Лекция №15. Штангалық сораптық қондырғымен жабдықталған ұңғымаларды зерттеу. Ұңғыманы батырылмалы ортадан тепкіш электрсораптармен пайдалану.

Штангалы ұңғымалы сораптық қондырғыны зерттеу – ағып кетуді зерттеу және индикаторлық қисықты тұрғызу, сонымен бірге сораптың өзінің жұмысын талдау және жіберу коэффицентінің төмен болу себептерін анықтау үшін қажет.

ШҰСҚ сұйықтың алыну режимін өзгерту – жылтылдатылған шток жүрісін S өзгерту, ол кривошиптегі шатун саусағын ауыстыру арқылы іске асады немесе тербеліс санын n өзгерту арқылы, ол электроқозғалтқыш валындағы шкивті ауыстыру арқылы іске асады.

Сонымен қатар, сұйықтың алынуын (отбор) сорап өлшемін ауыстыру арқылы өзгертуге болады, бұл күрделі операция, себебі ұңғымада түсіру-көтеру жұмыстарын жасауды талап етеді.

Айдап шығарудың әр режимі үшін ұңғымадағы қалыптасқан режимдегі жұмысы кезінде, тура немесе жанама әдіс арқылы түптік қысымды өлшейді, ол шығымның стабилизациясы (тұрақтануы) бойынша анықталады.

Түптік қысымды тура өлшеу – диаметрі 22-25 мм кішкене габаритті ұңғымалық манометрімен іске асады. Манометр сағадағы СКҚ эксцентрлік алқасы бойынша, планшайба тесігі (отверстие) арқылы болат сыммен, ұңғымадағы құбыраралық кеңістікке түсіріледі. Мұндай тәсілмен өлшенген түптік қысым ең дұрыс.

Терең майысқан ұңғыларда және де құбыраралық кеңістікте саңылаудың кішкене болуы кезінде, өлшеу үшін лифттік ұңғымалық манометрді қолданылады, ол ШҰС қабылдауындағы құбыршаға ілініп, ұңғымаға СКҚ бірге түсіріледі.

Лифттік манометрлердің көптәуліктік зауыты бар сағат механизмі болады, шығым режимінің үш-төрт есе өзгеру процесінде, аспаптың түсу тереңдігінде, қысымның манометрді пайдалану, жеткілікті сенімді зерттеу нәтижелерін алуға мүмкіндік береді. Бұл әдіс түсіру-көтеру операцияларын іске асыру қажеттілігімен байланысты.

Сондықтан, бұл өлшеуді ұңғымадағы кезекті жөндеу жұмыстары кезінде немесе сорапты кезекті ауыстыру кезінде жүзеге асырады.

Ұңғыманы зерттеудің жанама әдістеріне – құбыраралық кеңістіктегі сұйықтың динамикалық деңгейінің тереңдігін өлшеу жатады, ол арнайы аспап – эхолот көмегімен жүргізіледі.

Эхолот – қолмен тасымалданатын аспап, кішкентай жәшік-қорапта жиналған. Дыбыс импульсын жасау үшін және шағылысқан сигналдарды ұстау үшін құбыраралық кеңістіктің фланец ысырмасына жалғасқан арнайы қысқа құбырша болады, және аз қуатты оқ дәрілі зарядпен атуды шығаратын ударнигі болады. Сонымен қатар, оның кварцты сезімтал микрофоны бар. Эхолоттың кейбір конструкцияларында микрофонның орнына термофонды қолданылады. Микрофон дыбыс сигналдарын күшейткешке келіп түсетін, электросигналдарға айналдырады.

Қазіргі эхолоттарда бөгеттерді сөндіру және өлшенетін сигналдарды айқындау үшін үшканалды фильтры бар электронды күшейткіш пайдаланылады. Күшейткіш тұрақты ток батареясынан қоректенеді. Күшейткіштің сезімталдығын реттегіш және қағаз лентаның тұрақты қозғалыс жылдамдығын қамтамасыз етуге арналған электрсозылыңқы механизмі болады. Үшпозициялы переключательді бұруымен орнатылатын, үш канал, жоғарғы муфтадан шағылысқан сигналдарды айқындау, үлкен тереңдіктегі муфталар сигналдарын айқындау, және үлкен тереңдік кезінде, сұйық деңгейінен сигналдың айқындалуын қамтамасыз етеді.

