Станок качалка8-3,5-4000

      

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.5. Расчет прочности  колонны штанг

 

 

   Выберем и рассчитаем на прочность одноступенчатую колонну штанг для 7СК-8-3,5-4000.

Параметр Коши .

Режим статический.

Определим перепад  давления над плунжером из формулы:

        Н/м .

Амплитуда напряжения цикла по формуле:

Среднее напряжение в штангах  по формуле:

;

по формуле:

Максимальное  напряжение

       .

Приведенное напряжение

       =120 МПа.

Допустимыми  являются  штанги  из  стали  20Н2М  нормализованные с поверхностным  упрочнением нагревом ТВЧ  =130 МПа, МПа

      Запас  прочности  по  составит:

 
 
 
 
 
 
 
 

                   2.6. Расчет НКТ  по аварийной нагрузке  при эксплуатации  ШГНУ

 

 

   Рассчитаем аварийную нагрузку на гладкие НКТ 73 x 7 длиной 1500 м при спущенном в них насосе НГВ на штангах диаметром 19 мм на глубину 1400м. Динамический уровень - 1350 м, ρж = 850 кг/м³.

Определим вес  труб по формуле:

       =165935 Н

   Вес штанг  в жидкости определим по формуле:

              =28780 Н

Штанги диаметром 19 мм;  = 2,83 см²;  = 2,35 кг/м;  Dм = 51 мм;  диаметр муфты меньше внутреннего диаметра НКТ на 8 мм:

Вес столба жидкости в трубах :

      

 

 Сила инерции  от оборвавшихся штанг по формуле:

 

   Н.

Аварийная нагрузка на НКТ :

      

Страгивающую  нагрузку на гладкие НКТ 73 x 7 мм определим по формуле Ф.И.Яковлева.

Найдем: b = 7,0  -  1,41 = 5,59 мм; d = 73 - 2·7 = 59 мм;

      

Коэффициент запаса по страгивающей нагрузке из формулы:

      

Трубы выдерживают  аварийную нагрузку с запасом 1,55.

 

 

 
 
 
 

2.7. Расчет НКТ на  циклические нагрузки

 

Давление  столба  жидкости  в  трубах:

 кН/м

Площадь  поперечного  сечения  внутреннего  канала  труб:

 м

Площадь плунжера:

 м

Подставляя вычисленные  значения, найдём  и , принимая  :

= 165935+2,73 11674+0,03 28780=198668 Н.

= 165935+(2,73 1,13) 11674 0,03 28780=185477 Н.

Площадь  поперечного  сечения  трубы  по  резьбе  в  основной  плоскости:

890 м

Вычислим  максимальное  и минимальное  напряжения  в  верхнем  сечении  труб  по  основной  плоскости  резьбового  соединения:

;

.

А  затем  амплитуду  напряжений  асимметричного  цикла  и  среднее   напряжение  асимметричного  цикла:

 

Определим  запас  прочности  по  циклическим  нагрузкам, принимая  4,5 и :

Следовательно, выбранные  НКТ  имеют  значительный  запас  прочности  по  циклическим  нагрузкам.

 

         

 

2.8.Определение   момента  на  валу  кривошипа   и  мощности  электродвигателя.

    Определим   момент  на  валу  кривошипа   и  мощность  электродвигателя  установки       7СК-8-3,5-4000.

Режим  динамический, следовательно,  максимальную  и  минимальную  нагрузки  на  головку  балансира  следует  выбрать  из  расчёта 2.2., рассчитанным  по  упрощенным  формулам  Вирновского  и  Адонина: Н.; .                                                           

 Максимальный  крутящий  момент  на  кривошипном  валу  редуктора, Н м, определяется  по  эмпирической  формуле  Р.А. Рамазанова:

 Н м.

Для  7СК-8-3,5-4000  допустимый  момент  на  валу  кривошипа  40 000 Н м

 Определим  полезную  мощность  электродвигателя. Предварительно  найдём  потерю  мощности  в станке-качалке   и теоретическую мощность  установки с учётом  гидравлических  потерь :

  144 =1,73 кВт;

  кВт;

    .

Полезная  мощность  электродвигателя:

 кВт

По  таблице 2.7. выбираем  электродвигатель АОП2-61-4  с КПД 88%, = 0,84.

Потребляемая  мощность  установки  составит:

15 кВт.

                  

                           

 

              3. Монтаж  глубиннонасосных  штанговых установок

 Наземное  оборудование  глубиннонасосной  штанговой  установки  состоит  из  оборудования устья  скважины  и  станка-качалки. В подземное оборудование входят насосно-компрессорные трубы, штанги и глубинный плунжерный насос — трубный или вставной.

 Устьевое  оборудование насосной скважины состоит в основном из планшайбы и тройника-сальника.

 При оборудовании скважины насосными трубами  с гладкими концами для их подвешивания в центре планшайбы в зависимости от диаметра труб просверливают отверстие и в нем нарезают цилиндрическую резьбу, соответствующую резьбе насосных труб. В планшайбу ввинчивают патрубок длиной около 1 м, на обоих концах которого нарезана резьба. На вышедший из планшайбы  верхний  конец  патрубка  навинчивают  муфту  и  на  нижний конец патрубка — муфту  верхней  трубы  колонны  подъемных  труб, опущенных  в скважину. В муфту  ввинчивают тройник с сальниковым уплотнением, через который пропущен сальниковый шток; сальник герметизирует пространство между штоком и корпусом сальника, поэтому жидкость из труб направляется через боковой отвод.

 В планшайбе  просверлены отверстие  для отвода газа из затрубного пространства и  отверстие  для замера уровня в  скважине при помощи аппарата Яковлева или эхолота. После замера уровня в  отверстие ввинчивают пробку, имеющую на верхнем конце шестигранник под гаечный ключ. В отверстие для отвода газа ввинчивают патрубок с вентилем.

 Размеры планшайбы подбирают по диаметру обсадной колонны и ее фланца.

При оборудовании скважины насосными трубами с  высаженными концами патрубок и муфта должны иметь на обоих концах резьбу насосной трубы с высаженными концами, а тройник присоединяется к муфте через переводный патрубок. Он  состоит  из  головки с откидными ручками, корпуса с помещенными в  нем  верхней и  нижней втулками, сальниковым уплотнением, пружиной и опорной шайбой. По мере износа сальникового   уплотнения   пружина   сальника   независимо  от   давления в скважине создает надежное уплотнение сальникового штока. Корпус  сальника навинчен на тройник, через который жидкость, откачиваемая насосом, поступает в нагнетательную линию.

Конструкция сальника дает возможность извлекать на поверхность  плунжер трубного насоса или вставной насос целиком,  без разъединения выкидной линии и снятия тройника. Для этого достаточно отвинтить головку и снять корпус сальника. В этих случаях  для предохранения резьбы тройника и создания необходимой опоры  для  штангового элеватора при спускоподъемных операциях на тройник  навинчивают  специальный  фланец  с  резьбой под 73- и 114-мм концы тройников.

Монтаж  подземного оборудования  глубиннонасосной  установки  начинается  с  размещения направляющей воронки на устье скважины и проверки трубного насоса или кожуха вставного насоса. Затем навинчивают патрубок-переводник на цилиндр насоса; спускают с мостков в устье скважины защитное приспособление (фильтр или газовый якорь); спускают в скважину на трубах цилиндр трубного насоса или кожух вставного насоса.

 После спуска в скважину колонны насосно-компрессорных  труб снимают направляющую воронку  с устья, а планшайбу навинчивают на колонну труб.

 На  подъемный крюк надевают штанговый  крюк, предварительно переоснастив талевую систему.  После этого  с мостков поднимают плунжер   трубного насоса или вставной насос. Штанги при спуске свинчиваются специальными штанговыми ключами — ручными или механическими. Колонны штанг на весу удерживаются штанговыми элеваторами или полуавтоматическими штангодержателями. После спуска штанг из муфты планшайбы вывинчивают направляющую воронку. Затем поднимают с мостков полированный шток вместе с тройником-сальником и соединяют его с колонной штанг. С помощью колонны штанг вставляют плунжер трубного насоса в цилиндр или вставной насос в замковую опору и ввинчивают тройник-сальник  в муфту  планшайбы. При спуске подземного оборудования головка балансира станка-качалки снята или откинута. После спуска штанг опускают или присоединяют головку балансира и соединяют канатную подвеску с полированным штоком.

 Канатная  подвеска на 10 т состоит из нижней траверсы, в которую вварены две втулки; клиновидных зажимов для крепления концов каната; нажимной гайки; подъемных винтов с конусной заточкой в верхней части и отверстием для вставки ворота (нижние концы винтов имеют нарезку, которой они ввинчиваются в отверстия с нарезкой в нижней траверсе); верхней траверсы с вваренной в нее втулкой; клиновидных плашек для зажима сальникового штока; зажимной гайки с отверстиями для вставки ворота  при  креплении  сальникового  штока.   В  верхней  траверсе  имеются отверстия для пропускания концов каната и конусные выточки для упора конусной части винтов.

 При подвеске колонны насосных штанг  к головке балансира станка-качалки выбирают необходимую длину каната, концы которого обрубают и вводят сначала в отверстие верхней траверсы, а затем во втулки нижней траверсы таким образом, чтобы они немного выступали из втулок. После этого канат закрепляют, нажимая на клиновидные зажимы нажимной гайки.

 Верхнюю часть канатной подвески надевают на блок балансира станка-качалки, а траверсу соединяют с сальниковым штоком путем захвата его плашками.

 Завершив, таким образом, сборку установки, включают станок-качалку и проверяют работу насосов. Затем, остановив качалку, к      тройнику-сальнику  присоединяют  нагнетательную   линию.

 В настоящее  применяются только редукторные станки-качалки: балансирные и безбалансирные. Они устанавливаются на фундаменты, которые разделяются на три группы:

а) бутобетонные или бетонные;

б) из бетонных тумб;

в) металлические постаменты  различных конструкций. 
Бутобетонные   фундаменты   для   станков-качалок   нормального  ряда сооружают с использованием деревянной опалубки; стены цоколя выкладывают из бутового камня.

 При сооружении бутобетонного  фундамента с устройством  деревянной опалубки рекомендуется соблюдать следующую очередность работ: спланировать местность под фундамент, размерить место под котлованы и вырыть котлованы; устроить деревянную опалубку цоколя; промазать щели опалубки, обваловать низ опалубки землей; поднести бутовый камень; приготовить цементный раствор; сложить гнезда для анкерных болтов (патрубков) из бутового камня; раздробить бутовый камень, забутить котлован и опалубку цоколя бутовым камнем и залить цементным раствором; после затвердения цемента разобрать деревянную опалубку цоколя; выровнять  поверхность  цоколя  цементным  раствором.