Добыча нефти штанговым насосом осуществляется с помощью системы штанговых насосов, работающей по принципу «трёх насосов» (станка-качалка, штанга-качалка и нефтяной насос). То есть, под действием привода станка-качалки плунжер насоса-качалки (также известного как глубинный насос) перемещается вверх-вниз за счёт опускающейся в скважину штанги, и скважинная жидкость забирается на поверхность.
Нефтеперекачивающая машина — это вид машин и оборудования для добычи нефти, широко известный как «машина-качалка». Нефтеперекачивающий агрегат является важнейшим подъёмным оборудованием в системе штанговых насосов. В зависимости от наличия подвижной балки, их можно разделить на станки-качалки с подвижной балкой и станки-качалки с неподвижной балкой.
Ⅰ. Принцип работы:
Принцип работы станка-качалки заключается в том, что силовой агрегат (обычно электродвигатель, дизельный двигатель или двигатель, работающий на природном газе) через ременную передачу передает высокоскоростное вращательное движение редуктору. После трехкоординатного двухступенчатого замедления кривошипно-шатунный механизм преобразует вращательное движение в движение вверх и вниз станины. Подвесной трос, подвешенный на головке станка-качалки, приводит в движение плунжер нефтяного насоса, совершая возвратно-поступательные движения вверх и вниз через насосную штангу, откачивая скважинную жидкость на поверхность.
Ⅱ.Состав станка-качалки:
Нефтеперекачивающий агрегат в основном состоит из четырех частей:
1. Часть ходовой балки: головка осевого механизма, ходовая балка, балка, хвостовая балка, шатун, балансирная пластина (композитный балансировочный насосный агрегат)
2. Кронштейн: центральное гнездо подшипника, рабочая лестница, защитное кольцо, консоль, кронштейн.
3. Детали редуктора: днище лодки, седло цилиндра редуктора, редуктор, рукоятка, противовес, тормоз и другие детали.
4. Распределительная часть электропитания: седло двигателя, двигатель, распределительная коробка и т. д.
Ⅲ.Технические характеристики станка-качалки:
Нефтеперекачивающий агрегат балочного типа отличается надежностью работы, простотой конструкции, удобством эксплуатации и обслуживания. Основные характеристики включают в себя:
1. Конструкция всей машины разумна, работа стабильна, уровень шума низкий, а эксплуатация и обслуживание удобны.
2. Балка имеет коробчатую или двутавровую конструкцию, которая обладает высокой прочностью, хорошей жесткостью и большой грузоподъемностью.
3. В редукторе используются шевронные или двухдуговые зубчатые передачи, которые отличаются высокой точностью обработки, большой грузоподъемностью и длительным сроком службы.
4. В центральном подшипнике опоры используются роликовые подшипники средней ширины, обеспечивающие хорошую герметизацию и высокую грузоподъемность. Центральный подшипник и подшипник шатунной шейки оснащены самоустанавливающимися подшипниками, что снижает погрешности монтажа и вибрацию во время работы насосного агрегата.
5. Голову осла можно перевернуть вверх дном, подвесить или повернуть набок в одном из трех положений.
6. Кронштейн имеет башенную конструкцию, которая обладает хорошей устойчивостью и легко устанавливается на месте.
7. Противовес кривошипа приводится в движение реечной передачей, что обеспечивает легкую и точную регулировку.
8. Тормоза имеют внешнюю удерживающую конструкцию и оснащены предохранительным устройством, которое отличается гибкостью в эксплуатации и обеспечивает быстрое, безопасное и надежное торможение.
9. Основание крепится анкерными болтами или прижимными планками одним из двух способов.
По различным конструкциям балочные нефтяные насосы обычно делятся на два типа: обычные и фронтальные. Для экономии энергии и увеличения хода появились разнообразные варианты балочных нефтяных насосов.
4. Классификация станков-качалок для перекачки нефти:
1. Обычный станок-качалка (сзади)
Головка вала и кривошипно-шатунный механизм расположены спереди и сзади кронштейна, а угол баланса равен нулю.
Это наиболее распространённый в настоящее время насос для перекачки масла. Кронштейн расположен между головкой вала и шатуном кривошипа. Время верхнего и нижнего хода поршня одинаково, что обеспечивает более эффективное механическое равновесие. (Шатунный механизм расположен за кронштейном)
2. Фронтальный балочный нефтеперекачивающий агрегат
Головка вала и кривошипно-шатунный механизм расположены в маслонасосном агрегате балочного типа перед кронштейном.
Шатунный механизм расположен перед кронштейном, используется пневматическое уравновешивание.
Газ в верхнем ходе поршня расширяется, помогая насосному агрегату работать. Газ в нижнем ходе поршня сжимается для хранения энергии.
Верхний ход фронтального насосного агрегата балочного типа медленнее нижнего хода.
3. Низкоимпульсный насосный агрегат нисходящего потока
Станок-качалка с низким уровнем воздействия на пласт в основном используется для добычи нефти из существующих малодебитных нефтяных скважин в Китае и за рубежом, что позволяет полностью эксплуатировать большое количество малодебитных скважин при низком энергопотреблении. Станок-качалка разработан на базе стандартного станка и оснащен специальным трехступенчатым редуктором с большим передаточным числом для уменьшения хода поршня. Помимо преимуществ стандартного станка-качалки, он также обладает следующими преимуществами:
(1) Импульс низкий, достигает 1-2 раз/мин.
(2) Мощность вспомогательного двигателя низкая, а мощность двигателя снижена на 2-3 ступени по сравнению с обычными машинами той же модели для достижения эффекта энергосбережения.
(3) Фундамент такой же, как и у обычных традиционных насосных агрегатов той же модели, что удобно для пользователей в эксплуатации и обслуживании.
Технические характеристики: Малоимпульсный насосный агрегат – это энергосберегающий насосный агрегат, разработанный для низкопроницаемых нефтяных пластов. Сниженный импульс тяги делает его более подходящим для малодебитных скважин, подходит для сложных географических условий, снижает затраты на управление и повышает эффективность работы насосного агрегата.
4. Станция-качалка специальной формы (станция-качалка с двойной головкой)
Станок-качалка специальной формы, также известный как станок-качалка с двойной головкой, имеет следующие конструктивные особенности: вместо хвостового вала обычного станка-качалки используется задняя головка-качалка, а для соединения балки используется оплетка приводного каната, образующая четырехзвенный механизм станка-качалки.
Головка ослика и кривошипно-шатунный механизм подвесного светильника расположены спереди и сзади кронштейна. В процессе однотактного движения длина заднего плеча и длина шатуна не постоянны. Маслонасосный агрегат балочного типа.
Изменяя закон изменения коэффициента крутящего момента насосного агрегата, усиливается эффект баланса и достигается цель энергосбережения. В основе конструкции лежит традиционная машина, а четырёхзвенный механизм (координатно-шатунно-кривошипный механизм) претерпел ключевые технологические изменения. В конструкции используется специальный изогнутый задний рычаг коромысла, а между коромыслом и балкой используется гибкая структура соединения, что позволяет получить особый четырёхзвенный механизм с длиной коромысла (заднего рычага коромысла) и длиной шатуна, изменяемой в зависимости от угла поворота кривошипа, а именно «четырёхзвенный механизм с переменными параметрами», который образует новый тип конструкции силовой передачи насосного агрегата, способный адаптироваться к реальным условиям эксплуатации при добыче нефти.
При работе машины она использует регулярные изменения эффективной длины заднего рычага своей балки для достижения рабочего состояния с большим уравновешивающим моментом при большой нагрузке и малым уравновешивающим моментом при малой нагрузке, тем самым усиливая эффект уравновешивания насосного агрегата и реализуя цель экономии энергии.