Кәсіптік практикада волномерді (толқын өлшеуіш) пайдалану қолданыс тапқан, ол сол эхолот болып табылады, бірақ дыбыс сигналдарының орнына құбыраралық кеңістікке газ қысымның импульсы жіберіледі. Бұл импульс – жоғары қысымды баллоннан, газды уақытша жіберу немесе құбыраралық ысырмаға бекітілген арнайы бөлгіш (отсекатель) көмегімен, құбыраралық кеңістіктен газды шығару арқылы жасалады.

Бөлгіштің бүйірінде бір немесе бірнеше тесігі бар, бір жағынан басып тасталған құбыршадан тұрады. Бұл тесіктер құбыршаның бетінде сырғанайтын тесіктері бар арнайы муфтамен жабылған. Осы муфтаның уақытша орын ауыстыруы кезінде, құбрша және муфтаның тесіктері уақыттың қысқа сәтінде бірігеді, және осылай, құбыраралық кеңістіктегі қысымға және муфтаның орын ауыстыру жылдамдығына тәуелді қысым импульсы жасалады.

ШҰСҚ динамометриясы

Жүріске байланысты жылтылдатылған штокқа түсетін күш диаграммасын түсіру – штангалы ұңғымалық сораптық қондырғының динамометриясы деп аталады және ол күш өлшеуіш тіркейтін аспап – динамометрмен іске асады.

Түсірілген динамограммалар теориялықпен салыстырылады, бұл жалпы қондырғының қалыпты жұмыстан ауытқуларын және ШҰС өзінің жұмыстағы ақауларын анықтауға мүмкіндік береді. Динамограмма, сонымен қатар, игеру режимін дәл анықтау және оны жақсарту мүмкіндіктерін жасауға береді.

Динамографтар механикалық, гидравликалық, электрлік, электромагниттік, тензометрлік және т.б. болып бөлінеді.

Ең тараған түрі гидравликалық динамограф, мұнда жылтылдатылған штокқа түсетін жүктеме, рычагты жүйе арқылы сұйықпен толтырылған камерадағы серпімді диафрагмаға беріледі. Камерадағы сұйық қысымы штоктың күшіне пропорционал, ал капилляр бойынша геликсті серіппеге беріледі.

Қысымды арттыру кезінде, геликсті серіппе бұрылады да, жылжымалы столик немесе барабанға бекітілген қағаз бланкіде, сызық сызатын қаламды бұрайды.

Столиктің орны ауыстыруы жылтылдатылған шток жүрісіне пропорционал. Осылай, шток күшіне пропорционал қаламның жылжуы – ордината осіне сәйкес, ал шток жүрісіне пропорционал столик жылжуы – абсцисса осіне сәйкес келеді.

ШҰСҚ стандартты жабдығы арқанды алқа траверсалар арасына динамографты орнату мүмкіндігін қамтиды. Столик немесе барабан қозғалтқыш механизмі, бау көмегімен қозғалмайтын нүкте – сағалық жабдықтың сальнигімен жалғасады.

Штоктың жоғары жүрісі кезінде, бау арнайы шкивтен тарқатылады, шкив осы кезде бірнеше айналымға бұрылады да, шынжырлы жүрісті винт айналып, столикті жылжытады. Осы мезгілде, спиральды қайтымды серіппе жүргізіледі.

Кері жүріс кезінде, столик бастапқы жағдайға, червяк және шкивті кері бағытта айналдыратын қайтымды серіппе көмегімен қайта келеді. Бұл кезде, бау шкивке оралып, керілген күйде қалады. Аспапқа үш әр түрлі диаметрлі ауыспалы шкив беріледі. Бұл үш әр түрлі жүріс масштабын алуға мүмкіндік береді.

Динамограмма және оның түсіндірмесі

Теориялық динамограмма – терең емес және газдың жоқ болу жағдайында, қалыпты істейтін штангалы қондырғының фактылық (пунктир сызығы) және сонымен бірге параллелограм (тұтас сызық) түрінде болады.

