Безбалансирные станки-качалки

 

Приводная часть безбалансирного станка-качалки (см. рис. 7.35) включая редуктор та же, что и у балансирного станка-качалки. Конструкция кривошипа у безбалансирного станка-качалки не­сколько иная — V -образной формы, с углом 30°. Последнее улуч­шает уравновешивание станка, снижает вес контргрузов. Грузы размещаются на кривошипе конструктивно так же, как и на кривошипе балансирного станка-качалки. Над устьем скважины, на наклонной стойке, расположен ролик, через который проходит гибкая подвеска, подсоединенная к траверсе, которая, в свою очередь, соединена с шатунами. Нижняя головка шатуна соеди­нена с кривошипом. Место подсоединения можно изменить для регулировки длины хода точки подвеса штанг так же, как и у балансирного станка-качалки.

Безбалансирные станки-качалки выпушены с нагрузкой на головку балансира в 30 и 60 кН. Длина хода от 0,45 до 5 м. Кру­тящие моменты на выходном валу редуктора достигают 80 кН*м.

В шифре станков-качалок (например, СБМЗ-1,8-700) приня­ты следующие обозначения: СБМ — станок безбалансирный ме­ханического действия; 3 — нагрузка в точке подвеса штанг, тс; 1,8 — длина хода, м; 700 — крутящий момент, кгс*м.

Безбалансирные станки-качалки имеют меньшие металлоем­кость и габариты по сравнению с балансирными. У них несколько лучшая характеристика движения точки подвеса штанг, при ко­торой отклонения от гармонического колебания меньше, а сле­довательно, меньше ускорение точки подвеса штанг и инерци­онные нагрузки в установке. Однако недостаточная надежность гибкой связи сдерживает внедрение этих установок.

В безбалансирном станке-качалке (рис. 7.35) шатун и балан­сир заменяются гибкой связью [13]. Испытывалась гибкая связь различных конструкций — цепи, гибкая металлическая лента, несколько клиновых ремней, стальной канат. Однако практи­чески все они оказались недолговечные, в связи, с чем требова­лись частые инерционные операции по замене этих элементов. В связи с этим безбалансирные станки-качалки в последнее вре­мя используются для пробной, кратковременной эксплуатации скважин. Уменьшенная масса безбалансирных станков-качалок позволяет сделать это оборудование мобильным. Примером та­ких конструкций является привод передвижной типа ПКШП-80 (см. рис. 7.31).

Рис. 7.35. Схема безбалансирного станка-качалки

1 — рама; 2 — стойка; 3 — сальниковый шток; 4 — канатный шкив; 5 — траверса и шатуны; 6 — кривошипы; 7— редуктор; 8 — тормоз; 9 — электродвигатель; 10 — клиноременная передача

РЕДУКТОРЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК

 

Общие технические характеристики редукторов приведены в табл. 7.7.

Редуктор основной механизм станка-качалки обеспечивает понижение (скорости) частоты вращения двигателя до необхо­димой на ведомом валу. Основной показатель редуктора крутя­щий момент на выходном валу и передаточное число.

Общие передаточные числа всех редукторов типа Ц2НС одинаковые, равные 37,946, типа Ц2НШ-730А-40, типа Ц2НШ-750А-37,18. Во всех редукторах впервые стала приме­няться зубчатая передача на основе зацепления М.Л. Новикова. Редуктор типа Ц2НС имеет в быстроходной ступени раздво­енный шеврон, в тихоходной — косозубую передачу. Опоры ве­дущего вала — роликоподшипники с цилиндрическими ролика­ми, опоры промежуточного и ведомого валов — конические ро­ликоподшипники (рис. 7.36).

Рис. 7.36. Редуктор Ц2НС-750 станка-качалки 7СК12

Рис. 7.37. Редуктор типа Ц2НШ-730А

 

Редуктор типа Ц2НШ (рис. 7.37) выпускается по отраслевому стандарту 26-02-1200-75 и техническим условиям ТУ 26-16-5-76. В отличие от предыдущего типа тихоходная ступень выполнена шевронной с канавкой. Ведущий и промежуточный валы уста­новлены на радиальных роликоподшипниках с короткими однорядными цилиндрическими роликами, а ведомый вал — на сферических двухрядных роликоподшипниках. Смазка зубчатых зацеплений — картерная, окунанием колес. Смазка опор быст­роходного вала — картерная, разбрызгиванием, опор промежу­точного и ведомого валов — принудительно картерная.

Кроме отличий в редукторах станки-качалки типов 6СК4-3-2500 и 6СК6-2,1-2500 отличаются от станков-качалок типов (1СК4-3-2500Ш и 6СК6-2,1-2500Ш конструкцией рам, траверс, стоек, ограждений, диаметрами шкива редуктора и тормозного шкива, а также диаметрами присоединительных отверстий кривошипа.

Станки-качалки типов 7CKI2-2,5-4000 и 7СК8-3,5-4000 по своей кинематике и конструкции аналогичны станку-качалке СКНЮ-3315 по ГОСТ 5866-56, но отличаются от него более ра­циональными параметрами и усовершенствованными узлами.

