Станок качалка8-3,5-4000

 
 

 Применяются  также станки-качалки типа BG с балансиром, выполненным в виде ломанной линии. Безбалансирный привод 40-40 гидромеханического действия фирмы " Bender Co. " состоит из : вышки, редуктора с цепными колёсами, через которые переброшены цепи ; к цепям подвешены - бункер, для  уравновешивающего груза и траверса с сальниковым штоком. Силовой насос приводится в движение двигателем. Рабочая жидкость по трубопроводу подаётся к ресиверу гидромотора лопастного типа, соединённого с редуктором. Направление движения жидкости меняется гидравлическим ресиверным устройством, которым управляет реле времени.

      Основные параметры этой установки  представлены в таблице 1.3. Но  этот привод имеет и некоторые  недостатки :

• совмещённые гидравлические и механические передачи усложняют конструкцию и снижают КПД до 0,3-0,4 ;
• малая эффективность гидросистемы ;
• реверсивная цепная передача и редуктор снижают надёжность и долговечность привода.

 

 

Основные параметры  установки типа BG

                                                                       Таблица 1.3

Параметры   Модель     S М L Максимальная  длина хода, м 9,76 9,76 10,57 Максимальная  нагрузка, Н 81700 113600 150000 Мощность  двигателя, кВт 3,57 4,21 3,59 Средняя скорость движения штока, м/с 20 30 40 Максимальное  число ходов, мин"1 1,62 1,36 1,24 Длина сальникового штока, м 12,7 12,7 12,7

 

               Длинноходовый привод (безбалансирный) "Дисона Нунца" отличается  от гидравлического тем, что преобразующий механизм представляет собой шкив с натянутым на него гибким звеном и приводимый во вращение гибкой передачей. Колонна штанг уравновешена, привод отключается к концу каждого хода и включается только после начала очередного обратного хода. На вышке монтируется реверсивный приводной механизм, который состоит из 2-х канатов, наматываемых на барабан по специальным винтовым желобам. Причём при наматывании одного каната на барабан, второй разматывается и наоборот. К одному канату крепится противовес, к другому колонна штанг с постоянной скоростью в течение большой части каждого хода, а за счёт использования кинетической энергии движущихся частей обеспечивается беспрерывность хода точки подвеса штанг и экономия электроэнергии.

    Длинноходовая насосная установка "Альфа-1" фирмы "Бетмхем Сити корпорейшен" позволяет  изменить свои параметры наиболее оптимально. Преимущество её ещё и в том, что она весит половину от веса обычной установки, при той же грузоподъёмности.

    Работы, связанные с содержанием безбалансирных приводов велись в 2-х направлениях:

    создание  безбалансирных приводов взамен обычных СК с длиной хода до 6 м ;

    - создание сверхдлиноходовых безбалансирных  приводов с длиной хода больше 6 м.

    Они базируются на трёх, четырёх или  многозвеньевых преобразующих механизмах с ведущим реверсивным барабаном или бесконечно гибким звеном.

 
 
 
 
 
 
 
 

                   1.3.Конструктивные схемы плунжерных  насосов

         Штанговый скважинный насос для откачивания пластовой жидкости из скважин вводится в действие колонной штанг. Он работает в тяжелых условиях: перекачиваемая  пластовая жидкость содержит в себе минерализованную воду, абразив, химически активные вещества, газы — часто сероводород и СО . Температура окружающей среды может превышать 100°С. Работая в подобных условиях, скважинный насос должен иметь достаточную долговечность и высокий к. п. д. Разнообразие условий эксплуатации нефтяных месторождений исключает возможность однозначного определения к. п. д. или долговечности ШСН. Межремонтный период работы насоса колеблется от 15—20 до 100—500 сут, к этому времени его объемный к. п. д. снижается до 30—50 %.

 Основной  задачей в области конструирования  насосов является увеличение их надёжности и повышение эксплуатационных показателей: глубины спуска насоса и коэффициента полезного действия.

 В настоящее  время почти во всех ШСНУ используются штанговые скважинные насосы вертикальные, одинарного действия с полым прободным плунжером. Процессы всасывания и нагнетания у них осуществляются при движении плунжера вверх.

Комплекс, состоящий из скважинного насоса, НКТ и штанг, представляет собой по существу дифференциальный насос, подача которого происходит при ходе штанг и вверх и вниз. Без учета утечек при ходе штанг вверх объем пластовой жидкости, вытесняемой из колонны НКТ  в промысловую сеть, будет V_B= (F—f)S, где F — полная площадь поперечного сечения плунжера, f — площадь поперечного сечения устьевого штока S — длина хода устьевого штока, принимаемая равной ходу плунжера. При ходе штанг вниз объем вытесняемой жидкости будет равен объему устьевого штока, проходящего через сальник, т. е. Vn=f-F.

      По способу крепления к колонне  НКТ насосы делятся на не  вставные (трубные) и вставные.

       Цилиндр трубного насоса присоединяется  к колонне НКТ и вместе с  ней пускается в скважину. Трубные насосы имеют простую конструкцию, и их применяют скважинах с большим дебитом. Их применение наиболее целесообразно в скважинах большим межремонтным периодом, так как для смены или ремонта цилиндра наcoca необходимо поднимать всю колонну труб.