5. Машина для перекачки нефти штангового типа с нижним смещением:
Главной особенностью является использование наклонной вниз штанги для балансировки и снижения пикового крутящего момента насосного агрегата, что позволяет разумно подбирать положение и вес наклонной вниз штанги в соответствии с условиями скважины, сохраняя при этом все преимущества обычных насосных агрегатов балочного типа, демонстрируя хороший эффект балансировки и надежную работу.
6. Машина насосная балочная для перекачки нефти с регулировкой диаметра и крутящего момента
Балка смещена и сбалансирована, а конструкция инновационна. Регулировка проста и удобна. Когда голова осла мертва, противовес находится близко к земле. В противовес легко добавлять или убирать небольшие и средние балансировочные блоки.
Балансировка хорошая, и она точно отрегулирована для пикового положения груза. Блокировка ходовой балки и кронштейна во время регулировки хода изменила ситуацию с низким уровнем безопасности и трудоёмкостью операций регулировки хода, которые раньше были связаны с необходимостью использования вспомогательных операций, таких как краны. Малые и средние машины имеют заднюю компоновку, а основные рамы — переднюю.
7. Маятниковая штанговая насосная машина балочного типа:
Маятниковый штанговый насосный агрегат с балансирным механизмом представляет собой новый тип энергосберегающего оборудования, и уже сформирована серия. Этот энергосберегающий насосный агрегат представляет собой новую конструкцию, в которой кривошипно-маятниковый шток используется для привода кулисного механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение. Маятниковый шток регулирует крутящий момент в соответствии с изменением величины нагрузки в верхней и нижней точке подвеса, обеспечивая оптимальный рабочий крутящий момент редуктора и достигая эффекта экономии энергии примерно на 50% по сравнению с вышестоящим балансирным насосным агрегатом. Это насосный агрегат с широкими перспективами развития. Имеет следующие характеристики:
(1) Вся машина работает плавно и бесшумно.
(2) Соответствующий редуктор имеет небольшие размеры, а крутящий момент примерно на 50% меньше, чем у станка-качалки.
(3) Энергосберегающий эффект значителен, а потребление энергии может быть снижено примерно на 50% по сравнению с балочной качалкой.
(4) Установленная мощность двигателя невелика, и мощность может быть снижена примерно на 50%.
(5) Простота установки, удобство использования и обслуживания, особенно регулировки хода.
8. Частичный насосный агрегат балки колеса:
Нефтеперекачивающий агрегат разработан на основе противофазного качающегося агрегата. В хвостовой части качалки установлено косозубое колесо, а шестизвенный механизм образован с косозубым колесом в качестве центра. Изменение закона изменения нагрузки на точку подвеса, длины эквивалентного заднего рычага и угла наклона кривошипа обеспечивает плавный крутящий момент редуктора. Агрегат подходит как для обычных, так и для специальных нефтяных скважин. По сравнению с традиционными моделями, он обладает малыми толчковыми нагрузками подвески и малой максимальной линейной скоростью.
9. Гидравлический насосный агрегат:
Гидравлический станок-качалка – это новое поколение насосного оборудования, разработанное и изготовленное на базе традиционных станков-качалок. Он не только сохраняет преимущества традиционных станков, но и обладает такими характеристиками, как регулируемые рабочие параметры, энергосбережение и высокая эффективность системы. Это новый тип энергосберегающего насосного агрегата.
Ⅴ. Как следует проверять насосный агрегат после его запуска?
Метод проверки — «"Слушай, смотри и модели».
Слушайте: Прислушайтесь, является ли звук вращения каждой части насосного агрегата нормальным, а также нет ли звуков касания или зависания.
Внешний вид: Осмотрите соединительные элементы насосного агрегата. В частности, проверьте, не ослаблены ли или не выпадают ли цапфа кривошипа и балансирный блок, нет ли утечек масла из редуктора, в норме ли противодавление и давление в муфте, нет ли утечек масла из устья скважины, не ослаблен ли квадратный зажим, не перекручена ли подвеска троса, сбалансирована ли трёхфазная сеть.