Насосный агрегат – это наземное оборудование со штанговым насосом. По базовой конструкции насосные агрегаты можно разделить на две категории: со свободным валом и с несвободным валом. Наибольшее распространение в стране и за рубежом получил насосный агрегат со свободным валом (обычно называемый «машиной Ковтоу»). Сегодня мы подробнее рассмотрим различные типы насосов со штанговым насосом.
По конструктивным особенностям станки-качалки подразделяются на станки-качалки обычного типа (обычного), противофазного типа и фронтального типа. Станки-качалки обычного типа и фронтального типа являются двумя основными типами станков-качалок.
(1) Обычный блок качалки балки:
Обычный балочный насосный агрегат является одним из наиболее широко используемых насосных агрегатов на нефтяных месторождениях. Его конструктивные особенности таковы: кронштейн расположен в середине ходовой балки, головка вала и шатун кривошипа расположены на обоих концах ходовой балки, а центр коленчатого вала в основном расположен непосредственно под хвостовым подшипником ходовой балки, а время выполнения верхнего и нижнего хода одинаково.
Масляный насос балочного типа состоит из четырёх основных частей: кривошипно-шатунного механизма, редуктора (замедлителя), силового оборудования (двигателя) и вспомогательных устройств. При работе масляного насоса балочного типа двигатель (или другая силовая машина) через ременную передачу передаёт вращательное движение с высокой скоростью на входной вал редуктора. После замедления тихоходный кривошип приводит в движение балансир, перемещая его вверх и вниз через четырёхзвенный механизм.
Как и этот тип насосного агрегата, мы обычно рекомендуем его для обычных нефтяных скважин глубиной ≤2000 метров, и он хорошо переносит пласты со средним содержанием песка.
(2) Блок качания противофазного пучка:
Несинфазный качающий агрегат с крейсерской балкой - это разновидность качающего агрегата с хорошей производительностью, разработанная в 1970-х годах. С точки зрения внешнего вида он существенно не отличается от обычного качающего агрегата балочного типа, поэтому обычный тип и несинфазный тип также называются качающими агрегатами с задним креплением. Конструктивные характеристики несинфазного качающего агрегата с балансирной балкой: между центром коленчатого вала и хвостовым подшипником балансирной балки имеется определенное горизонтальное расстояние; между осевой линией балансира кривошипа и осевой линией кривошипа имеется угол смещения (фазовый угол баланса кривошипа). Угол поворота кривошипа верхнего хода значительно больше, чем у нижнего хода, тем самым снижая рабочую скорость, ускорение и динамическую нагрузку верхнего хода, и достигая цели снижения нагрузки качающего агрегата, продления срока службы насосной штанги и экономии энергии.
Благодаря хорошим динамическим характеристикам и адаптивности к нагрузке, противофазные балансирные насосные установки (ШНС) широко применяются при добыче на скважинах средней и большой глубины, а также в сложных скважинных условиях. В качестве штанговых насосов применяются обычные штанговые насосы, пыленепроницаемые штанговые насосы, штанговые насосы с воздушным якорем и длинноходовые штанговые насосы. Выбор конкретного типа насосов должен осуществляться в соответствии с условиями скважины и требованиями к добыче. Благодаря научному подходу к выбору и точному управлению синергетический эффект противофазных балансирных насосных установок и штанговых насосов может быть в полной мере использован для повышения эффективности нефтеотдачи и снижения эксплуатационных расходов.
(3) Передний масляный насосный агрегат балочного типа:
Конструктивные особенности насосного агрегата с передней балкой: кронштейн расположен на одном конце, а головка вала и шатун кривошипа – на другом. При одинаковом радиусе кривошипа длина хода насосного агрегата с передней балкой значительно больше, чем у обычного типа, а технические характеристики и габариты агрегата меньше, чем у обычного типа. Время верхнего хода этого насосного агрегата больше времени нижнего хода, что позволяет сократить время верхнего хода.
Скорость работы, ускорение и динамическая нагрузка процесса. Фронтальный тип — это, в основном, тяжёлые длинноходовые нефтяные насосные агрегаты, в которых помимо механического баланса используется пневматическое уравновешивание.
Для увеличения хода, экономии энергии, а также улучшения структурных характеристик и состояния силового агрегата в стране и за рубежом появилось много станков-качалок с деформированной балкой, таких как станок-качалка с двойной осевой головкой, станок-качалка с вращающейся осевой головкой, станок-качалка с большим колесом, станок-качалка с большим колесом и наклонно-прямой скважинной балкой.
Для расширения сферы применения штанговых насосов и улучшения их технико-экономических показателей в стране и за рубежом разработано много различных типов небалочных насосных агрегатов (особенно насосных агрегатов со сверхдлинным ходом), таких как насосные агрегаты цепного типа, насосные агрегаты с увеличивающимся диапазоном и широкополосные насосные агрегаты, основными характеристиками которых являются большая длина хода и низкое время хода, чтобы соответствовать особым требованиям глубоких скважин и тяжелой нефти.