Безбалансірні верстати-гойдалки
Привідна частина безбалансирного верстата-качалки (див. рис. 7.35) включаючи редуктор та ж, що й у балансирного верстата-качалки. Конструкція кривошипа у безбалансірного верстата-гойдалки дещо інша -V-подібної форми, з кутом 30 °. Останнє покращує врівноваження верстата, знижує вагу контрвантажів. Вантажі розміщуються на кривошипі конструктивно так само, як і на кривошипі балансирного верстата-качалки. Над гирлом свердловини на похилій стійці розташований ролик, через який проходить гнучка підвіска, приєднана до траверси, яка, у свою чергу, з'єднана з шатунами. Нижня головка шатуна з'єднана з кривошипом. Місце під'єднання можна змінити для регулювання довжини ходу точки підвісу штанг так само, як і у балансирного верстата-качалки.
Безбалансірні верстати-качалки випушені з навантаженням на головку балансиру 30 і 60 кН. Довжина ходу від 0,45 до 5 м. Круті моменти на вихідному валу редуктора досягають 80 кН*м.
У шифрі верстатів-качалок (наприклад, СБМЗ-1,8-700) прийнято такі позначення: СБМ - верстат безбалансирний механічної дії; 3 - навантаження в точці підвісу штанг, транспортний засіб; 1,8 - довжина ходу, м; 700 - крутний момент, кгс * м.
Безбалансірні верстати-качалки мають менші металомісткість та габарити порівняно з балансирними. У них дещо краща характеристика руху точки підвісу штанг, при якій відхилення від гармонійного коливання менше, а отже, менше прискорення точки підвісу штанг та інерційні навантаження в установці. Проте недостатня надійність гнучкого зв'язку стримує використання цих установок.
У безбалансірному верстаті-качалці (рис. 7.35) шатун і балансир замінюються гнучким зв'язком [13]. Випробовувалася гнучка зв'язок різних конструкцій - ланцюги, гнучка металева стрічка, кілька клинових ременів,сталевий канат. Однак практично всі вони виявилися недовговічними, у зв'язку з чим були потрібні часті інерційні операції із заміни цих елементів. У зв'язку з цим безбалансні верстати-качалки останнім часом використовуються для пробної, короткочасної експлуатації свердловин. Зменшена маса безбалансних верстатів-качалок дозволяє зробити це обладнання мобільним. Прикладом таких конструкцій є пересувний привід типу ПКШП-80 (див. рис. 7.31).
Мал. 7.35. Схема безбалансирного верстата-гойдалки
1 -рама;2 -стійка;3- сальниковий шток;4- канатний шків;5— траверса та шатуни;6 -кривошипи; 7- редуктор;8- гальмо;9 -електродвигун;10— клинопасова передача
РЕДУКТОРИ МЕХАНІЧНИХ ПРИВОДІВ СВЕРДЛОВИХ ШТАНГОВИХ НАСОСНИХ УСТАНОВОК
Загальні технічні характеристики редукторів наведено у табл. 7.7.
Редуктор основний механізм верстата-качалки забезпечує зниження частоти обертання двигуна до необхідної на веденому валу. Основний показник редуктора крутний момент на вихідному валу та передавальне число.
Загальні передавальні числа всіх редукторів типу Ц2НС однакові, рівні 37946 типу Ц2НШ-730А-40 типу Ц2НШ-750А-37,18. У всіх редукторах вперше стала застосовуватись зубчаста передача на основі зачеплення М.Л. Новікова. Редуктор типу Ц2НС має у швидкохідному ступені роздвоєний шеврон, у тихохідному — косозубу передачу. Опори провідного валу - роликопідшипники з циліндричними роликами, опори проміжного та веденого валів - конічні роликопідшипники (рис. 7.36).
Мал. 7.36. Редуктор Ц2НС-750 верстата-качалки 7СК12
Мал. 7.37. Редуктор типу Ц2НШ-730А
Редуктортипу Ц2НШ (рис. 7.37) випускається за галузевим стандартом 26-02-1200-75 та технічними умовами ТУ 26-16-5-76. На відміну від попереднього типу тихохідний ступінь виконаний шевронним з канавкою. Провідний і провідний вали встановлені на радіальних роликопідшипниках з короткими однорядними циліндричними роликами, а ведений вал - на сферичних дворядних роликопідшипниках. Мастило зубчастих зачеплень - картерна, зануренням коліс. Змащення опор швидкохідного валу - картерна, розбризкуванням, опор проміжного та веденого валів - примусово картерна.
Крім відмінностей у редукторах верстати-качалки типів 6СК4-3-2500 та 6СК6-2,1-2500 відрізняються від верстатів-качалок типів (1СК4-3-2500Ш та 6СК6-2,1-2500Ш конструкцією рам, траверс, стійок, огорож, діаметрами шківа редуктора та гальмівного шківа, а також діаметрами приєднувальних отворів кривошипу.
Верстати-качалки типів 7CKI2-2,5-4000 та 7СК8-3,5-4000 за своєю кінематикою та конструкцією аналогічні верстату-качалці СКНЮ-3315 за ГОСТ 5866-56, але відрізняються від нього більш раціональними параметрами та вдосконаленими вузлами.
На кожному верстаті-качалці може бути отримано до 54 варіантів значень частоти хитання гирлового штока, що дозволяє і залежно від умов експлуатації вибрати оптимальний режим при мінімальному споживанні електроенергії. Це досягається за рахунок:
- Можливості зміни передавального числа редуктора (є три варіанти);
- установки до 13 виконань двигунів за частотою обертання та потужності;
- двох змінних шківів на швидкохідному валу редуктора і трьох - на валу двигуна.
Головна особливість верстатів-качалок СКР полягає у застосуванні в них сучасних триступеневих редукторів типу ЦЗНК див. рис. 7.38. Редуктор відповідає ТУ2-ІБГУ-03-93. Уконструкціях редукторів ЦЗНК підприємство постаралося максимально втілити пропозиції експлуатаційників-нафтовиків та вимоги стандарту API (Американського нафтового інституту).
Основні переваги та особливості редуктора такі:
1. Передавальні числа можуть змінюватися, становлячи 63, 90 і 125, що дозволяє знизити частоту коливань балансира до 1,7 за хвилину.
2. Можливість зміни передавального числа шляхом заміни зубчастої пари вхідного ступеня використанням комплекту зубчастих пар, що здійснюється досить швидко і дозволяє на працюючому верстаті-качалці встановлювати необхідну кількість хитань в залежності від поточного дебіту свердловини
3. Застосування замість шевронної зубчастої передачі трудомісткої у виготовленні та ремонті, термополіпшеної велико-дульної косозубої передачі з наполегливими кільцями, захищеної українським патентом, в якій використовується зчеплення Новікова з патентованим у США вихідним контуром, що має більш високу навантажувальну здатність.
4. Відомий вал у редукторах з номінальним моментом до16кН*м монтується на підшипниках кочення, що відображається і шифром буквою «К», наприклад, ЦЗНК-355К. У потужніших редукторах ведений вал може монтуватися на 4 опорах для більш рівномірного розподілу навантаження. Як опори застосовані підшипники ковзання, більш дешеві, прості при складанні-розбиранні та надійні в експлуатації. Такі редуктори одержують у шифрі букву «З», наприклад, ЦЗНК-450С. Змащування цих підшипників здійснюється обертанням коліс каналами в площині роз'єму підшипників. На інших валах застосовані стандартні підшипники кочення, що змащуються барботажним способом. Для розвантаження підшипників від осьового навантаження у вихідний та проміжній передачах введені завзяті гребені.
Дляверстатів-качалок з одноплечим балансиром типу Mark II редуктори мають збільшений діаметр вихідних валів, встановлених на підшипниках кочення.
Мал. 7.38. Редуктор типу ЦЗНК
5. Маса редукторів ЦЗНК за рівних навантажувальних характеристик до 25—30% менша порівняно з редукторами Ц2НШ.
6. Можливість застосування електродвигунів з меншою потужністю, ніж у верстатах-гойдалках типу СК, дозволяє знизити споживання електроенергії.
У верстатах-гойдалках застосовуються такі редуктори:
СКРЗ-1,2ЦЗНК-280 (Мкр = 7,1 кНм;i= 127,32; 89,33; 62,19);
СКР4-2,1 ЦЗНК-355 (Мкр = 16,0 кНм;i= 127,32; 89,30; 66,53);
СКР5-3 ЦЗНК-450 (Мкр = 31,5 кНм;i= 123,21; 90,36; 61,61);
СКР6-2,1 ЦЗНК-450 (Мкр = 31,5 кНм;i= 123,21; 90,36; 61,61);
СКР8-3 ЦЗНК-500 (Мкр = 56,0 кНм;i= 123,24; 86,46; 64,40);
СКР12-3 ЦЗНК-500 (Мкр = 56,0 кНм;i= 123,24; 86,46; 64,40).
Приєднувальні розміри вихідних кінців валів редукторів ЦЗНК ідентичні кінцям валів редукторів, що застосовуються, що дозволяє використовувати їх в діючих верстатах-гойдалках без істотних переробок лише з невеликими змінами кріплення редуктора і гальма до рами.
Передавальні числа формуються, як показано у таблиці 7.13