Для чего нужен полированный шток
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Полированный шток
Для отсоединения полированного штока от подвески колонну насосных штанг подвешивают на устье скважины. Для этой цели на промыслах применяют различные зажимы. Более простым зажимом, оправдавшим себя на практике, является зажим конструкции Азинмаша ( фиг. Он состоит из корпуса с вваренными в него ручками и клина с зубчатой насечкой. [46]
Дальнейшее движение полированного штока и плунжера вверх до крайнего, верхнего положения происходит при неизменной нагрузке; на динамограмме этот процесс изображается прямой БВ. Нагрузка на полированный шток при этом движении равна весу штанг, погруженных в жидкость, плюс нагрузка от давления столба жидкости на плунжер. [47]
Для соединения полированного штока с приводом штанговой глубин-нонасосной установки предусмотрена подвеска. После соединения этого штока с приводом приподнимают колонну штанг и разрезную втулку, на которую опирались штанги, убирают. Демонтаж оборудования осуществляется в обратном порядке. [48]
При ходе полированного штока 7 вверх и вниз плунжер глубинного насоса 2 и плунжер верхнего насоса совершают синхронные движения. При ходе вверх в глубинном насосе происходит всасывание и нагнетание жидкости, в верхнем насосе-только нагнетание: жидкость над плунжером 5 вытесняется через клапан 9 в выкидную линию. [49]
При отвинчивании полированного штока и соединении его со штангами устьевой сальник надежно крепить к штанговому элеватору. [50]
Отслеживание движения полированного штока может осуществляться несколькими способами. Традиционно, положение полированного штока регистрируется вращательно-перемещаю-щимся датчиком. Преимущество этой системы состоит в высокой скорости обработки данных компьютером и чувствительности к ускорению датчика нагрузки. [51]
Скорость движения полированного штока определяется путем интегрирования сигнала ускорения, а повторное интегрирования дает значение положения полированного штока как функции времени. В системе используется датчик нагрузки на полированном штоке ( ДПШ) для быстрого и легкого получения динамометрических показателей. Датчик устанавливается и обслуживается одним оператором. С помощью зажима датчик крепится к полированному штоку и фиксирует необходимые для динамометрирования значения положения и нагрузки. [52]
При ходе полированного штока вниз насосные штанги разгружаются от веса столба жидкости и вследствие этого сокращаются. [54]
Скорость движения полированного штока мало изменяется за промежуток времени, отделяющий момент достижения нагрузкой на шток максимума от конца периода начальной деформации. [55]
При движении полированного штока вверх столик движется за счет усилий станка-качалки и заводит возвратную пружину, при ходе штока вниз столик передвигается под действием возвратной пружины. Изменение масштаба перемещений достигается переключением ленты, идущей от ходоуменыпи-теля, с одной ступени масштабного ролика на другую. [57]
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Полированный шток
Полированный шток крепится к нижней части плунжера верхнего насоса. Всасывающий клагган этого насоса расположен в кольце между штоком и корпусом. [1]
Полированный шток на концах имеет резьбовую нарезку. Длина полированных штоков, используемых на скважине, должна быть в 2 раза больше, чем максимальная длина хода. [2]
Полированный шток на поверхности продолжает свое движение, в то время как плунжер, уже достигший своего нижнего рабочего положения, неподвижен. Такое состояние сохраняется до тех: пор, пока упругое удлинение колонны штанг Хш, обусловленное весом столба жидкости, не достигнет определенного значения. Последнее определяется из выражений, установленных на основании закона Гука. [3]
Иногда полированный шток заменяют обычной насосной штангой диаметром 25 мм. Отрезают нужный конец штанги и присоединяют его к головке балансира. Когда скважи-на оборудована обыкновенной штангой, очень изнашивается набивка и сальники почти всегда пропускают. Для предохранения удара плунжера о корпус насоса, а вставного насоса о посадочное кольцо при срыве полированного штока с подвески в нижней части его устанавливается предохранительный хомут. [9]
Полированные штоки SBS из нового сплава А 905 имеют высокую стойкость к износу. [10]
Полированному штоку передается движение от троса лебедки, приводимой во вращение двигателем. После достижения полированным штоком крайнего верхнего или крайнего нижнего положений направление вращения двигателя меняется на противоположное. [11]
Когда полированный шток располагается вблизи среднего положения, клапаны насоса находятся в одном состоянии и нагрузки от веса и трения жидкости не изменяются. В эти отрезки времени колонна движется практически с одной скоростью, и для определения сил граничного трения можно считать скорость постоянной. [12]