    Цилиндр вставного насоса спускается  внутри труб на колонне штанг и монтируется на них с помощью специального замкового соединения. Это позволяет менять вставной насос без спуска и подъема труб. Но при одинаковых диаметрах плунжеров вставной насос требует применения НКТ большого диаметра. так, например, трубный насос с диаметром плунжера 43 мм можно спустить на 60-мм трубах, а вставной с плунжером того же диаметра требует применения НКТ большого диаметра—73 мм.

    В  настоящее время скважинные штанговые  насосы с втулочными цилиндрами  и металлическими плунжерами изготавливаются в соответствии с ГОСТ 6444—78. Они предназначены для откачки пластовой жидкости с содержанием воды до 99%, динамической вязкостью до О,1 Па-с, с содержанием H₂S до 0,1 % (в объеме), твёрдых механических примесей до 0,5 % с температурой до 130 °С.

     Насосы имеют условное обозначение,  в которое входят: тип насоса, условный размер—диаметр плунжера (мм), длина хода плунжера (мм) и глубина спуска (м) (два последних показателя уменьшают в 100 раз). В зависимости от условных диаметров плунжеров различают насосы малого (28,32,36,43 мм), среднего (55 мм) и большого (68, 82, 93 мм) диаметров. Длина хода плунжера насосов изменяется в пределах от 0,6 до 6 м.

      ГОСТом   предусмотрено изготовление  скважинных насосов следующих  типов: 

НСВ1 —вставной, одноступенчатый, одноплунжерный, с втулочным цилиндром   и замком наверху;

HCB2- вставной, одноступенчатый; двухплунжерный, с втулочным цилиндром и замком

  наверху;

НСВД — вставной, двухступенчатый, двухплунжерный, с  втулочным цилиндром и замком наверху;

НСН1 —невставной, одноступенчатый, одноплунжерный, с  втулочным цилиндром и захватом штока;

НСН2—то же, с  ловителем;

НСНА—то же, с  автосцепом;

НСВ1Б — вставной, одноступенчатый, одноплунжерный, с  безвтулочным цилиндром  и  замком наверху;

НСН2Б—   невставной,    одноступенчатый,    одноплунжерный,    с    безвтулочным  цилиндром и ловителем.

      Они  различаются   конструкцией   устройств  для   извлечения   всасывающего клапана, числом клапанов и способом уплотнения зазора между плунжером и цилиндром.

       В насосах с небольшой длиной хода используется конструкция с тяговым штоком для поднятия всасывающего клапана без каких-либо дополнительных операций для ловли захватного приспособления.

 

 К недостаткам  этой конструкции относится наличие значительного вредного пространства, необходимого для размещения тягового штока во внутренней полости плунжера.

 

2.Расчёт  оборудования  при  штанговой  глубинно-насосной  эксплуатации скважин.

Глубина  скважины , Н                                                                                 1500 м

Глубина  подвески  насоса, L                                                                         1400м

Динамический  уровень, Н                                                                              1350м

Буферное  давление  в  выкидной  линии, Р                                              0,8МПа

Забойное  давление, Р                                                                                   3 МПа

Сила  сопротивления  движению  плунжера, Р                                            5 кН

Содержание  воды, n                                                                                         0,25

Вязкость  жидкости,                                                                                         0,1см /с

Плотность  нефти,                                                                                          850  г /см

 

2.1. Выбор оборудования  ШГНУ и определение  параметров работы  насоса

 

  Выберем станок-качалку, диаметр и тип насоса, штанг и НКТ и установим режимные параметры работы насоса для заданных условий: дебит скважины—43м³ /сут, плотность нефти 850 кг/м , глубина спуска насоса — 1400 м, коэффициент подачи насоса η= 0,7.

  По диаграмме  Л. II. Адонина [5,6] на пересечении проекций Q = 43 м /сут и L = 1400 м находим 7СК8-3,5-4000   и диаметр    плунжера   насоса    38 мм.    При    глубине более        1200   м    следует    выбрать    вставной    насос    (выбираем НВС1-38-18-15).

   Насосы  скважинные штанговые вставные НСВ1 предназначены для эксплуатации нефтяных скважин в не осложненных условиях с глубиной подвески до 2500 м. Замок расположен в верхней части насоса. Насос снабжен двумя всасывающими и двумя нагнетательными клапанами.

   Для НВ1С - 38 требуется НКТ: 38 + 28 = 66 мм  -  НКТ 73 x 7,0 мм. Действительно, по табл. 2.12 [3] к этому насосу требуется замковая опора ОМ-60, устанавливаемая в                  НКТ -  73 мм.

   По  табл. 2.1 - 2.3 выбираем штанги из углеродистой стали (σпр = 130 МПа) диаметр = 19 мм.

 

    Режимные параметры 7СК8-3,5-4000  по ГОСТ 5866   Sа = 1,7; 2,1; 3,0; 3,5 м  -  длина хода точки подвески штанг. Число качаний, n = 5 - 12 мин^-1.

   Редуктор  -  Ц2НС-750 с передаточным отношением i = 38, и диаметром шкива -  1000 мм.

   Для обеспечения продолжительной работы СК следует принять максимальную длину хода и найти по диаграмме  А. Н. Адонина максимальную производительность насоса диаметром  38 мм, которая может быть получена при работе станка-качалки на максимальных параметрах.

   По  диаграмме находим Рmах = 57 м³/сут.

   При длине хода Smax = 3,5 м, число   качаний будет: