помощью канатной связи с кривошипом через шкив (Чичеров Я.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. М.: Недра, 1983, с. 117 и 129). Известен также станок-качалка с роторным балансиром фирмы Лафкин, в которой роторный балансир представляет собой конструктивное совмещение головки от стандартного балансира с полушкивом от безбалансирного станка-качалки (Рекламный проспект фирмы Лафкин Индастриз ИНК. Техас, США, 1995). Недостатками балансирных станков-качалок являются неравномерность крутящих моментов на валах кривошипов, обусловленных ускорениями и инерционными силами качающейся в процессе работы колонны штанг. В безбалансирных станках-качалках достигнута несколько лучшая характеристика движения подвески штанг - она ближе к гармоническому колебанию, а следовательно, обеспечивает и меньшие инерционные нагрузки на валы кривошипов. Но в них также не достигается необходимого уравновешивания. Не достигается полного уравновешивания и в комбинированном станке-качалке с роторным балансиром. Наиболее близким прототипом является станок-качалка с дополнительной головкой на заднем плече балансира, гибким элементом и противовесом, размещенным в дополнительной (не нефтедобывающей) скважине (выполняющей функцию шурфа или шахты), в редукторе которого вместо кривошипов установлено два барабана с намотанными на них гибкими элементами, один из которых соединен с задним плечом балансира и является приводным, а второй (компенсирующий) соединен со вторым дополнительным противовесом, размещенным во второй дополнительной скважине-шурфе (авт.св. N 1372101, кл. F 04 B 47/02, 1988). В этом прототипе так же, как и в вышеупомянутых, уравновешивание колонны штанг обеспечивается с помощью многотонного противовеса, а снижение динамических нагрузок на электродвигатель предлагается осуществлять с помощью дополнительного (компенсирующего) противовеса. При этом повышение надежности работы и КПД электродвигателя достигается за счет соответствующего снижения таковых у многократно усложненного редуктора. К тому же, требуются дополнительные затраты на сооружение двух дополнительных скважин - шурфов, которые должны быть герметичными для грунтовых вод и атмосферных осадков. Предлагаемое изобретение, устраняя недостатки прототипа, улучшает уравновешивание, уменьшает массы противовесов, снижает динамические нагрузки, повышает КПД и экономичность станка-качалки при одновременной эксплуатации двух кустовых нефтедобывающих скважин. Это достигается тем, что в предлагаемой конструкции станка-качалки с роторным балансиром вместо массы противовесов, уравновешивающих колонну штанг в нефтедобывающей скважине, задействована идентичная колонна штанг соседней нефтедобывающей скважины через дополнительные гибкую подвеску и ведомый роторный балансир, соединенный с ведущим балансиром гибкой тягой, а на выходном валу редуктора на кривошипах установлены компенсирующие возможную неидентичность скважин небольшие противовесы. На чертеже показан общий вид станка-качалки, установленного на фундаменте между двумя кустовыми нефтедобывающими скважинами. Станок-качалка включает основание 1, на котором установлены условно основная 2 и дополнительная подвижная 17 стойки с механизмами перемещения 18 соответственно с ведущим 3 и дополнительным ведомым 16 роторными балансирами с помощью верхних опор 23 с канатными подвесками 4 и 15 и устьевыми штоками 5 и 13 соответственно в условно основной 6 и соседней 14 скважинах, траверсу 7 со спаренными шатунами 8, спаренные кривошипы 9 и компенсирующие противовесы 10, редуктор 11 с электродвигателем 12, гибкую тягу 19 с талрепом 20, прикрепленную своими концами к нижним опорам 21 и 22 обоих балансиров. По сути предлагаемая конструкция является спаренным станком-качалкой с общим типовым приводом, преобразующим вращательное движение вала редуктора в возвратно-поступательное движение взаимно уравновешенных двух колонн штанг в двух кустовых нефтедобывающих скважинах. Принципиальное отличие предлагаемого станка-качалки от прототипа заключается в том, что в нем за счет практически идеального