Безбалансирный станок-качалка для нефтяных скважин. Устройство качалки для нефти


Станок-качалка — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 марта 2016; проверки требуют 4 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 марта 2016; проверки требуют 4 правки. Станок-качалка (одноплечий). Модель СКМР6-2,5

Стано́к-кача́лка — тип наземных приводов скважинных штанговых насосов (ШСН) при эксплуатации нефтедобывающих скважин. Операторы по добыче нефти и газа определяют этот привод как «Индивидуальный механический привод штангового насоса», просторечное название: «качалка».

Станок-качалка является важным элементом нефтегазового оборудования и используется для механического привода к нефтяным скважинным штанговым (плунжерным) насосам. Конструкция станка-качалки представляет собой балансирный привод штанговых насосов,

ru.wikipedia.org

Схема и работа штанговой установки, устройство станка- качалки.

Штанговая насосная установка –комплекс оборудования для механизированной добычи жидкости через скважины с помощью штангового насоса, приводимого в действие СТАНКОМ-КАЧАЛКОЙ.

Штанговые скважинные насосы (ШСН) обеспечивают откачку из скважин углеводородной жидкости, обводненностью до 99 %, абсолютной вязкостью до 100 мПа·с, содержанием твердых механических примесей до 0,5 %, свободного газа на приеме до 25 %, объемным содержанием сероводорода до 0,1 %, минерализацией воды до 10 г/л и температурой до 130 0С.

ШСНУ включает:

- Наземное оборудование: станок-качалка (СК), оборудование устья.

- Подземное оборудование: насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги (НШ), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

Штанговая глубинная насосная установка (Рисунок ?) состоит из скважинного насоса 2 вставного или невставного типов, насосных штанг 4 насосно-компрессорных труб 3, подвешенных на планшайбе или в трубной подвеске, сальникового уплотнения 6, сальникового штока 7, станка-качалки 8, фундамента и тройника 5. На приеме скважинного насоса устанавливается защитное приспособление в виде газового или песочного фильтра 1.

Скважинный штанговый насос представляет собой одноплунжерный насос с длинным цилиндром, шариковыми клапанами и длинным проходным плунжером.

При ходе плунжера вверх он нагнетает жидкость, находящуюся между стенками цилиндра и штангами. А в полость под плунжером поступает жидкость из скважины. При ходе вниз насос нагнетает (выжимает) объём жидкости. Равный объёму опускающегося в цилиндр штока, т.е. это насос дифференциального действия.

Штанговый насос опускается в скважину ниже уровня жидкости и состоит из:

- цилиндра,

- плунжера, соединенного со штангой,

- клапанов всасывающих и нагнетательных

Цилиндр невставного штангового насоса опускается на колонне насосно-компрессорных труб, а плунжер - на колонне штанг внутри насосно-компрессорных труб;

цилиндр вставного штангового насоса опускается вместе с плунжером на штангах и закрепляется на замковой опоре, установленной на конце насосно-компрессорных труб или на пакере;

- штанговый насос большого диаметра опускается целиком на колонне насосно-компрессорных труб и соединяется с колонной штанг через сцепное устройство.

- Существует также:

- штанговые насосы с подвижным цилиндром и неподвижным плунжером,

- с двумя ступенями сжатия (для откачки сильно газированных нефтей), с двумя цилиндрами и плунжерами (для одновременной откачки из двух горизонтов),

- с камерой разрежения (для высоковязких нефтей) и др.

Насосная штанга предназначена для передачи возвратно-поступательного движения плунжера насоса. Штанга представляет собой стержень круглого сечения с утолщенными головками на концах, соединяются в колонну с помощью муфт. Длина колонны до 2500м. При длине свыше 1000м колонна штанг делается ступенчатой, с увеличивающимся кверху диаметром для уменьшения массы и достижения равнопрочности.

Для регулирования длины колонн штанг с целью нормальной посадки плунжера в цилиндр насоса имеются также укороченные штанги (футовки) длиной 1; 1.2; 1.5; 2 и 3 м.

Выпускаются штанги из легированных сталей диаметром (по телу) 16, 19, 22, 25 мм и длиной 8 м — для нормальных условий эксплуатации. Длина штанги 8-10м, диаметр 12,7-28,6 мм.