На каждом станке-качалке может быть получено до 54 вариантов значений частоты качаний устьевого штока, что позволяет и зависимости от условий эксплуатации выбрать оптимальный режим при минимальном потреблении электроэнергии. Это до­стигается за счет:

— возможности изменения передаточного числа редуктора (имеется три варианта);

— установки до 13 исполнений двигателей по частоте враще­ния и мощности;

— двух сменных шкивов на быстроходном валу редуктора и трех — на валу двигателя.

Главная особенность станков-качалок СКР заключается в применении в них современных трехступенчатых редукторов, типа ЦЗНК см. рис. 7.38. Редуктор соответствует ТУ2-ИБГУ-03-93. В конструкциях редукторов ЦЗНК предприятие постаралось мак­симально воплотить предложения эксплуатационников-нефтя­ников и требования стандарта API (Американского нефтяного института).

Основные достоинства и особенности редуктора следующие:

1. Передаточные числа могут меняться, составляя 63, 90 и 125, что позволяет снизить частоту качаний балансира до 1,7 в минуту.

2. Возможность изменения передаточного числа путем заме­ны зубчатой пары входной ступени использованием комплекта зубчатых пар, что осуществляется достаточно быстро и позволя­ет на работающем станке-качалке устанавливать необходимое число качаний в зависимости от текущего дебита скважины

3. Применение вместо шевронной зубчатой передачи трудо­емкой в изготовлении и ремонте, термоулучшенной крупномо-дульнои косозубой передачи с упорными кольцами, защищенной Российским патентом, в которой используется зацепление Новикова с патентованным в США исходным контуром, обладаю­щей более высокой нагрузочной способностью.

4. Ведомый вал в редукторах с номинальным моментом до 16 кН*м монтируется на подшипниках качения, что отражается и шифре буквой «К», например, ЦЗНК-355К. В более мощных редукторах ведомый вал может монтироваться на 4 опорах для более равномерного распределения нагрузки. В качестве опор применены подшипники скольжения, более дешевые, простые при сборке-разборке и надежные в эксплуатации. Такие редукторы получают в шифре букву «С», например, ЦЗНК-450С. Смаз­ка этих подшипников осуществляется вращением колес по ка­налам в плоскости разъема подшипников. На других валах при­менены стандартные подшипники качения, смазываемые барботажным способом. Для разгрузки подшипников от осевой на­грузки в выходной и промежуточной передачах введены упор­ные гребни.

Для станков-качалок с одноплечим балансиром типа Mark II редукторы имеют увеличенный диаметр выходных валов, уста­новленных на подшипниках качения.

Рис. 7.38. Редуктор типа ЦЗНК

 

5. Масса редукторов ЦЗНК при равных нагрузочных характе­ристиках до 25—30% меньше по сравнению с редукторами Ц2НШ.

6.Возможность применения электродвигателей с меньшей мощностью, чем в станках-качалках типа СК, позволяет сни­зить потребление электроэнергии.

В станках-качалках применяются следующие редукторы:

СКРЗ-1,2ЦЗНК-280 (М_кр= 7,1 кНм; i = 127,32; 89,33; 62,19);

СКР4-2,1 ЦЗНК-355 (М_кр = 16,0 кНм; i = 127,32; 89,30; 66,53);

СКР5-3 ЦЗНК-450 (М_кр= 31,5 кНм; i = 123,21; 90,36; 61,61);

СКР6-2,1 ЦЗНК-450 (М_кр= 31,5 кНм; i = 123,21; 90,36; 61,61);

СКР8-3 ЦЗНК-500 (М_кр= 56,0 кНм; i = 123,24; 86,46; 64,40);

СКР12-3 ЦЗНК-500 (М_кр= 56,0 кНм; i = 123,24; 86,46; 64,40).

Присоединительные размеры выходных концов валов редук­торов ЦЗНК идентичны концам валов применяемых редукто­ров, что позволяет использовать их в действующих станках-ка­чалках без существенных переделок лишь с небольшими изме­нениями крепления редуктора и тормоза к раме.

Передаточные числа формируются, как показано в таблице 7.13

Таблица 7.13

Номинальное передаточное число редуктора	Передаточное число ступеней
Входной	Промежуточной	Выходной
	2,5 3,5 5,0	— 5,0	— 5,0

 

Рис. 7.39. Трехступенчатый коническо-цилиндрический редуктор Ц2НШ-315

Конструктивная схема трехступенчатого коническо-цилиндрического редуктора Ц2НШ-315 показана на рис. 7.39.

На рис 7.40 представлена конструкция редуктора привода ПШГН. Основные особенности редуктора перечислены ниже.

Рис. 7.40. Редуктор привода ПШГН

 

Зубчатые передачи с зацеплением системы Новикова, с дву­мя линиями за­цеп­ления. Валы установлены на сферических ро­ликоподшипниках с корот­ки­ми ци­линдрическими роликами. Смазка зубчатых передач произво­дится путем оку­нания колес в масляную ванну картера. Смазка подшипников осуществ­ляет­ся закладкой консистентной смазки при сборке, а в последующем – перио­дически. Фиксация промежуточных валов обеспечивается упорными шайбами.

В тумбовой модификации привода ПШГНТ применяется ре­дуктор с наклонной плоскостью разъема корпуса редуктора (рис. 7.41) [11].

Рис. 7.41. Редуктор привода ПШГНТ 4-1,5-1400