взаимного уравновешивания достигается гармоническая характеристика колебательного движения точек подвеса обеих колонн штанг. В результате взаимного уравновешивания последних отпадает необходимость в массивных противовесах и в двух дополнительных скважинах-шурфах, за счет чего снижаются металлоемкость конструкции и непроизводительные энергозатраты. Многотонные противовесы заменены на небольшие грузы, компенсирующие лишь возможную разницу усилий на устьевых штоках, обусловленную не всегда одинаковой глубиной скважин, длиной штанг и сил их трения в скважинах. При этом мощности одного простого типового привода с неусложненным редуктором достаточно для одновременной эксплуатации двух нефтедобывающих скважин, что почти в 2 раза повышает экономичность станка-качалки по энергозатратам. Станок-качалка устанавливается и работает следующим образом. При монтаже (см. чертеж) станок-качалку устанавливают основанием 1 на фундамент 24 между выбранными или заранее пробуренными на заданном расстоянии парой кустовых нефтедобывающих скважин 6 и 14, причем ведущий роторный балансир 3 со стойкой 2 располагают против условно основной скважины 6, в качестве которой выбирают скважину с возможно большей глубиной и весом колонны штанг. Последнюю через устьевой шток 5 и канатную подвеску 4 прикрепляют к верхней опоре 23 балансира 3. Затем с помощью механизма перемещения 18 дополнительные стойки 17 с ведомым роторным балансиром 16 устанавливаются против соседней скважины 14, а устьевой шток 13 с подвеской 15 закрепляются к верхней опоре 23 дополнительного ведомого балансира 16. Соединяющая балансиры 3 и 16 гибкая тяга 19 закреплена своими концами к нижним опорам 21 и 22. Необходимая регулировка длины этой тяги осуществляется талрепом 20. Ведущий балансир 3 через траверсу 7 приводится в движение с помощью шатунов 8 и кривошипов 9, на которых закреплены компенсирующие противовесы 10. Кривошипы 9 в свою очередь приводятся во вращение типовым редуктором 11 с помощью электродвигателя 12. Дополнительный балансир 16 является ведомым и приводится в движение ведущим 3 с помощью гибкой тяги 19. При одинаковых балансирах обеспечивается равенство крутящих моментов в точках подвеса штанг, обусловленных их весом. Возможная разница этих весов и неидентичность скважин (разная глубина, наклон ствола, различное трение штанг и т.п.) окончательно уравновешиваются компенсирующими противовесами 10. В результате в процессе работы уравновешенного станка-качалки основная мощность привода затрачивается на поочередный подъем столбов жидкости с помощью плунжеров штанговых скважинных насосов и одновременную закачку поднятой из скважин жидкости в магистральный трубопровод с заданным давлением. Следует отметить, что при капитальном подземном ремонте одной, например, соседней скважины 14, у второй условно основной 6 балансир 3 освобождается в нижней опоре 22 от канатной тяги 19 и станок-качалка переводится в одиночный режим работы с обычным кривошипным уравновешиванием, для чего на кривошипы 9 вместо компенсирующих грузов временно устанавливаются резервные стандартные противовесы 10. Балансир 16 ремонтируемой скважины 14 с помощью механизма перемещения 18 отводится от ее устья. При ремонте условно основной скважины 6 перед установкой стандартных противовесов 10 кривошипы с шатунами 8 и траверсой 7 демонтируются и симметрично переворачиваются в сторону соседней скважины 14 и задействуются с ее балансиром 16 с помощью траверсы 7. При этом балансир 16 освобождается от тяги 19 в опоре 21, а балансир 3 отводится механизмом перемещения 18. После ремонта скважины снова возвращаются в спаренный режим работы. Наряду с хорошим уравновешиванием, меньшей металлоемкостью и высокой экономичностью другим достоинством предлагаемого спаренного станка-качалки по сравнению с одиночными, применяемыми при технологии кустовой разработки нефтяных месторождений является их компактность, позволяющая удвоить плотность скважин в кусте, что упрощает технологию бурения таких скважин, особенно в труднодоступной, гористой, болотистой и т.п. местности.

Формула изобретения

1. Станок-качалка, содержащий основание, стойку, роторный балансир с гибкой подвеской устьевого штока, противовесы и редуктор с электродвигателем и дополнительной скважиной, отличающийся тем, что в нем вместо массы противовесов, уравновешивающих колонну штанг в нефтедобывающей скважине, задействована идентичная колонна штанг соседней нефтедобывающей скважины через дополнительные гибкую подвеску и ведомый роторный балансир, соединенный с ведущим балансиром гибкой тягой. 2. Станок-качалка по п. 1, отличающийся тем, что на выходном валу редуктора на кривошипах установлены компенсирующие противовесы.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию, а именно к передвижным станкам-качалкам, и предназначено для качания жидкостей из нефтяных и иных скважин

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, и может быть использовано для приведения в действие двух штанговых глубинных насосов, установленных на скважинах

Изобретение относится к технике механизированной добычи нефти, а именно к приводам штанговых насосов

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности вставным скважинным штанговым насосам, а именно их замковым опорам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти из скважин с большим содержанием механических примесей насосами, оборудованными сменными фильтрами

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для привода скважинных штанговых насосов

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при проектировании устройств для откачки нефти из скважины с использованием гибких насосно-компрессорных труб из композитных материалов

Изобретение относится к технике для добычи нефти при эксплуатации скважин, продуцирующих пластовые жидкости с высоким газосодержанием и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, и может быть использовано для приведения в действие двух штанговых глубинных насосов, установленных на скважинах

Изобретение относится к технике подъема нефти с забоя скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности погружным насосным установкам для подъема высоковязких пластовых жидкостей из скважин

Изобретение относится к машиностроению, в частности к глубинным насосам нефтяной промышленности

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для освоения и эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных и нагнетательных скважин

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к уплотнительным устройствам подвижных соединений, используемых при эксплуатации нефтяных скважин скважинными штанговыми насосами

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к насосостроению, и может быть использовано в нефтяной промышленности для добычи нефти

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности

Изобретение относится к технике для добычи нефти, в частности к скважинным насосным установкам, и может быть использовано в нефтяной промышленности для добычи нефти из глубоких скважин

Станок-качалка, нефтяной насос качалка, привод станка качалки

www.findpatent.ru

Привод станка-качалки для добычи нефти из малодебитных скважин

Полезная модель относится к оборудованию для эксплуатации нефтяных скважин, в частности, к электромеханическим преобразователям, и может быть использована на станках-качалках для оптимизации технологического режима добычи нефти из малодебитных скважин. Техническим результатом использования полезной модели является обеспечение непрерывного оптимального режима отбора нефти из малодебитных скважин, снижение мощности и повышение КПД привода, повышение долговечности работы станка-качалки.

Известна конструкция станка-качалки для отбора нефти из малодебитных скважин ((В.П.Казанцев, А.М.Костыгов, А.Д.Коротаев, П.Н.Цылев. Регулируемый электропривод станков-качалок малодебитных нефтяных скважин. Эл. машины и электромагн. системы. Межвуз. Сб. научных трудов. Пермь, ПГТУ, 1995, с.191.), в которой преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателем постоянного тока или трехфазным асинхронным двигателем (В.Н.Ивановский, В.И.Дарищев В.И., А.А.Сабиров и др. Скважинные насосные установки для добычи нефти. М., ГУП, изд-во «Нефть и газ», РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2002, с.824.). Непрерывный режим отбора нефти достигается использованием регуляторов электрических параметров преобразователей энергии, в качестве которых в первом случае применен управляемый выпрямитель, а во втором используется преобразователь частоты.

Недостатками применения таких регуляторов электрических параметров электромеханических преобразователей является то, что для обеспечения непрерывного отбора нефти из малодебитных скважин существенно повышается стоимость станка-качалки, снижается надежность его работы, ведущая к росту эксплуатационных затрат.

Известна конструкция станка-качалки для отбора нефти из малодебитных скважин (Патент РФ №2229622, кл. Е 21 В 43/00, F 04 B 47/02, «Многоскоростной биротативный привод станка-качалки со ступенчатым регулированием скорости»), в качестве электромеханического преобразователя в котором используется трехфазный асинхронный электродвигатель. Непрерывный режим отбора нефти в данном случае достигается устройством регулирования механических параметров асинхронного двигателя, выполненным в виде блока биротативных двигателей, содержащего общий статор с двумя трехфазными обмотками и двумя роторами, вал одного из которых соединен с асинхронным электродвигателем, а вал другого- с нагрузкой, при этом муфта снабжена фрикционным тормозом, приводимым в действие электромагнитом.

Недостатками станка-качалки с таким электромеханическим преобразователем являются сложность конструкции устройства управления его механическими параметрами, высокая стоимость, низкая надежность, повышенные энергозатраты.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является конструкция станка-качалки (А.Г.Молчанов, В.Л.Чичеров. Нефтепромысловые машины и механизмы. Изд. 2-е, М., «Недра», 1983, с.308.), содержащая электромеханический преобразователь, клиноременную передачу, редуктор и кривошипно-шатунный механизм, соединенный с канатной подвеской устьевого штока посредством балансира или траверсы. В качестве электромеханического преобразователя используется асинхронный электродвигатель, содержащий неподвижный статор, шихтованный магнитопровод которого выполнен в виде полого цилиндра с

пазами на внутренней поверхности, в которых размещена трехфазная обмотка, и цилиндрический ротор, установленный внутри статора с равномерным воздушным зазором, поддерживаемым посредством подшипниковых узлов.

Недостатком данной установки является то, что при отборе нефти из малодебитных скважин, количество которых непрерывно возрастает, из-за высокой частоты вращения вала ротора (1500, 1000, 750 об/мин.), скважины эксплуатируются в циклическом режиме, что существенно снижает их эффективность, а в ряде случаев, ухудшает качественные показатели добываемой жидкости (например, увеличивает процент обводненности). Кроме того, из-за высокой частоты вращения ротора для получения необходимого крутящего момента на выходном валу редуктора приходится завышать мощность электромеханического преобразователя, при этом масса ротора обуславливает однонаправленную нагрузку на подшипники, в которых вращается вал ротора, что приводит к их преждевременному износу и снижению надежности работы электромеханического преобразователя и станка-качалки.

Целью создания данной полезной модели является достижение нового технического результата, выражающегося в снижении числа качаний штанги станка-качалки при обеспечении непрерывного режима отбора нефти из малодебитных скважин, снижение мощности электромеханического преобразователя, повышение КПД, надежности и долговечности станка-качалки.

Поставленная цель достигается тем, что обеспечение требуемого числа качаний штанги станка-качалки при оптимальном непрерывного режиме отбора нефти производится за счет снижения частоты вращения привода благодаря тому, что неподвижная часть асинхронного двигателя выполнена в виде двух дугообразных сегментов с пазами на внутренней поверхности и размещенной в пазах 3-х фазной обмоткой с определенной величиной

полюсного деления, при этом параметры дугообразных сегментов магнитопровода статора электромеханического преобразователя, установленных над ротором, зависят от расчетного заданного, требуемого для данной скважины, числа качаний штанги станка-качалки и определяются расчетным путем.

Техническим результатом использования предлагаемой полезной модели является обеспечение непрерывного оптимального режима добычи нефти штанговыми глубинными насосами из малодебитных скважин, повышение КПД привода станка-качалки, существенное снижение мощности электромеханического преобразователя установки, снижение нагрузки на подшипники, повышение их долговечности и, следовательно, увеличение срока службы станка-качалки.

На фиг.1 представлена схема привода станка-качалки для добычи нефти из малодебитных скважин;

На фиг.2 - представлен дугообразный сегмент магнитопровода статора;

На Фиг.1 схематично представлен привод станка-качалки. В корпусе 1 статора установлены дугообразные сегменты магнитопровода 2, соосно которым с воздушным зазором установлен ротор, вариантом исполнения которого является конструкция, включающая стальной обод 3, ступицу 4 со спицами, в центральном отверстии которой установлен вал 5, закрепленный в двух подшипниковых щитах, жестко связанных с основанием.

С внутренней стороны магнитопровода 2 имеются пазы, в которых размещены проводники трехфазной обмотки 7. Размеры дугообразного сегмента магнитопровода 2 показаны на Фиг.2 - центральный угол α /2, средний радиус RСР, ширина b и высота h определяются расчетным путем.

Технологическим вариантом исполнения ротора двигателя привода станка-качалки является конструкция, в которой обод 3 выполнен шихтованным из электротехнической стали и имеет на поверхности,

обращенной к магнитопроводу 2, пазы, в которых размещается короткозамкнутая обмотка.