а нүктесі төменгі өлі нүктеге (т.ө.н.) сәйкес.

аб сызығы штанга және құбыр деформациясына сәйкес, штангалардың сұйық салмағынан түскен жүктемені қабылдау процесін көрсетеді.

Бұл т.ө.н. бастап, штоктың  шамасына орын ауыстыруы кезінде болады.

ав сызығы плунжердің пайдалы жүрісіне сәйкес, осы уақытта штоктың статикалық күші, штангалар және сұйық салмағына тең.

в нүктесі жоғарғы өлі нүктеге (ж.ө.н.) сәйкесі.

вга сызығы төменгі жүріске сәйкес, бұл кезде штанга және құбырлар деформацияланады, бірақ кері тәртіпте, себебі, айдау клапаны ашылады да, штангалар жүктемені жоғалтып, қысқарады, ал құбырлар (сору клапаны жабылады) оны қабылдап ұзарады.

Шын динамограмма әрқашан теориялықтан өзгешеленеді.

Пунктирдің бв сызығынан асуы, жүйе инструкциясымен және үйкеліспен байланысқан, қосымша жүктеменің пайда болуын білдіреді, және бұл пунктир сызығының төмен жүріс кезінде, га сызығына қатысты төмендеуін түсіндіреді.

15-сурет. Теориялық динамограмма (тұтас сызық), фактылықпен біріккен (пунктир сызығы), аз тереңдіктегі қалыпты жұмыс жасайтын штангалы сораптық қондырғылар.

Түсірілген динамограмманы зерттеу және оны теориялықпен салыстыру, ШҰСҚ жұмысындағы ақауларды және кемшіліктерді білуге мүмкіндік береді.

б және г нүктелерінің оңға жылжуы, (16-сур, а) сораптың айдау бөлігіндегі жіберулерді білдіреді, яғни күштің Р_ж с құбырдан штангаға ауысу процесі уақыт бойынша созылуы нәтижесінде болады. Айдау бөлігінен жіберу – плунжермен босатылатын цилиндр көлемін, ағылатын сұйықпен толуына әкеледі, және осылайша, плунжерге астынан тіреу жасайды. Айдау бөлігіндегі ағып кетулер неғұрлым көп болса, соғұрлым б және г нүктелерінің оңға жылжуы үлкен болады.

б және г нүктелерінің солға жылжуы (16-сур,б) қабылдау бөлігіндегі жіберулерді білдіреді. Қабылдау бөлігінде сұйықтың уақыттан бұрын ағып кетуі, плунжер астындағы тіреуді алып тастайды, және штангалар сұйық салмағын тезірек қабылдайды.

Газдың зиянды әсері (16-сур, в) динамограммада в нүктесінен аг сызығына бірқалыпты өтуі арқылы көрсетіледі, бұл плунжер астындағы цилиндрдегі газдың сығылуын білдіреді.

16-сурет.

Плунжердің сору клапанына соғылуы динамограммада т.ө.н. жанында, Р_ж төмен жүктеменің қысқа төмендеуі түрінде көрсетіледі (16-сур, г).

Салынбайтын сорап үшін плунжердің цилиндрден шығып кетуі, динамограммада в жоғары өлі нүктесі қасында, Р=Р_ш + Р_ж төмен, күштің күрт төмендеуі арқылы көрсетіледі (16-сур,д).

Салынатын сорап үшін, плунжердің цилиндр шектейтін гайкасына соғылуы, динамограммада в жоғарғы өлі нүктесінде шыңның пайда болуы арқылы көрсетіледі.

Динамограмманың мұндай түсіндірмесі, шектеулі жағдайда ғана мүмкін: терең емес, қатты штангалар, плунжердің кішкене диаметрі.

Тербелгіш жүктеменің пайда болуы кезінде, динамограмма бұрмаланады.

Бұл штангадағы тербелу процесімен қоздырылған жүктемені, қалыпты динамограммаға басу нәтижесі болып табылады, өз кезегінде бұл – штангалардың өзінің серпімді тербелістері және тербелмелі-станок жұмысымен қоздырылған, еріксіз тебелістер интерференциясы болып табылады.

