Станками-качалками

1. Краткая технологическая характеристика объекта

Станок-качалка- это индивидуальный балансирный механический привод штангового скважного насоса, применяется в умеренном и холодном макроклиматических районах.

Глубинный насос по принципу действия представляет собой обыкновенный плунжерный насос одинарного действия с проходным плунжером. Плунжер глубинного насоса, спущенного в скважину посредством колонны штанг, соединяется с головкой балансира станка, который при помощи шатуна и кривошипа качается вокруг точки опоры. Добыча жидкости производится путем хода плунжера насоса вверх-вниз.

Станки-качалки: СК-2-0,6-250 до СК-20-4,5-1250. С наибольшей нагрузкой: от 2 до 20 кН. С длиной хода штока: 0,3-6 м. С числом качаний от 4-15/мин.

2. Требования к электроприводу объекта, выбор типа электропривода и мощности приводного электродвигателя

Требования:

1.для установления оптимального отбора жидкости из скважины таким образом, чтобы отбор был бы равен притоку жидкости к скважине;

2.поддержание установившегося отбора по мере увеличения утечек в плунжерном насосе;

3.необходимость плавного увеличения числа качаний после пуска СК в скважинах с большим содержанием песка в добываемой жидкости.

Регулируемый привод в принципе может быть реализован в следующем:

1. Частотным регулиров-м АД или СД.

2. Асинхронным вентильным каскадом.

3. Двигателем постоянного тока с управляемым выпрямителем.

1. Многоскоростным АД.

2. СД с многоступенчатой КПП.

Электропривод по системе тиристорный преобразователь (ТПЧ) – асинхронный двигатель имеет следующие особенности: высокое быстродействие; простота конструкции и высокая надежность; малые расходы на эксплуатацию; малые габариты, масса, блочная компановка позволяют сократить требуемые производительные площади и уменьшить капитальные затраты; возможность комплектования средствами вычислительной техники.

Недостатки тиристорного электропривода:

-при глубоком регулировании частоты вращения двигателя низкий коэффициент мощности;

-искажение напряжения сети, вносимое работой преобразователя;

-повышенный уровень излучаемых радиопомех;

-высокая стоимость.

При выборе типа электродвигателя необходимо учесть, что АД менее требовательный к условиям эксплуатации, чем двигатель постоянного тока, а станки-качалки работают под открытым небом.

Циклический режим работы затрудняет аналитическое определение мощности двигателя станка-качалки. Потребляемая мощность, в первую очередь, определяется производительностью и напором плунжерного насоса и во многом зависит от конструкции скважин, сил трения штанг о трубы, жидкости о трубы, числа качаний насоса, искривленности ствола скважин и т.д. Все это не позволяет дать аналитических выражений для определения потребляемой мощности. В таких случаях необходимо строить нагрузочные диаграммы за цикл качаний при заданном режиме работы и по формулам эквивалентного момента или мощности определить потребную мощность двигателя. Эта процедура расчета является трудоемкой и используется в проектных и исследовательских работах.

На практике, для того, чтобы определить мощность электродвигателя для привода станка-качалки, необходимо знать подачу насоса и глубину его подвески, а также некоторые параметры насоса и станка.

Существует несколько формул для определения мощности. Например, формула Плюща и Саркисяна, которая дает достаточно хорошие результаты при выборе двигателя для станков-качалок нормального ряда:

Pэ= (K1+K2GS)n

hn

G- масса столба жидкости над плунжером, определяемая полной площадью плунжера и высотой подачи жидкости, кг;

S- длина хода устьевого штока, м;

n- число качаний в 1 мин.;

hn- к.п.д. передачи от вала электродвигателя к валу кривошипа, которым учитываются потери в редукторе и клиноременной передаче;

К1- к-т, зависящий от типа станка-качалки;

К2- к-т, значение которого может быть найдено для насосов, диаметром 28-120 мм:

Для привода станков-качалок в последние годы наиболее часто применяют короткозамкнутый асинхронный двигатель в закрытом обдуваемом исполнении (380В).

Т.к. двигатели с синхронной частотой вращения 1500об/мин имеют более высокие номинальные к.п.д. и cosj и меньшую массу, чем двигатели с меньшей синхронной частотой вращения, то им отдают предпочтение. Лишь при малых частотах качания (<8 в мин) станка-качалки, когда при минимальном диаметре шкива двигателя и нормальном редукторе не обеспечивается нужная частота качаний, применяют двигатели на 1000 об/мин

ЭЦН

1. Краткая технологическая характеристика объекта

Значительную часть добываемой нефти получают из скважин, оборудованных установками для механизированной добычи нефти, которую осущ-ют насосным и компрессорным способами.

Насосная эксплуатация возможна при помощи как штанговых плунжерных насосв, так и бесштанговых погружных центробежных электронасосов.

Область применения того или другого способа опред-ся сочетанием суточной произ-ти скважины Q и глубины подвески насоса Нп.

Бесштанговые погружные насосы исп-ся на скважинах при Q=400-500 м^3/сут или при Q=40-300 м^3/сут и Нп=400-2800м.

Бесштанговая насосная установка состоит: погружной центробежный насос и электродвигатель, подвешенные в скважине на насосных трубах, питающих кабель, трансформатор и станция упр-я. В колонне труб выше насоса устан-ся обратный клапан, удерживающий жидкость при остановке насоса, а также сливной клапан для слива жидкости при подъеме насоса.

Погружной насос имеет большое число ступеней, каждая из которых состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата, собранных на валу и вставляемых в корпус. Серийно выпускаются насосы ЭЦН 30 типоразмеров с подачей 40-500 м^3/сут и напором 445-1480м.

2. Требования к электроприводу объекта, выбор типа электропривода и мощности приводного электродвигателя

Требования:

- продолжительный режим работы с постоянной нагрузкой;

- возможность регулирования прозвод-ти ЭЦН с целью поддержания постоянного динамического уровня жидкости в скважине.

Регулирование производ-ти ЭЦН может быть осущ-но:

1. При нерегулир-м приводе- включением и отключением ПЭД на определенные промежутки времени в зависимости от скорости притока жидкости к скважине.

2. При регулир-м приводе- изменением частоты вращения вала ПЭД.

Поскольку в кач-ве ПЭД исп-ют только АД с к.р., то регулируемый привод осущ-ся системой ТПЧ-АД.

Мощность насоса опр-ся из условия:

Рнас=Q*H*r*9,81/10^-3/hнас, где

Q- подача напора;

Н- напор, развиваемый насосом;

r- плотность жидкости;

hнас- КПД насоса.

Величины Q и Н опред-ся точкой пересечения QH- характеристик скважины и насоса. Выбрав насос, выбирают соот-й данному типу насоса ПЭД.

Дата добавления: 2015-07-08