§ 3. Оборудование штанговых насосных установок

С танк и- качалки — механизмы, преобразовывающие вра­щательные движения вала электродвигателя в возвратно-посту­пательное движение штанг с плунжером и воспринимающие нагрузки в процессе откачки жидкости. Они отличаются по грузоподъемности, по конструкции привода, типу уравновеши­вания (роторное или балансирное), диапазону длин хода штока и числу качаний. В табл. VIII. 1 приведены характеристики не­которых балансирных станков-качалок.

Шифр станка означает: первая цифра — исполнение; буквы — станок-качалка; первые цифры после букв — грузо­подъемность в тоннах; далее— максимальная длина хода штока в метрах и наибольший крутящий момент на валу редуктора.

Длину хода устьевого штока изменяют путем сдвига места крепления шатуна с кривошипом. Число качаний балансира за­висит от увеличения или уменьшения диаметра шкива на элек­тродвигателе. На промыслах применяют насосы различных раз­меров и конструкций. Наиболее широко распространены насосы двух видов — невставные (трубные) и вставные.

Основные^.особенности их состоят в следующем.

Цилиндр н е в с т а в н ы х насосов спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах, а клапаны и плунжер на

Таблица VIII.1

Характеристика отечественных станков-качалок

Шифр станка-качалки ■*

Номинальная длина хода штока, м

Число качаний балансира в минуту

Масса, кг

Базовые модели

1 СК1,5-0,42-100 3 СКЗ-0,75-400 | 5 СК6-1,5-1600 ! 7 СК12-2.5-400 9 СК20-4,2-1200	0,3; 0,35; 0,42 0,3; 0,52; 0,75 0,6; 0,9; 1,2; 1,5 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,5 2,5; 2,8; 3,15; 3,5; 3,85; 4,2	5-5-5-5-5-	-15 -15 -15 -12 -10	1 050 2 550 6 000 14000 20 000
	Модифицированные модели
1 СК 1-0,6-100 3 СК2-1,05-400 5 СК4-2,1-1600 7 СК12-2,5-6000 9 СК15-6-12 000	0,4; 0,5; 0,6 0,42; 0,75; 1,05 0,84; 1,26; 1,68; 2,1 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,5 3,55; 4; 4,5; 5; 5,5; 6	5-5- г* О— 5-5-	-15 -15 -15 -12 -10	1 050 2 550 6 050 16 200 34 000

штангах. Для извлечения цилиндра необходим подъем всего оборудования (штанг с клапанами и плунжером и насосных труб).

Цилиндр 2 в сборе с плунжером и клапанами вставных насосов спускают на штангах. Подъем их осуществляется на колонне насосных штанг (трубы остаются на месте).

На рис. VIII.2 показаны схемы невставных насосов. В верх­ней части плунжера 3 устанавливается нагнетательный клапан /. Конус всасывающего клапана 6 плотно входит в седло 7. К кор­пусу этого клапана присоединен захватный шток 4 с ловителем 5, которые предусмотрены для подъема всасывающего клапана на поверхность (для ремонта или смены насоса НСН-2).

На рис. VIII.3 показана схема вставного насоса типа НСВ. Эти насосы в принципе устроены так же, как и трубные. В от­личие от последних они имеют дополнительные детали, позво­ляющие герметизировать насос в трубах 2 после спуска в сква­жину. При этом насос садится конусом 3 на седло 4. Лепестки пружины 5, закрепленные на кожухе Р, упираются в буртики 6. Пружины не дают насосу подняться с седла 4 замковой опоры под влиянием сил трения при движении плунжера 8 вверх. Во время смены насоса плунжер поднимается до упора и на штангах / вся сборка извлекается из посадочного седла 4. Пружины 5 соскальзывают с буртиков 6_У пропуская насос вверх. При этом жидкость из насосных труб сливается в скважину.

Поскольку во вставном насосе (см. рис. VIII.3) через трубы 2 данного диаметра пропускается не только плунжер S, но и

Рис. VII 1:2. Схемы невставных на-

а — двухклапанного типа НСН-1; б — трехклапанного типа НСН-2

Рис. VII 1.3. Схема вставного насоса

нсв

цилиндр 7 вместе с конусом 3, то диаметр плунжера этого на­соса должен быть намного меньше диаметра невставного на­соса. Насосы НСН-1 и НСВ имеют номинальный диаметр ци­линдров от 28 до 68 мм, а насосы НСН-2 — от 28 до 93 мм. За­зоры между плунжером и цилиндром (по диаметру) составляют от 20 до 70 мкм (тугая посадка), от 70 до 120 мкм (средняя посадка) и от 120 до 170 мкм (свободная посадка). Для от­качки высоковязких нефтей применяют насосы со свободной посадкой.

Штанги^—стержни круглого сечения длиной от 1 до 8 м, диаметрами 16, 19, 22 и 25 мм с утолщенными головками квадратного сечения на концах. Соединяются они с помощью муфт. Так как штанги эксплуатируются под воздействием зна­чительных переменных нагрузок в коррозионной среде, изго­тавливают их из* высокопрочных сталей с термообработкой и с применением методов поверхностного упрочнения.

Рис. VII 1.4. Оборудование устья скважины:

/ — колонный фланец; 2 — планшайба; 3 — трубы; 4 — опорная муфта; 5 — трой­ник; 6 — корпус сальника; 7 — полиро­ванный шток; 8 — головка сальника; 9 — сальниковая набивка

Рис. VII 1.5. Кандтная подвеска для штанг:

/ — клиновой зажим; 2 — вкладыш; 3 — подъемный винт; 4 — нажимная гайка; 5 — зажимная втулка; 6 — клиновой за­хват; 7 — канат; 8 — верхняя траверса; 9 — втулка; 10 — нижняя траверса

Оборудование устья (рис. VIII.4) служит для под­вески труб 3 на планшайбе 2 и отвода продукции из скважины

через тройник 5.

Канатная подвеска (рис. VIII.5), предназначенная для при­соединения штанг к головке балансира, состоит из нижней 10 и верхней 8 траверс. В нижнюю траверсу вварены две втулки (опоры верхней траверсы), в которых заделаны с помощью зажимов / концы каната 7. Между траверсами расположены два винта <?, при помощи которых верхнюю траверсу можно приподнять над нижней. Это необходимо во время установки динамографа.