Күрделі динамограммаларды талдау және түсіндіру, штанга бағанасының жоғары ұшында түсірілген динамограммадан (жылтылдатылған шток), штанга бағанасының қажеттілігімен байланысты.

ШҰСҚ жұмысын осылай, диагностикалау және тереңдік динамограммасын алу үшін, беттік динамограмманы күрделі аналитикалық өңдеу қолданылады. Бұл кезде, штанга бағанасының тербелісінен және оның серпімді деформациясынан құралатын күштерді есептеп, оны тереңдік динамограмманы құру кезінде алып тастайды.

Беттік динамограммада ТС жұмысының, шатунды-кривошипті механизмнің, редуктордың шпонкасы мен тістерінде барлық ақаулар көрініс табады, және осылай, штангалы ұңғымалы сораптық қондырғыларды динамометрлеу, жалпы қондырғының жұмысы туралы маңызды мәлімет береді.

15.2 ¦њѓымаларды батырмалы ортадан тепкіш электрсораптарымен пайдалану.

Батырмалы ортадан тепкіш электросораптары (БОЭС)- б±л кµпсатылы ортадан тепкіш сорап, оныњ бір блогында 120 дейін сатылар саны бар, ол арнайы конструкциялы батырмалы электроќозѓалтќыш кµмегімен айналысќа келеді. Электроќозѓалтќыш жер бетінен кµтеретін автотранспорт немесе барлыќ баќылау-µлшегіш жєне автоматика орналасќан басќару станциясы арќылы трансформатордан кабель бойынша электрэнергиясымен ќоректенеді.

БОЗС ±њѓымаѓа есептелген динамикалыќ дењгейге єдетте 150-300м тµмен т‰сіріледі.

С¦Йыќ СКЌ бойынша беріледі, оныњ сырт жаѓына арнайы белбеумен электрокабель бекітіледі. Сорапты агрегатта сораптыњ µзі мен электроќозѓалтќыш арасында аралыќ звено болады, ол протектор немесе гидроќорѓаныс деп атайды.

БОЭС ќондырѓысы (сурет-1) маймен толтырылѓан электроќозѓалтќыш БЭЌ 1; гидроќорѓаныс звеногсы немесе протектор 2; с±йыќты алу ‰шін сораптыњ ќабылдау тор 3; кµпсатылы ортадан тепкіш сорап БОЭС 4; СКЌ 5; блокталѓан ‰ш желілі электрокабель 6; кабельді СКЌ бекіту ‰шін белдік 7; саѓалыќ арматура 8; т‰сіру-кµтеру ж±мыстары кезінде жєне кабельдіњ кейбір ќорын саќтау ‰шін кабельді орауѓа арналѓан барабан 9; трансформатор немесе автотрансформатор 10; автоматикасы бар басќару станциясы 11 жєне компенсатор.

Сурет 1. Батырмалы ортадан тепкіш сорапты ќондырѓымен жабдыќталѓан ±њѓыманыњ жалпы с±лбасы.

Сорап, протектор жєне электроќозѓалтќыш б±рандалы шпилькамен байланысатын бµлек т‰йін болып табылады, ол барлыќ ќондырѓы жиналѓан кезде жапсырылады.

С±йыќ ‰лкен терењдіктен кµтеру ќажетті туѓанда БОЭС секциялары бір-бірімен байланысып, сатылардыњ жалпы саны 400 дейін жетеді.

Сораппен айдалѓан с±йыќ барлыќ дєрежеден µтіп, сораптан сыртќы гидравликалыќ ќарсылауѓа тењ тегеурінмен шыѓады.

Батырмалы ортадан тепкіш электросорабы ќондырѓысы бойынша жєне шыѓыны бойынша ж±мыс сипаттамасы кењ, ПІК-і жоѓары, с±йыќтыњ ‰лкен мµлщерін айдап шыѓару м‰мкіндігі жєне жµндеу аралыќ периоды ‰лкен.

Батырмалы ортадан тепкіш электросораптар екі негізгі топќа бµлінеді: жай жєне тозбайтын жасалѓан. Тозбайтын сораптар µнімінде, ќ±м жєне басќа механикалыќ ќоспаныњ кейбір мµлшері бар ±њѓыларѓа арналшѓан.

Кµлденењ µлшемі бойынша, барлыќ сораптар 3 шартты топќа бµлінеді: 5;5А жєне 6, б±л шегендеу ќ±бырыныњ дюймдаѓы номиналды диаметрін білдіреді.

4. топ корпустыњ сыртќы диаметрі 92 мм;

5А топ корпустыњ сыртќы диаметрі 108 мм;

4. топ корпустыњ сыртќы диаметрі 114 мм;

Сораптар валыныњ айналу жиілігі, электр желідегі айнымалы ток жиілігіне сєйкес.

БОЭС ќалыпты режим ж±мысы кезінде, жіберу жєне тегеуірін сияќты негізгі номиналдв параметрлер берілген.

Мысалы, ЭОС БА-360-600 сорабында 5А топты сорап жіберуі 360 м³\тєу жєне тегеуріні 600м білдіреді.

Сораптыњ барлыќ т‰рлерініњ (тегеуірін, жіберу), (ПЄК, жіберу), (т±тынатын ќуат, жіберу) ќисыќтар тєуелділіктері т‰рінде паспортты ж±мыс сипаттамасы болады. Паспорт сипаттамасы зауыт жаѓдайында таза суда, ±њѓыманыњ алдында цехта, сонымен ќатар ќондырѓыны жµндеуден кейін немесе оны ќайта ќ±растырудан кейін т‰сіріледі.

Батырмалы ортадан тепкіш электрсорап ќондырѓысын (БОЭСЌ) ќолдану, м±най ±њѓымаларын пайдалануѓа тікелей б±рѓылаудан кейін, жєне сонымен бірге м±най µндірудіњ фонтанды тєсілінен механикалыќ тєсілге ауыстыру кезінде енгізуге м‰мкіндік береді.

БОЭСЌ ќлдану пайдаланудыњ соњѓы сатысындаѓы кен орынды тиімді игеруге м‰мкіндік береді, б±л кезде жылдамдылыѓын ж±мыс режимі м±най µндіру кµлеміне елеулі єсер ететін шешуші доактардыњ бірі болып табылады.

Шыѓымы аз ±њѓымаларды пайдалану кезінде, єсіресе ќ±мшыѓаратын жєне кµлбеу ±њѓымаларда электродиадорагмалы сораптарды ќолдану ќарастырылады, олар электроэнергия шыѓынын ќысќартып, жµндеу аралыќ кезінде арттырады.

Игеру ±њѓыларыныњ µнімінде м±най, т±зды су, бос жєне еріген газ, агрессивті компененттер болады. М±ндай ортаны айдап шыѓару кезінде, БОЭС сипаттамасы т±тќырлыќ, газ ќ±рамдылыѓы жєне ќоспаныњ басќа физико-химиялыќ ќасиетіне байланысты µзгереді. БОЭС тањдаудыњ µњделген методикасы осы доакторлардыњ сорап сипаттамасына єсерін ескереді.

Кірістегі жоѓары газ ќ±рамдылыќ (75% дейін) кезінде, БОЭС ж±мысын ќамтамасыз ету ‰шін газ айырѓыштарды ќолданылады. Ењ тиімді газ айырѓыш ортадан тепкіш типі. Бірінші жаѓдайда, аѓын баѓыттайтын аппараттан тангенциалды баѓытќа аѓынныњ шыѓуы кезінде айналады, екінші жаѓдайда аѓын сораптыњ валында бекітілген арнайы ќ±рылѓыда айналады.

Орташа газ ќ±бырылымдыќ (45-50% дейін) кезінде, диспергаторды ќолданѓан тиімді, м±нда с±йыќ аѓынында газ кµпіршіктерініњ ±саќталуы ж‰реді.

Газ ќ±рамы жоѓары газс±йыќ ќоспасын айдау кезінде, сораптыњ аѓынды бµлігін “конусты” ќ±растыру ќолданылады-сыѓылу жєне газ фазасыныњ еруі салдарынан айдалатын орта аѓыны кµлемініњ азаюына сєйкес аѓын баѓытына сатыларды жіберудіњ оптималды кµлемі азаяды.