Когда полированный шток располагается вблизи среднего положения, клапаны насоса находятся в одном состоянии и нагрузки от веса и трения жидкости не изменяются. В эти отрезки времени колонна движется практически с одной скоростью, и для определения сил граничного трения можно считать Скорость постоянной. [13]
На полированный шток компенсатора навинчивается захватывающая штанга байонета Донцова. Затем спускаются остальные насосно-компрессорные трубы и штанги. Штанги соединяются и крепятся к головке балансира станка-качалки. [15]
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Полированный шток
Сверху на полированный шток должна быть навинчена муфта подвески. После соединения штанг с полированным штоком муфту подвески ( с помощью подъемного патрубка) устанавливают в конической расточке тройника и фиксируют винтами 3, а подъемный патрубок вывинчивают. [31]
Нагрузка на полированный шток определяется как параметрами насосной установки и режимом ее работы, так и состоянием насосного оборудования и характером работы его отдельных узлов. Например, при плохой работе нагнетательного клапана нагрузка от столба жидкости будет восприниматься штангами частично или совсем не будет восприниматься. Таким образом, неисправности насосной установки и другие факторы, влияющие на работу оборудования, будут сказываться на динамо-грамме в виде соответствующих изменений ее формы и размеров. Это дает возможность по динамограмме определить причину неисправности установки и своевременно принять меры к ее устранению. [32]
Нагрузка на полированный шток по мере его передвижения вверх изменяется в следующем порядке. [34]
Длина хода полированного штока достигает 3000 мм. [35]
После установки полированного штока и подвески его к головке балансира станок-качалку пускают в ход и работу насоса проверяют динамографом. [36]
Потеря хода полированного штока равна 220 мм. [37]
При отвинчивании полированного штока и соединения его со штангами устьевой сальник должен прикрепляться к штанговому элеватору. [39]
Сальный нагрев полированного штока снидетельетвует о чрезмерно тугой затяжке сальника или о прекращении подачи жидкости глубинным насосом. [40]
После освобождения полированного штока со штангодержателя следует зачистить заусеницы яа его поверхности, образовавшиеся от насечки плашек. [41]
При ходе полированного штока вверх штанги воспринимают нагрузку от собственного веса и веса столба жидкости в насосных трубах. При этом в начале хода происходит растяжение штанг, а плунжер в этот момент остается неподвижным. [44]
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Столик, связанный с полированным штоком посредством стальной ленты, масштабных роликов и шнура ходоуменыпителя, повторяет его возвратно-поступательные движения в заданном масштабе. При движении полированного штока вверх столик перемещается из своего исходного положения в крайнее за счет усилия станка-качалки; при этом возвратная пружина заводится. При ходе вниз столик возвращается в исходное по ложение за счет усилия возвратной пружины. [31]
Однако вследствие упругости металла штанг и труб этот процесс происходит постепенно. В первый момент движения полированного штока вверх ллунжер остается неподвижным и колонна штанг растягивается с одновременным сокращением колонны труб. Поэтому на дтшамограмме возрастание нагрузки я точке подвеса штанг отмечается наклонной линией ABt которая и характеризует процесс растяжелия штанг и сокращения труб. [33]
При этом ходовая гайка ( на чертеже не показана) со столиком самописца, к которому она жестко прикреплена движется вместе с последним вверх по направляющим 4 В полости винта 3 имеется возвратная спиральная пружина ( на чертеже не показана), которая при ходе вверх заводится, а при ходе вниз раскручивается, возвращая столик в начальное положение. При перемещении столика перо записывает на нем движение полированного штока в определенном масштабе. [36]
Усилия от гидродинамического трения штанг в средней части хода вниз существенно превышают динамическую нагрузку, возникающую в начале этого хода. В некоторых случаях сила гидродинамического трения штанг оказывается настолько большой, что происходит отставание движения полированного штока от движения головки балансира с последующим резким ударом, что приводит к обрыву канатной подвески или штанговой колонны. [37]
Усилия от гидродинамического трения штанг в средней части хода вниз существенно превышают динамическую нагрузку, возникающую в начале этого хода. Однако сила гидродинамического трения штанг может оказаться настолько большой, что происходит отставание в движении полированного штока от движения головки балансира с последующим резким ударом, что приводит к обрыву канатной подвески или штанговой колонны. [38]
В самом начале хода полированного штока вверх ( точка А) вес столба жидкости передается на трубы и динамограф показывает минимальную нагрузку. Линия БВ характеризует максимальную нагрузку на штанги под действием их собственного веса, веса жидкости и сил трения при ходе вверх. При движении полированного штока вниз плунжер вновь неподвижен относительно цилиндра насоса до тех пор, пока не закончатся сокращение штанг и растяжение труб ( линия В Г) под действием передаваемой на них нагрузки от столба жидкости. [40]
