книги / Оборудование для добычи нефти и газа

Рис. 7.12. Схема станка-качалки типа СКД с редуктором на раме и кривошипным уравновешиванием

3 — номинальная нагрузка на устьевой шток 3 т;

1,5 — максимальная длина ход устьевого штока 1,5 м;

710 — номинальный крутящий момент на ведомом валу ре­ дуктора 710 кгс-м.

В станках-качалках применяются следующие марки редук­

Станки-качалки по ОСТ 26-16-08-87 оказались последними, поставлявшимися традиционно многие годы заводом «Бакинс­ кий рабочий» с редукторами Кишлинского машиностроитель­ ного завода (г. Баку).

Рис. 7.13. Схема станка-качалки типа СКДТ с редуктором на тумбе, с кривошипным уравновешиванием

Тихоходные станки-качалки

С ростом числа малодебитных скважин (с дебитом не более 5 м3/сут) все острее вставала проблема их оптимальной эксплу­ атации. Использование периодической эксплуатации связано с целым рядом существенных неблагоприятных факторов, в числе которых: неравномерная выработка пласта, неэффективное ис­ пользование наземного и подземного оборудования, недостаточ­ ный межремонтный период по сравнению с непрерывно функ­ ционирующими скважинами, затруднения, возникающие в зим­ нее время и др.

Была разработана конструкция тихоходного станка-качалки с увеличенным передаточным числом за счет введения в транс­ миссию дополнительной ременной передачи, что позволяло сни­

жать частоту качаний балансира до 0,8—1,7 в минуту. Для это­ го между электродвигателем и редуктором монтируется проме­ жуточный вал с соответственно малым и большим по диамет­ ру шкивами, установленными консольно. Компоновка про­ межуточного вала может быть вертикальной и горизонтальной (рис. 7.14). В последнем случае раму станка-качалки прихо­ дится немного наращивать на величину межосевого расстоя­ ния дополнительной ременной передачи. Такой вариант при­ меняется на станке-качалке 7СК8-3,5-4000Ш.

Конструктивное решение с дополнительной передачей отли­ чается простотой, позволяет применять его к любому станкукачалке и допускает изготовление необходимых деталей силами добывающих предприятий. Однако рассматриваемый конструк­ тивный вариант можно было считать удачным только относи­ тельно, для условий отсутствия серийных тихоходных приводов.

Другим решением стало применение в приводе мотор-редук­ тора с передаточным числом / = 2,3. Если станок-качалка типа 7СК8-3,5-4000Ш имеет число качаний п = 3,8—12, то с моторредуктором — до 2,5. При этом для работы вместо двигателя мощностью в 30 кВт используется двигатель мощности 18,5 кВт.

Конструкция мотор-редуктора представлена на рис. 7.15. На удлиненном валу электродвигателя установлена шестер­

ня, работающая в паре с зубчатым колесом. Пара зубчатых ко­ лес сменная, позволяет изменять передаточное число мотор-ре­ дуктора. Выходной конец ведомого вала имеет стандартные при­ соединительные размеры для посадки сменных шкивов клино­ ременной передачи.

Тихоходные станки-качалки с трехступенчатым редуктором (рис. 7.16) разработаны АзИНМАШем. Компоновка трансмис­ сии такого станка-качалки отличается отсутствием ременной передачи, что компенсируется применением трехступенчатого редуктора с передаточным числом / = 165. Редуктор непосред­ ственно, с помощью муфты, соединяется с электродвигателем. При этом приходится применять угловую передачу, поэтому ре­ дуктор имеет коническо-цилиндрическую конструкцию с быст­ роходной конической ступенью [11].

Отсутствие ременной передачи не позволяет регулировать частоту хода балансира, поэтому в описываемом варианте пре­ дусматривается применение регулируемого многоскоростного

Рис. 7.16. Схема станка-качалки с трехступенчатым коническо-цилиндрическим редуктором

асинхронного электродвигателя, который за счет изменения схемы подключения может обеспечить частоту вращения вала 495, 745, 990 и 1485 об/мин. Соответственно получают 3; 4,5; 6 и 9 качаний балансира в минуту, причем резко сокращается время перевода СШНУ на другой режим работы по сравнению со сме­ ной шкивов.