Используются также полые неметаллические (стеклопластик) штанги или непрерывные колонны штанг, наматываемые при подъеме на барабан. Насосные штанги из стеклопластика отличаются большой коррозионной стойкостью и позволяют снизить энергопотребление до 20 %.

Особая штанга — устьевой шток, соединяющий колонну штанг с канатной подвеской. Поверхность его полирована (полированный шток). Он изготавливается без головок, а на концах имеет стандартную резьбу. Для защиты от коррозии осуществляют окраску, цинкование и т.п., а также применяют ингибиторы.

Отличительная особенность ШСНУ обстоит в том, что в скважине устанавливают плунжерный (поршневой) насос, который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны штанг.

Недостатками штанговых насосов является ограниченность глубины их подвески и малая подача нефти из скважин.

По способу крепления насосов к колонне НКТ различают вставные (НСВ) и не вставные (НСН) скважинные насосы.

У не вставных (трубных) насосов цилиндр с седлом всасывающего клапана опускают в скважину на НКТ. Плунжер с нагнетательным и всасывающим клапаном опускают в скважину на штангах и вводят внутрь цилиндра. Плунжер с помощью специального штока соединен с шариком всасывающего клапана. Недостаток НСН — сложность его сборки в скважине, сложность и длительность извлечения насоса на поверхность для устранения какой-либо неисправности.

 

Насосы скважинные вставные

1 — впускной клапан; 2 — цилиндр; 3 — нагнетательный клапан; 4 — плунжер;

5 — штанга; 6 — замок.

 

Вставные насосы целиком собирают на поверхности земли и опускают в скважину внутрь НКТ на штангах. НСВ состоит из трех основных узлов: цилиндра, плунжера и замковой опоры цилиндра.

В НСН для извлечения цилиндра из скважины необходим подъем всего оборудования (штанг с клапанами, плунжером и НКТ). В этом коренное отличие между НСН и НСВ. При использовании вставных насосов в 2 ¸ 2.5 раза ускоряются спускоподъемные операции при ремонте скважин, и существенно облегчается труд рабочих. Однако производительность вставного насоса при трубах данного диаметра всегда меньше производительности не вставного.

Насос НСВ спускается на штангах. Крепление (уплотнение посадками) происходит на замковой опоре, которая предварительно опускается на НКТ. Насос извлекается из скважины при подъеме только колонны штанг. Поэтому НСВ целесообразно применять в скважинах с небольшим дебитом и при больших глубинах спуска.

Невставной (трубный) насос представляет собой цилиндр, присоединенный к НКТ и вместе с ними спускаемый в скважину, а плунжер спускают и поднимают на штангах. НСН целесообразны в скважинах с большим дебитом, небольшой глубиной спуска и большим межремонтным периодом.

Невставные скважинные насосы

1 — всасывающий клапан; 2 — цилиндр; 3 — нагнетательный клапан; 4 — плунжер;

5 — захватный шток; 6 — ловитель

Устьевое оборудование насосных скважин предназначено для герметизации затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважин и подвешивания колонны НКТ.

Типичное оборудование устья скважины для штанговой насосной установки

1 — колонный фланец; 2 — планшайба; 3 — НКТ; 4 — опорная муфта; 5 — тройник, 6 — корпус сальника, 7 — полированный шток, 8 — головка сальника, 9 — сальниковая набивка

 

Устьевое оборудование типа ОУ включает устьевой сальник, тройник, крестовину, запорные краны и обратные клапаны.

Устьевой сальник герметизирует выход устьевого штока с помощью сальниковой головки и обеспечивает отвод продукции через тройник. Тройник ввинчивается в муфту НКТ. Наличие шарового соединения обеспечивает самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью НКТ, исключает односторонний износ уплотнительной набивки и облегчает смену набивки.

Станок-качалка является индивидуальным приводом скважинного насоса и преобразует вращение вала двигателя в возвратно-поступательное движение, передаваемое колонне штанг через гибкую (канатную, цепную) подвеску и полированный шток. Применяются в основном:

- механические редукторно-кривошипные,

- балансирные (одно- и двухплечевые) и

- безбалансирные, а также

- башенные и

- гидравлические станки-качалки.

Максимальная длина хода точки подвеса штанг 1-6 м (башенные до 12 м), максимальная нагрузка 1-20 тс, частота ходов в минуту от 5 до 15. Используют электрические, реже газовые двигатели (на нефтяном газе от скважины) мощностью до 100 кВт.

Станция управления ШГН обеспечивает пуск, установку, защиту от перегрузок, а также периодическую работу.

Дополнительное оборудование ШГН:

- якорь для предотвращения перемещений нижнего конца насосно-компрессорных труб;

- хвостовик - колонна насосно-компрессорных труб малого диаметра (25-40 ниже насоса для выноса воды;

- газовые и песочные якоря для защиты насоса от попадания свободного газа и абразивных механических примесей;

- штанговые протекторы (полимерные или с катками) для уменьшения износа труб и штанговых муфт в наклонных скважинах;

- скребки на штангах для удаления парафиновых отложений с насосно-компрессорных труб:

- динамограф, показывающий зависимость нагрузки от перемещения точки подвеса штанг, для технической диагностики узлов ШГН.

Продукция скважины (нефть, вода) подается на поверхность по насосно-компрессорным трубам, обсадной колонне, либо по полым штангам. Производительность при постоянной откачке до 300 м3/сут.

Основные узлы станка-качалки — рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирноподвешенная к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами. СК комплектуется набором сменных шкивов для изменения числа качаний, т.е. регулирование дискретное. Для быстрой смены и натяжения ремней электродвигатель устанавливается на поворотной раме-салазках.

Станок-качалка типа СКД

1 — подвеска устьевого штока; 2 — балансир с опорой; 3 — стойка; 4 — шатун; 5 — кривошип;

6 — редуктор; 7 — ведомый шкив; 8 — ремень; 9 — электродвигатель; 10 — ведущий шкив;

11 — ограждение; 12 — поворотная плита; 13 — рама; 14 —противовес; 15 — траверса;

16 — тормоз; 17 — канатная подвеска

 

Монтируется станок-качалка на раме, устанавливаемой на железобетонное основание (фундамент). Фиксация балансира в необходимом (крайнем верхнем) положении головки осуществляется с помощью тормозного барабана (шкива). Головка балансира откидная или поворотная для беспрепятственного прохода спускоподъемного и глубинного оборудования при подземном ремонте скважины. Поскольку головка балансира совершает движение по дуге, то для сочленения ее с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска 17. Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса или выход плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.

Амплитуду движения головки балансира (длина хода устьевого штока) регулируют путем изменения места сочленения кривошипа с шатуном относительно оси вращения (перестановка пальца кривошипа в другое отверстие).

За один двойной ход балансира нагрузка на СК неравномерная. Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Тогда уравновешивание называют соответственно балансирным, кривошипным (роторным) или комбинированным.

Блок управления обеспечивает управление электродвигателем СК в аварийных ситуациях (обрыв штанг, поломки редуктора, насоса, порыв трубопровода и т.д.), а также самозапуск СК после перерыва в подаче электроэнергии.

Выпускают СК с грузоподъемностью на головке балансира от 2 до 20 т.

 



infopedia.su

Безбалансирный станок-качалка для нефтяных скважин

 

¹ 67678

Класс 5а, 41

5а, 4

C""-С С Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

Зарегистрировано в Giopo изобретений Госплана СССР

Б. С. Гриненко

БЕЗБАЛАНСИРНЫЙ СТАНОК-КАЧАЛКА ДЛЯ НЕФТЯНЫХ

СКВАЖИН

Заявлено 9 апреля 1946 г. в Министерство нефтяной промышленно за М о(344921) Опубликовано 31 декабря 1946 г, Предмет изобретения

Безбалансирный станок-качалка для нефтяных скважин с применением перекинутого через ролик каната, одним концом присоединенного к полированному штоку глубокого насоса, а другим к кривошипному мехайизму, от л и ч а ю шийся тем, что с целью удлинения хода плунжера насоса, присоединение каната к кривошипу произведено через талевый блок 8, насаженный непосредственно на палец кривошипа или связанный с последним с помощью тяги 10.

