Станки-качалки с дифференциальным кривошипным преобразующим механизмом

Данные станки применяют в основном в системе привода штангового скважинного насоса. Такие станки являются более надежными, эффективными и стабильными, в отличии от гидравлических, цепных и тд. Однако это не говорит о том, что устройство работает без единого сбоя в течении всего срока эксплуатации, такие детали как шатуны, балансеры, траверсы, головки балансера – иногда отказывают, и требуют дорогостоящего ремонта, который в свою очередь ведет к убыточному простою скважины. По этой причине, нефтедобывающим предприятиям, на которых используются штанговые насосы, важно поддерживать надежную и безотказную работу приводов, так как это продлит межремонтное время и сократит расходы на эксплуатацию.

В связи с этим, что бы преобразовать вращательное движения, осуществляемые выходным валом редуктора непосредственно в возвратно-поступательные движения, выполняемых подвеской устьевого штока в данных станках применяют дифференциальные кривошипные преобразующие механизмы. Такие механизмы обеспечивают возвратно-поступательное движение вертикально-прямолинейного направления натяжного шкива на ведущем кривошипе, затем движение передается подвеске устьевого штока при помощи встроенных в перекладину направляющих шипов. Насосы для перекачки нефти с таким станком работают крайне эффективно.

Дифференциальный преобразующий механизм в данных станках характерен тем, что кривошипы связаны между собой планетарной цилиндрической передачей внешнего зацепления, и находятся на одной из сторон редуктора. Планетарная цилиндрическая передача находится в центральном кривошипе, а точнее – в его корпусе. Такие передачи выпускаются с равными радиусами, а вращательные движения направлены во все стороны. Сальниковый шток имеет такую же скорость и ускорение, как при использовании дифференциального механизма, так и при применении балансирного механизма в скважинах, в которых используются насосы для добычи нефти.

Учитывая факт того, что с позиции скважин стабильно присутствует тяговое усилие, которое направленно вверх, а значит, присутствует и в центральном кривошипе (а еще точнее – на натяжном шкиве), кривошипы располагаются на двух опорах, относительно редуктора – одна их которых выходной вал редуктора, а вторая – натяжной шкив кривошипа. Суть такой установки нанасосные штанги, а точнее, ее полезность, заключает в том, что кривошипы расположены таким образом, что их масса, в совокупности с массой ведущего кривошипа, а точнее, с массой противовесов, расположенных на ведущем кривошипе, дают отличное тяговое усилие в подвеске устьевого штока. При этом радиальное усилие, которое предается выходному валу редуктора, достаточно невелико.

Стенка дифференциального станка подвергается воздействию только усилие вертикального направления. Таким образом, станок устойчив во время работы, при этом, в случае таких неисправностей как обрыв или зависание штока, обрыв каната, устойчивость станка не теряется, а угрозы повреждения всей конструкции исключена, так как нагрузка на стойку отсутствует. В случае, если штанговые глубинные насосы по той или иной причине заклинивают, нагрузка на стойке увеличивается, однако на нее все еще действует вертикальное усилие, благодаря чему конструкция не теряет устойчивость. Что бы канат не слетал со шкивов, устанавливают специальные ограждения.

Дифференциальные станки имеют нерегулируемую длину хода. Частота качаний регулируется при замене шкивов в электродвигателе. Четыре радиуса кривошипов составляют длину хода. Так, к примеру, если длина радиуса кривошипа равняется 50 см, то длина хода будет равняться двум метрам. Стоит помнить, что для того, что бы получить длину хода в пять метров на балансирном станке-качалке, необходимо использовать балансир, плечи которого соотносятся друг к другу близко к двум. Однако это имеет свои последствия, так как тяговое усилие увеличивается пропорционально соотношению плеч, и влияет непосредственно на опоры, траверсы и скважинные шатуны. Также может наблюдаться увеличение знакопеременных усилий, влияющих на стойку, вследствие чего размер головки балансира становится непропорционально большим, что в свою очередь приводит к проблемам с балансиром, из-за возросшего изгибающего момента. В отличии от балансирных станков-качалок, дифференциальные в свою очередь не оснащены такими слабыми деталями конструкции, типа шатунов, траверсов, поворотных головок и опорных узлов. Их заменяют более качественным натяжным шкивом, функционирующем на ведущем кривошипе, перекладиной, с относительно короткими плечами с направляющими шкивами. Динамические характеристики таких станков имеют в разы лучшие показатели, так как вращение кривошипов имеет встречный характер, отсутствует дисбаланс равновесия масс, в отличие от балансирных станков. К тому же, на конструкцию не влияет знакопеременное усилие, направленное горизонтально, станок обеспечивает лучшим центрированием по отношению к устью скважины, так как вместо головки с балансиром конструкция оснащена специальной, неподвижной перекладиной, на которой установлен направляющий шкив.

Применение:

Использование данного дифференциального станка-качалки несомненно позволяет:

  • повысит качество работы станков в нефтяной промышленности,
  • существенно снизит затраты на эксплуатацию,
  • продлит период между ремонтом скважин,
  • повысит их отдачу,
  • минимизирует динамические усилия во время работы станка,
  • гарантирует высокое центрирование устья скважины;
  • большая длина ода
  • большие тяговые усилия

Вывод:

Станок-качалка с дифференциальным кривошипным преобразующим механизмом, прежде всего прогрессивная и надежная конструкция, в сравнении с остальными. На сегодняшний день в ней используются последние разработки дифференциального преобразующего механизма, с тяговым усилением до 60 кН, возможны длины хода 2.1:2.5\3.0 метра, также существуют различные вариации конструкции таких станков на условиях заказчика.