Верстати-качалки з одноплечним балансиром
У зв'язку з появою на промислах великої кількості зарубіжного обладнання можна зустріти верстати-гойдалки з одноплечним балансиром типу МАРК фірми "Lufkin" (США), а також вітчизняних виробників (привід ПШГНО 6-2,5, Уралтрансмаш, м. Єкатеринбург) (мал. 5.6). Особливістю таких приводів є використання кінематичної схеми з одноплечним балансиром. Подібне виконання верстатів-качалок обумовлено низкою причин. Так, ці верстати-качалки мають сприятливіший закон руху точки підвісу штанг, що дозволяє дещо зменшити динамічні навантаження на штангову колону. Якщо порівняти два верстати-качалки з однаковими довжинами та співвідношеннями кінематичних ланок, один з яких звичайний верстат-гойдалка, а другий - з одноплечним балансиром, то у останнього максимальні навантаження в точці підвісу штанг будуть дещо меншими (близько 8-10 %, за даними [2]). Одноплечний верстат-гойдалка має також пологішу криву швидкості точки підвісу штанг, що дозволяє істотно (близько 35 %) знизити амплітуду коливань штанг, а отже, і їх динамічне навантаження і тим самим збільшити термін роботи штангової колони. Розглянемо останній висновок докладніше.
Відомо, що внаслідок пружних деформацій штанг і труб, після початку руху точки підвісу штанг вгору, плун-
жер залишається нерухомим щодо циліндра. Після того, як відбудеться витяжка штанг і скорочення труб, рух від ТПШ передається плунжеру, причому за цей час ТПШ встигає набрати певну швидкість. У результаті плунжер різко стругується з місця і навантажується стовпом рідини в трубах як імпульсу сили, тобто. виникають про
Зовнішні вільні коливання системи штангова колона - стовп рідини. У верстатів-качалок з одноплечнимбалансиром у порівнянні зі звичайними верстатами-гойдалками ТПШ в момент страгування плунжера встигає набрати меншу швидкість, що, як уже вказувалося, дозволяє суттєво знизити амплітуду коливань штанг та зменшити їх динамічне навантаження.
Цікаво відзначити, що у подібних верстатів-качалок напрямок обертання кривошипа зворотний, тобто. проти годинникової стрілки (вустя зліва), що також дозволяє дещо зменшити динамічні навантаження.
Іншим достоїнством подібних верстатів-качалок є їх компактність, а отже, і менша вага, в результаті чого їх застосування краще при великих навантаженнях на полірований шток.
Однак вони мають недоліки, що перешкоджають їх широкому поширенню. Це, насамперед, їх мала бічна стійкість, тобто. велика висота при малій ширині. У подібних верстатів-качалок кривошипи з вантажами знаходяться в небезпечній близькості від гирла свердловини, що ускладнює їх технічне обслуговування та ремонт. При балансуванні подібних верстатів-качалок потрібна велика вага кривошипних вантажів, так як вага самого кривошипа прикладена до балансу з боку свердловини по відношенню до стійки балансира.
Верстати-качалки з дезаксіалним кривошипно-шатунним механізмом
Поряд з аксіальними (звичайними) кривошипно-шатунними механізмами (верстати-качалки типу СК), у нас в країні випускаються верстати-качалки з дезаксіальною схемою (типу СКД). За кордоном (особливо в США) практично всі верстати-гойдалки випускаються з невеликим дезаксіалом.
Дезаксіалnвизначається місцем розташування кривошипного центру (точки 0) щодо прямоїВ1В2(рис. 5.7), де В1 і В2 - крайнє верхнє і нижнє положення кривошипу. Якщо точка 0 розташована на прямій В1В2, то механізмаксіальний (звичайний), якщо праворуч від прямої В1В2, то механізм із негативним дезаксіалом, якщо ліворуч, то механізм із позитивним дезаксіалом. Основне їх відмінність у цьому, що з аксіального верстата-качалки час ходу ТПШ вгору й униз одно. Тому такі верстати-качалки називають симетричними. Однак навантаження ТПШ за час ходу вгору і вниз
різне, що зумовлено роботою насоса штанги. При ході вгору верстат-гойдалка проводить роботу з підняття штангової колони і стовпа рідини, при ході вниз штангова колона йде під власною вагою, а вага стовпа рідини передається на труби. Очевидно, що якщо середня швидкість руху ТПШ при ході вгору буде менше, ніж при ході вниз, то це дозволить зменшити прискорення, а отже, і динамічні навантаження, що діють на штангову колону під час ходу вгору, тобто. у той період, коли вона найбільш навантажена.
Виходячи з цих міркувань верстати-качалки виконують з невеликим негативним дезаксіалом, у яких час ходу вгору більше часу ходу вниз. Занадто великий дезаксіал також небажаний, тому що при цьому відбувається збільшення витоків через плунжер при ході вгору, з'являється можливість зависання колони штанг у трубах при ході вниз за рахунок більшої швидкості спуску, особливо при її роботі в схилих схилих і свердловинах з відхиленнями парафіну або гідратів .