Другим технологическим вариантом исполнения ротора привода станка-качалки является конструкция, когда обод 3 с пазами на наружной поверхности и ступицу 4 со спицами изготавливают из сплошной стали, а в пазы укладывают короткозамкнутую обмотку.

Один из концов вала 5 выполнен выступающим за пределы подшипникового щита. На него одевают шкив с канавками для ремней клиноременной передачи, посредством которой, а также системы передач, осуществляется привод штанги станка-качалки.

Работа привода станка-качалки для добычи нефти из малодебитных скважин осуществляется следующим образом. При подключении обмотки 7 к питающей сети трехфазного синусоидального напряжения частотой 50 Гц, в воздушном зазоре между сегментарным дугообразным магнитопроводом 2 и стальным ободом 3 ротора возникает бегущее магнитное поле, которое создает в короткозамкнутой обмотке ротора электродвижущую силу и электрический ток. Электрический ток, проходящий по обмотке ротора, вступает во взаимодействие с бегущим магнитным полем, в результате чего на обод 3 будут действовать электромагнитные силы, под действием которых ротор приходит во вращение. Вращение вала 5 ротора, посредством ремней клиноременной передачи, редуктора, кривошипно-шатуного механизма и балансира, преобразуется в возвратно-поступательное движение штанги станка-качалки.

Непрерывный режим работы станка-качалки обеспечивают тем, что размеры магнитопровода 2 дугостаторного двигателя, имеющего форму двух одинаковых дугообразных сегментов (Фиг.2), а именно: центральный угол двух магнитопроводов α , средний радиус RСР (м), ширину b (м) и высоту h (м), рассчитывают в зависимости от наибольшей допустимой нагрузки на

устьевой шток штанги, длины хода устьевого штока, коэффициента передачи редуктора, коэффициента клиноременной передачи, удельного усилия с единицы поверхности дуги статора дугообразного магнитопровода, частоты питающего напряжения, скольжения, полюсного деления обмотки, коэффициента, учитывающего неравномерность распределения магнитного поля по ширине дуги, коэффициента полезного действия кинематической цепи, и определяют по формулам:

где F - наибольшая допускаемая нагрузка на устьевой шток, Н

l - длина хода устьевого штока, м

n - количество качаний, мин-1

kP - коэффициент передачи редуктора, о.е.

k k - коэффициент клиноременной передачи, о.е.

F y - удельное усилие с единицы поверхности дуги, н/м 2

f - частота питающего напряжения, Гц

S - скольжение, о.е.

τ - полюсное деление обмотки, м

kn - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения магнитного поля по ширине дуги, о.е.

η м - коэффициент полезного действия кинематической цепи, о.е.

Примеры:

Исходные данные:

Тип станка-качалкиСК4-2,1-1600 СК8-3,5-5600
Наибольшая допустимая нагрузка на устьевой шток, кН 4080
Наибольший допускаемый крутящий момент на ведомом валу редуктора, к Нм 1656
Номинальная длина хода устьевого штока, м 2,13,5
Полюсное деление обмотки, м0,055 0,1
Частота вращения вала электромеханического преобразователя, об/мин120 180
Коэффициент клиноременной передачи, о.е.33
Коэффициент передачи редуктора, о.е. 4040
Скольжение, о.е.0,10,1
Число качаний балансира, мин -11,01,5
Частота напряжения, Гц 5050
Коэффициент полезного действия кинематической цепи, о.е. 0,950,95
Мощность на валу дугостаторного электромеханического преобразователя, кВт1,7649,259
Расчетные данные:   
Центральный угол дуги, град93,62 116,9
Средний радиус дуги, м 0,3940,477
Ширина дуги, м0,154 0,280
Высота дуги, м 0,07450,0973

Привод станка-качалки с дугостаторным двигателем при добыче нефти из малодебитных скважин, в котором магнитопровод выполнен в форме дугообразных сегментов с геометрическими размерами, определяемыми по предлагаемым формулам, и размещение в пазах трехфазной обмотки с полюсным делением т позволяет получить 50-450 об/мин ротора дугостаторного двигателя, что обеспечивает 0,3-4,5 качаний штанги станков-качалок, выпускаемых промышленностью. Использование предлагаемых формул дает возможность для каждой низкодебитной скважины рассчитать параметры дугового магнитопровода статора, при которых будет обеспечен оптимальный непрерывный режим добычи нефти из малодебитных скважин, что позволит увеличить объем и снизить процент обводненности добытой нефти.

Так, например, образец дугостаторного электропривода смонтирован на Кокуйском нефтяном месторождении ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» на станке-качалке СК-8. Основным элементом испытуемого электроприводя является электромеханический преобразователь с дугостаторным асинхронным двигателем ДАД-88-400, имеющий число фаз-3, номинальную частоту вращения ротора 60 об/мин, номинальную мощность 1,5 кВт. В рабочем режиме экспериментальный образец обеспечил плавный разгон станка-качалки до 0,35 качаний/минуту, а ротор в установившемся режиме совершал 63 об/мин.

Электромеханический преобразователь с магнитопроводом статора в форме дугообразных сегментов характеризуется низкой частотой вращения вала ротора. Это позволяет получить необходимый крутящий момент на ведомом валу редуктора при меньшей исходной мощности электромеханического преобразователя, что способствует снижению энергозатрат и стоимости электромеханического преобразователя.

Со стороны дугообразных сегментов магнитопровода на ротор действуют силы магнитного тяжения. При установке магнитопровода над ротором результирующая этих сил направлена вертикально вверх, т.е. противоположно силам тяжести самого ротора. Это приводит к разгрузке подшипников, в которых вращается вал ротора, увеличению срока их службы и надежности работы станка-качалки.

Для регулирования режимов работы станка-качалки создается несколько комплектов дугообразных сегментов магнитопровода статора, причем все они имеют одинаковые геометрические размеры и являются взаимозаменяемыми, но отличаются друг от друга только величиной полюсного деления обмотки статора.

Кроме того, регулирование режимов добычи может быть достигнуто за счет смены шкивов на валу ротора дугостаторного двигателя.

Таким образом, все элементы конструкции электромеханического преобразователя дугостаторного привода, включая ротор, подшипниковые узлы, корпус статора, кроме дугообразных сегментов магнитопровода статора, отличающихся только параметрами обмоток, будут одинаковыми на всех низкодебитных скважинах, что упрощает и удешевляет изготовление элементов механического преобрахователя и использование дуг статора, что приводит к унификации оборудования при добыче нефти из малодебитных скважин. Следовательно, использование привода станка-качалки с дугостаторным двигателем при добыче нефти из малодебитных скважин, в конструкцию которого входит магнитопровод статора в форме дуги, характеризуется простотой и технологичностью конструкции, высокой надежностью в эксплуатации и малой стоимостью, и может быть применен в балансирных и безбалансирных станках-качалках с количеством двойных ходов насосных штанг в минуту не более пяти.

bankpatentov.ru

Станки-качалки ПНШТ 80-3 | TД Нeфтeмaш

Типоразмер ПНШТ 80-3 -125 -90 -63 -37
Нагрузка на устьевом штоке, кН, не более 80
Номинальная длина хода устьевого штока, м 3,0; 2,5; 2,0; 1,6; 1,2
Типоразмер редуктора 3-х ступенчатый редуктор 2-х ступенчатый редуктор РП 450 (Ц2НШ-750Б)
Т 500-125 Т 500-90 Т 500-63
Номинальное передаточное число редуктора 125 90 63 37
Номинальный крутящий момент на ведомом валу редуктора, кНм 40
Диапазон частот качания в мин. 1,3—3,6 1,9—5,2 2,6—7,4 4,3—12
Номинальная мощность двигателя, кВт 5,5; 7,5; 11 7,5; 11; 15 11; 15; 18,5 18,5; 22; 30
Клиноременная передача:
   — тип ремня С(В) 4000Т
   — количество, шт 3 4 5 6
   — диаметры шкивов редуктора, мм 900
   — диаметры шкивов двигателя, мм 200; 250; 280
Тормоз дисковый барабанный
Габаритные размеры, мм:
   — длина 7100
   — ширина (без ограждения) 2300
   — высота 6750
Масса, кг 12600 13010

www.tdneftemash.ru