При этом ходовая гайка ( на чертеже не показана) со столиком самописца, к которому она жестко прикреплена, движется вместе с. В полости винта 3 имеется возвратная спиральная пружина ( на чертеже не показана), которая при ходе вверх заводится, а при ходе вниз раскручивается, возвращая столик в начальное положение. При перемещении столика перо записывает на нем движение полированного штока в определенном масштабе. [42]
Динамограф движется вместе с канатной подвеской. При ходе полированного штока вверх каретка с бланком также перемещается вверх за счет вращения винта и шкива от натяжения шнура; при ходе вниз возвратная пружина, удерживая шну натянутым, вращает винт и шкив в обратную сторону и возвращает каретку в исходное положение. Таким образом, запись динамограмм происходит при сложении двух движений: перемещения бланка, повторяющего в уменьшенном масштабе движение полированного штока и перемещения пера геликсной пружины. Запись динамограмм производится на бумажной ленте шириной 85 мм с размером поля картограммы 50 х 75 мм. [43]
В начале хода полированного штока вверх ( точка А) вес столба жидкости передается на трубы и динамограф показывает минимальную нагрузку. Линия БВ характеризует максимальную нагрузку на штанги под действием их собственного веса, веса жидкости и сил трения при ходе вверх. При движении полированного штока вниз плунжер вновь неподвижен относительно цилиндра насоса до тех пор, пока не закончатся сжатие штанг и растяжение труб ( линия ВГ) под действием передаваемой на них нагрузки от столба жидкости. Точка Г соответствует прекращению деформации труб и штанг и открытию выкидного клапана насоса; при дальнейшем ходе вниз происходит переток жидкости из-под плунжера в пространство над ним. Нагрузка, которую при этом зарегистрирует динамограф, равна весу штанг в жидкости минус силы трения при ходе вниз. [44]
Метод Слоннеджера заключается в непрерывной записи движения полированного штока. Динамограмма, сопоставленная с кривой записи хода полированного штока, позволяет определять мгновенные нагрузки любой точки хода полированного штока. Удлинения штанг, соответствующие выбранным нагрузкам, находятся по соответствующей диаграмме. Вычитание или прибавление значений удлинений к кривой движения полированного штока дает кривую движения плунжера. [45]
Схема штанговой скважинной установки.
С точки зрения экономических возможностей ШСНУ могут обеспечить высокий напор в ограниченном диапазоне подач от 5 до 50 м 3 /сут. В области подач от 1 до 40 м 3 /сут ШСН имеют более высокий КПД по сравнению с другими способами добычи нефти и при подаче, равной 35 м 3 /сутки, он может достигать максимального значения (37 %). Однако, в некоторых случаях подача может достигать 200 м 3 /сут и глубины подвески насосов достигают 2500 м. Таким образом, ШСНУ хорошо приспособлены для работы в условиях малого дебита скважин, однако этот вид оборудования очень чувствителен к целому ряду осложняющих факторов, среди которых одними из самых весомых являются кривизна ствола скважины, обводненность продукции, наличие механических примесей. Непрерывное движение штанг вызывает усиленный износ штанговых муфт и, что особенно существенно, насосных труб.
четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирно-подвешенная к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами. СК комплектуется набором сменных шкивов для изменения числа качаний, т. е. регулирование дискретное. Для быстрой смены и натяжения ремней электродвигатель устанавливается на поворотной салазке.
Монтируется станок-качалка на раме, устанавливаемой на железобетонное основание (фундамент). Фиксация балансира в необходимом (крайнем верхнем) положении головки осуществляется с помощью тормозного барабана (шкива). Головка балансира откидная или поворотная для беспрепятственного прохода спускоподъемного и глубинного оборудования при подземном ремонте скважины. Поскольку головка балансира совершает движение по дуге, то для сочленения ее с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска. Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса для предупреждения ударов плунжера о всасывающий клапан или выхода плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.
Изменение длины хода полированного штока (перемещения головки балансира) осуществляется изменением радиуса кривошипа перестановкой шатуна, для чего кривошип имеет несколько отверстий.
За один двойной ход балансира нагрузка на СК неравномерная. Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Кривошип имеет устройство, позволяющее перемещать вдоль него противовесы, добиваясь наилучшего уравновешивания нагрузок, действующих в точке подвеса штанг
Блок управления обеспечивает управление электродвигателем СК в аварийных ситуациях (обрыв штанг, поломки редуктора, насоса, порыв трубопровода и т. д.), а также самозапуск СК после перерыва в подаче электроэнергии.