Известны станки-качалки, применяемые обычно при спаривании скважин, в которых перекинутый через ролик канат одним концом соединяется с полированным што.ком насоса, а другим — с пальцем кривошипного механизма. Отличительной особенностью предлагаемой качалки такого типа является присоединение каната к кривошипу через талевый блок, насаженный непосредственно на палец кривошипа или связанный с последним с помощью тяги.

На фиг. 1 чертежа изображена кинематическая схвма предлагаемой качалки, на фиг. 2 в видоизменение качалками с применением роторного уравно вешиванHB и на фиг. 3— вид качалки по стрелке А на фиг. 2.

Канат 4, соединенный с полированным штоком 5, перекинут через ролик 8, расположенный на мачте (эклипсе) или на эксплоатационной вышке, установленной над скважиной для спуско-подъемных работ. Другой конец каната 4 связывается с кривошипом 1 через талевый блок 8, насаженный непосредственно на палец (фиг, 1) или соединенный,с последним с помощью тяги 10 (фиг, 2).

Для уравновешивания качалки второй кривошип 6 (фиг. 1) канатом 7 связывается с противогрузом (ложной качалкой) или спаривается с другой скважиной.

Уравновешивание может производиться также применением вращающихся противогрузов 9, располагаемых на кривошипе 1 (фиг. 2).

Помимо кривошипного механиз ма, для привода предлагаемой качалки может быть использован любой иной механизм возвратно-поступательного движения, например: паровой, пневматический .или гидравлический цилиндр с поршнем.

Преимуществом предлагаемой качалки является простота конструктивного оформления и очень большая длина хода плунжера. № 67678

Фиг. 2

Фиг. 1

Ф !

Фиг, 3

Отв. редактор А. Н. Панасенко. Тех. редактор Д. М. Уша.

Jl2487G Подписано к печати 15/1 1949 г Тираж 500 экз. Цена 65 к к Зак 218о

Тип. «Московский печатник».

  

www.findpatent.ru

Нефтяная качалка - 1

В таковой ветви, как добыча нефти фактически одним из основных видов оснащения является нефтяная качалка. Хозяйка сообразно себе нефтяная качалка является никак не автономным оборудованием, а одним из основных элементов штангового насосного аппарата, средством которого а также проистекает добыча, а конкретнее перекачка нефти.

Приспособление штанговый качалки

Непосредственно сама качалка для нефти играет роль привода механического деяния в предоставленном нефтедобывающем оборудовании. Такое оснащение как нефтяная качалка постоянно делается взыскательно нормам ГОСТа, а также в Русской Федерации есть тринадцать типовых качалок, отличие каких содержится в размерах. Установка штанговый качалки выполняется на базовой базе, которая основывается умышленно для этих целей, обычно, из бетона.

Далее эта база оборудуется стойкой, платформой а также станцией, которая исполняет управление. Сообразно великому счету нефтяная качалка владеет приблизительно похожий принцип работы как а также принцип работы велосипедного насоса, кой исполняет свои деяния возвратно поступательным способом. Во время работы, исполняя данные деяния, нефтяная качалка изготовляет средством насоса преображенье воды, которая а также проходит кверху.

Принцип работы штанговый качалки

Все проистекает сообразно последующему принципу. Средством электрического кормленья проистекает работы мотора, кой запускает целый устройство в рабочее состояние. Наступает вращение механических частей штанговый качалки, средством чего балансирный элемент затевает исполнять перемещение, которое сродни движению качелей. Подвеска, на которой размещается шток устьевого типа, затевает исполнять движения возвратно поступательного нрава. Поэтому, поступающая через штанговые элементы энергия выдается на штанговый насос, кой а также дозволяет пленить нефть из недр земли.

Правящая всем механизмом станция смотрится поэтому. Она есть блок коробочного типа, кой снутри в дословном значении нашпигован электроникой. Поэтому, никаких силовых а также ручных действий для управления предоставленной аппаратом никак не требуются, все управление проистекает средством нажатия на клавиши а также выбора нужной програмки.

cable-plus.ru