Отсутствие ременной передачи, которая в обычном механиз­ мах предохраняет оборудование от поломок при перегрузках потребовала в данном случае другого конструктивного решения. Муфта, соединяющая двигатель с редуктором, снабжена срез­ ным штифтом, заключенным в резиновую оболочку, которая

смягчает пусковой момент. При заклинивании плунжера сква­ жинного насоса или поломках в кинематической цепи штифт срезается, предохраняя электродвигатель от перегрузки.

Нестандартная компоновка привода потребовала и измене­ ний в тормозной системе. Для этого одна из половин муфты — на валу редуктора — служит одновременно тормозным шкивом двухколодочного тормоза, а в систему управления тормозом вклю­ чена промежуточная угловая зубчатая закрытая передача.

Наряду с описанным вариантом с 1991 г. применяется тихо­ ходный станок-качалка типа СКДТ4-1,5-710А, предназначенный для эксплуатации низкопродуктивных пластов при малых и сред­ них глубинах (см. рис. 7.17).

Станок-качалка имеет комбинированную систему уравнове­ шивания; в нем имеется клиноременная передача и обычный редуктор типа Ц2НШ -315. Станок-качалка обеспечивает от 2,8 до 5 ходов балансира в минуту. Целый ряд конструктивных

Рис. 7.17. Станок-качалка СКДТ4-1,5-710А с комбинированным уравновешиванием

узлов СКД4-1,5-710А (опора балансира, траверса, шатуны и ре­ дуктор) взаимозаменяемы с узлами СКДЗ-1,5-710, а подвеска устьевого штока заимствована у СКД6-2,5-2800.

Приводы завода «Вакуммаш». Технические характеристики приводов соответствует ОСТ 26-16-08-87. В частности, парамет­ ры и конструкция привода ПСН-3 в основном соответствуют станку-качалке СКДЗ-1,5-710 с некоторыми отклонениями (число ходов балансира в минуту 4,2—8Д вместо 5—15 в СКДЗ). В при­ воде применен редуктор Р-315, 2-ступенчатый, с передаточным числом / = 39,868, с шевронной передачей и зацеплением Нови­ кова, соответствующий редуктору Ц2НШ-315.

Приводы АО «Ижнефтемаш». Выпускаются по техническим условиям ТУ 3665-012-05785537-93 в нескольких вариантах ис­ полнения (см. табл. 7.8) [11].

У привода ПНШ80-3-40 все технические характеристики со­ ответствуют станку-качалке СКД8-3-4000 по ОСТ 26-16-08-87. Приводы имеют кривошипное уравновешивание.

Условное обозначение на примере ПНШ60-2,1-25 означает следующее:

ПНШ — привод насосов штанговых; 60 — нагрузка на устьевом (сальниковом) штоке не более 60 кН;

2,1 — наибольшая длина устьевого (сальникового) штока 2,1 м;

25 — номинальный крутящий момент на ведомом валу редук­ тора 25 кН-м.

Каждый привод в соответствии с техническими условиями может быть выполнен в двух вариантах по кинематической схеме (без дополнительного редуктора или с таким редукто­ ром для уменьшения частоты ходов) и в двух вариантах по установке основного редуктора (непосредственно на раме стан­ ка-качалки или на тумбе). В зависимости от сочетания ука­ занных вариантов получаются различные виды исполнения приводов:

а) основное соответствует приведенному шифру и предусмат­ ривает установку редуктора непосредственно на плоскости рамы, когда для монтажа привода требуется высокий фундамент;

б) исполнение 01 (например, ПНШ 60-2,1-25-01), когда в кинематической схеме трансмиссии предусмотрен промежуточ­ ный редуктор и электродвигатель пониженной мощности; ком­ поновка привода как в основном варианте;

в) исполнение 02 (например, ПНШ 60-2,1-25-02) соответствует установке редуктора с двигателем на подставке-тумбе, когда для монтажа привода требуется низкий фундамент высотой не более 200 мм; разновидностью исполнения 02 является 02.01, при ко­ тором электродвигатель устанавливается не на уровне редукто­ ра, а на низком подрамнике (с целью удобства обслуживания);

г) исполнение 03 (например, ПНШ 60-2,1-25-03) предусмат­ ривает применение дополнительного редуктора, но при компо­ новке, как в исполнении 02.

На рис. 7.18 показан одни из приводов в двух исполнениях: в обычном тумбовом варианте и с промежуточным редуктором.

Завод-изготовитель отмечает следующие, конструктивные осо­ бенности своих приводов:

—Т-образную раму, которая создает дополнительную попе­ речную устойчивость привода, позволяет разгрузить переднюю, наиболее нагруженную часть фундамента и уменьшить величи­ ну его проседания в процессе работы;

—несъемные отжимные болты рамы, с помощью которых осуществляется нивелирование привода при монтаже и эксплу­ атации;

—трехопорную стойку, менее чувствительную к перекосу рамы

илегко поддающуюся корректировки положения;

—фиксацию головки балансира и в рабочем и в нерабочем положении;

—защищенный от внешних воздействий (осадков, пыли) опор­ ный подшипник головки балансира;

—кривошипные противовесы со встроенными механизмами их перемещения (рис. 7.19); механизм размещается в стандарт­ ном гнезде противовеса и центрируется по продольному пазу кривошипа; перемещение противовеса осуществляется враще­ нием отдельной рукоятки;

—дополнительный настил над редуктором для обеспечения доступа к опоре траверсы (в приводе ПНШ 80-3-40).

Вприводах применяются редукторы:

ПНШ 60-2,1 - 2 5 РП- 450-28 (/=39,932) ПНШ 80-3-40 РП450 (/ = 37,18) Редуктор РП-450-28 является аналогом редуктора Ц2НШ-450, а редуктор РП-450 — аналогом редуктора Ц2НШ-750Б. Существенной особенностью редукторов является раздельная система смазки зубчатых зацеплений и подшипниковых опор.

С этой целью полости подшипниковых опор отделены от внут­ реннего объема картера, что предотвращает попадание в рабо­ чую зону подшипников продуктов износа зубчатых колес, нека­ чественного масла и др. Смазка зубчатых колес обеспечивается жидким маслом путем окунания и разбрызгивания, а смазка подшипниковых узлов — консистентной -смазкой, периодичес­ ки пополняемой при техобслуживании.

Дополнительный редуктор типа 1Ц2У-125 двухступенчатый с передаточным числом 7,75, с эвольвентным зубчатым зацепле­ нием, массой не более 31,5 кг.

Станки-качалки типа СКР выпускаются заводом ОАО «Ре­ дуктор». Обозначение станка-качалки СКР4-2,1-1б (рис. 7.20):

СКР — станок-качалка акционерного общества «Редуктор»; 4 — максимальная нагрузка на устьевой шток 4 т; 2,1 — наибольшая длина хода устьевого штока 2,1 м;

16 — максимальный момент на выходном валу редуктора

1,6 кН-м (1600 кгс-м).

Основные размеры и кинематика станков-качалок СКР соответ­ ствуют размерам и кинематике наиболее распространенных в отече­ ственной практике станков-качалок типа СК по ГОСТ 5866-76, а типа СКДР соответствуют СКД по ОСТ 26-16-08-87; узлы их кривошипно-шатунных механизмов взаимозаменяемы с узлами станков-качалок СК и СКД азербайджанского производства. Так, СКР6-2,1-2800 соответствует станку-качалке СК6-2,1-2500. Од­ нако новые станки-качалки имеют свои особенности, среди ко­ торых автоматическое натяжение клиновых ремней, быстродей­ ствующий дисковый тормоз с рычажно-винтовым управлением и храповым фиксатором, складная трехопорная стойка и др.

Как уже отмечалось, станки-качалки СКР оснащены быстро­ действующим дисковым тормозом (см. рис. 7.21). Тормозной диск 4 надевается скользящей посадкой на шлицевую втулку 6, зак­ репленную на конце входного вала редуктора 5. Зажим диска тормозными колодками 3 осуществляется с помощью винтового механизма, состоящего из нажимного винта 2 с рычагом 1, ко­ торый с помощью тяги связан с рукояткой 10 ручного привода. Тяга состоит из двух полутяг 7 и 9, соединенных гайкой и кон­ тргайкой 8, позволяющих регулировать степень затяжки тормо­ за. Фиксация рукоятки 10 в рабочем положении обеспечивается зубчатым фиксатором 11.