Станок-качалка (СК) состоит из ряда самостоятельных узлов.
Рамапредназначена для установки на ней всего оборудования СК и выполняется из профильного проката в виде двух полозьев, соединенных поперечниками, и имеет специальную подставку под редуктор. В раме имеются отверстия для крепления к фундаменту.
Стойка является опорой для балансира и выполняется из профильного проката в виде четырехгранной пирамиды. Ноги стойки связаны между собой поперечинами. Снизу стойка крепится к раме сваркой или болтами, сверху несет плиту для крепления оси балансира с помощью двух скоб.
Балансир предназначен для передачи возвратно-поступательного движения колонне штанг. Выполняется из профильного проката двутаврового сечения и имеет однобалочную или двухбалочную конструкцию. Со стороны скважины балансир заканчивается поворотной головкой.
Траверса выполняет роль связующего звена между кривошипно-шатунным механизмом и балансиром и конструктивно выполняется в виде прямолинейной балки из профильного проката. Крепление к балансиру шарнирное при помощи сферического роликоподшипника.
Канатная подвескаявляется гибким звеном между колонной штанг и балансиром. Состоит из двух траверс- верхней и нижней, разделенных втулками зажимов канатов. На верхней траверсе лежит узел крепления полированного штока. Траверсы могут быть раздвинуты винтами для установки динамографа.
Клиноременная передача СК предусматривает применение клиновых ремней типов О,А,Б,В,Г. Правильный выбор типа ремня обеспечивает долговечность работы передачи.
Шкивы выполняют быстросменными за счет конусной расточки тела и применения конусной втулки, закрепляемой гайкой.
Поворотные салазки являются рамой для двигателя, крепящейся в наклонном положении, что обеспечивает изменение межцентрового расстояния между осями валов и, следовательно, натяжение ремней.
Тормоздвухколодочной конструкции укрепляется на тормозном барабане и приводится в действие ходовым винтом. Рукоятка тормоза в целях безопасности вынесена в конец рамы станка-качалки.
Устьевая арматура имеет выкидной монифольд, монифольд затрубного пространства, а также сальниковое устройство, через которое проходит полированный шток.
Подземное оборудование включает колонну штанг, предназначенную для передачи возвратно-поступательного движения головки балансира плунжеру глубинного насоса, а также для восприятия нагрузок, действующих на штанги в течение насосного цикла. Имеется колонна НКТ, на нижнем конце которой закреплен цилиндр насоса. Плунжер глубинного насоса имеет один или два нагнетательных клапана, а цилиндр насоса — всасывающий клапан. К приему насоса закреплен хвостовик.
Цилиндр скважинного насоса имеет различное конструктивное оформление, а внутренняя его поверхность тщательно обработана, равно как и наружная поверхность плунжера. Вместе они составляют пару трения.
Штанговые (глубинные) насосы по конструкции и способу установки разделяются на две основные группы: невставные и вставные. В каждой из этих групп насосы изготовляют различных типов, отличающихся конструктивными особенностями, габаритами, устройством плунжера.
Невставные насосы характерны тем, что их основные узлы (цилиндр и плунжер) спускаются в скважину раздельно: цилиндр—на насосных трубах, а плунжер в сборе с всасывающим и нагнетательным клапанами—на штангах.
Подъем невставного насоса из скважины также осуществляется в два приема: сначала извлекают штанги с плунжером и клапанами, а затем трубы с цилиндром.
Вставной насос спускают в скважину в собранном виде (цилиндр вместе с плунжером) на насосных штангах и извлекают его на поверхность также в собранном виде путем подъема этих штанг. Насос устанавливают и закрепляют при помощи специального замкового приспособления, заранее спускаемого в скважину на трубах. В результате этого для смены вставного насоса (при необходимости замены отдельных узлов или насоса в целом) достаточно поднять на поверхность только насосные штанги, насосные же трубы остаются постоянно н скважине; их извлекают лишь при необходимости исправления замкового приспособления, что на практике бывает редко. Таким образом, смена вставного насоса требует значительно меньше времени, чем невставного, кроме того, при использовании такого насоса меньше изнашиваются насосные трубы, так как нет необходимости их спускать и поднимать, а также отвинчивать и завинчивать при каждой смене насоса.
Эти преимущества вставного насоса имеют особое значение при эксплуатации глубоких скважин, в которых спуско-подъемные операции при подземном ремонте занимают много времени.
Конструктивные схемы невставных (трубных) насосов: