Станок-качалка

Станок-качалка является индивидуальным приводом штангового скважинного насоса, спускаемого в скважину и связанного с приводом
колонной штанг.

В конструктивном отношении станок-качалка представляет собой механизм, преобразующий вращательное движение электродвигателя в возвратно- поступательное движение колонны штанг.

Крутящий момент от электродвигателя 10 через клиноремённую передачу 9 передаётся на ведущий вал редуктора 1, а затем и на ведомый вал. На ведомом валу закрепляется кривошип 8 с противовесами 17. Кривошипе помощью шатунов 7 и траверсы 14, связан с балансиром 3, качающимся на опоре 4, укреплённой на стойке 5. Балансир снабжён откидной головкой 15, на которой монтируется канатная подвеска 16, с устьевой подвеской штока 2. Управление электрооборудованием станка-качалки осуществляется станцией управления 18. Рама станка-качалки крепится к фундаменту анкерными болтами 11.

Станки качалки изготавливаются в двух исполнениях:

• СК, выпускаются семи типоразмеров, и
• СКД, выпускаются шести типоразмеров.

Отличительной особенностью станков-качалок СКД являются:

• несимметричная (дезаксиальная) кинематическая схема преобразующего
  механизма с повышенным кинематическим отношением;
• меньшие габариты и масса;
• редуктор установлен непосредственно на раме станка-качалки.

Рассмотрим маркировку станков-качалок на примере СКД 8-3-4000:

СКД — станок-качалка с несимметричной (дезаксиальной) кинематической схемой преобразующего механизма; первая цифра — номинальная нагрузка (на устьевом штоке), кН (т); цифры после первого тире — наибольшая длина хода устьевого штока, м; цифры после второго тире — номинальный крутящий момент (на выходном валу редуктора), кН м (кге м).

Характеристика станков-качалок исполнения СК Показатели СК 3-1,2-630 СК 5-3-2500 С К 6-2.1-2500 СК 12-2,5-4000 СК 8-3.5-4000 СК 8-3.5-5600 С К 10-3-5600 Номинальная нагрузка на устьевом штоке, кН 30 50 60 120 80 80 100 Номинальная длина хода устьевого штока, м 1,2 3 2,1 2,5 3,5 3,5 3 Номинальный крутящий момент на выходном валу редуктора, кНм 6,3 25 25 40 40 56 56 Число ходов балансира в минуту 5-15 5-12 Редуктор Ц2НШ-3151 Ц2НШ-450 Ц2НШ-750Б | Ц2НШ-560 Габаритные размеры, мм   Длина 4125 7380 6480 7450 8450 8450 7950 Ширина 1350 1840 1840 2246 2246 2246 2246 Высота 3245 5195 4960 5730 6210 6210 5835 Масса, кг 3787 9500 8600 14415 14200 14245 14120

 

 

Характеристика станков-качалок исполнения СКД Показатели СКД 3-1.5-710 СКД 4-2,1-1400 СКД 6-2,5-2800 СКД 8-3-4000 СКД 10-3.5-5600 СКД 12-3-5600 Номинальная нагрузка на устьевом штоке, кН 30 40 60 80 100 120 Номинальная длина хода устьевого штока, м 1,5 2,1 2,5 3 3,5 3 Номинальный крутящий момент на выходном валу редуктора, кНм 7,1 14 28 40 56 56 Число ходов балансира в минуту 5- 15 5-14 5-12 Редуктор Ц2НШ-315 Ц2НШ-4501Ц2НШ-750Б Ц2НШ-560 Габаритные размеры, мм   Длина 4050 5100 6085 6900 7280 6900 Ширина 1360 1700 1880 2250 2250 2250 Высота 2785 3650 4230 4910 5218 4910 Масса, кг 3270 6230 7620 11600 12170 12065

 

 Станок-качалка (СК) состоит из ряда самостоятельных узлов:

• Фундамент служит для установки и крепления станка-качалки. Может сооружаться монолитным (бутобетонным или железобетонным) или сборным — из бетонных блоков или металла.
• Рама предназначена 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 под анкерные болты для её 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.
• Опора балансира — ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках, расположенных в чугунных корпусах. К средней части оси, имеющей квадратное сечение, приварена планка, через которую опора балансира с помощью болтов соединяется с балансиром.
• 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.
• Опора траверсы шарнирно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть оси установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплён к нижней полке балансира. Концы оси зажаты в клеммовых зажимах двух кронштейнов.
• Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения вала редуктора в возвратно-поступательное движение балансира и состоит из двух шатунов и двух кривошипов с противовесами.
• Шатун — стальная трубная заготовка, на одном конце которой вварена верхняя головка шатуна, а на другом — башмак. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединён с траверсой. В станках-качалках СК8-3,5-5600 и СК 10-3-5600 в верхней головке шатуна применён шарнирный подшипник ШС. Башмак болтами прикреплён к нижней головке шатуна. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и через разрезную втулку затягивается с помощью гаек.

Кривошип — ведущее звено преобразующего механизма станка-качалки, в котором предусмотрены отверстия для изменения длины хода устьевого штока. Выполнен в виде прямоугольных пластин с отверстиями для крепления к валу редуктора и присоединения шатунов. На кривошипе установлены противовесы, которые перемещаются с помощью съёмного устройства, вставляемого в поперечный паз у основания противовеса.

Редуктор

Редуктор — предназначен для уменьшения частоты вращения и увеличения мощности, передаваемых от электродвигателя кривошипам станка-
качалки.

Как правило, типоразмерный ряд станков-качалок базируется на восьми размерах двухступенчатых редукторов Ц2НШ,   представляющих собой совокупность двух пар цилиндрических шевронных зубчатых передач, выполненных с зацеплением Новикова.

Быстроходная ступень — раздвоенный шеврон, тихоходная ступень — шевронная ступень с канавкой.

Ведущий и промежуточный валы установлены в роликоподшипниках с короткими цилиндрическими роликами, ведомый вал — в двухрядных сферических роликоподшипниках.

На концах ведущего вала насажены ведомый шкив клиноремённой передачи и шкив тормоза. На оба конца ведомого вала насажены кривошипы.
Смазка зубчатых колёс — картерная (из ванны корпуса редуктора), подшипников валов — принудительная картерная.

Техническая характеристика редукторов станков-качалок. Параметры Ц2НШ-250 Ц2НШ-315 Ц2НШ-355 Ц2НШ-450 Ц2НШ-750Б Ц2НШ-560 Ц2НШ-630 Ц2НШ-710 Межосевое расстояние, мм: тихоходной ступени..... 250 315 355 450 450 560 630 710 быстроходной ступени 160 200 225 280 300 355 400 450 Суммарное мсжоссвое расстояние, мм............. 410 515 580 730 750 915 1030 1160 Крутящий момент на ведомом валу, кНм....... 2,5 6.3 16 25 40 56 80 12,5 Нормальный модуль зубьев: тихоходной ступени..... 4,00 4,50 5,60 7,10 8,00 9,00 10,00 11,20 быстроходной ступени 2,50 3,15 3,55 4,50 5,00 5,60 6.30 7,10 Число зубьев колеса: тихоходной ступени..... 17 19 17 17 17 17 17 17 быстроходной ступени 14 14 14 14 14 13 14 14 Передаточное число..... 40,315 39,868 40,3 39,924 37,18 41,24 40,315 40,315 Габаритные размеры, мм длина............................. 835 1010 ИЗО 1450 1505 1775 1970 2200 ширина......................... 830 1140 1400 1554 1930 1930 2260 2625 высота........................... 510 625 710 888 908 1070 1225 1365 Масса, кг....................... 355 780 1200 2280 3000 4000 6100 8370 Объем масла, л.............. 13 45 57 122 150 180 270 360

Клиноременная  передача

Клиноременная  передача соединяет электродвигатель и редуктор, предназначена для передачи вращения от электродвигателя на ведущий вал редуктора и состоит из клиновидных ремней, шкива редуктора и набора быстросменных  шкивов электродвигателя. Для станков-качалок применяются клиновидные ремни профиля О, А, Б, В, Г, Д. Правильный выбор типа ремня обеспечивает долговечность работы передачи.

Шкивы электродвигателя

Шкивы электродвигателя выполняют быстросменными за счёт конусной расточки тела и применения конусной втулки, закрепляемой гайкой. При
помощи сменных шкивов регулируется число ходов точки подвеса штанг.

Поворотные салазки предназначены для крепления электродвигателя, обеспечивают быструю смену и натяжение клиновидных ремней. Выполнены в виде рамы, которая шарнирно укреплена на заднем конце рамы станка-качалки в трёх точках, а на большегрузных СК (длина хода свыше 3,5, и) — в четырёх и прикреплённых к ней поперечно болтами двух салазок, на которые устанавливается электро- двигатель. Поворотные салазки поворачиваются вращением ходового винта.

 

Тормоз

Тормоз — состоит из двух колодок: правой и левой, и предназначен для блокирования (остановки) станка- качалки в нужном положении.

Колодки прикреплены к редуктору. На внутреннюю поверхность колодок прикрепляются ленты "феррадо". С помощью стяжного устройства колодки зажимают тормозной шкив, насаженный на ведущий вал редуктора. Стяжное устройство состоит из ходового винта с правой и левой резьбой и двух гаек, закреплённых на подвижных концах колодок. Рукоятка тормоза в целях безопасности вынесена в конец рамы станка- качалки.

Электродвигатель

Электродвигатель является приводом станка-качалки.

Применяют трёхфазные, асинхронные во влагоморозостойком исполнении, мощностью от 4 до 40кВт. Кратности начального пускового и максимального момента электродвигателя и кратности пускового тока соответственно равны:
Мпуск/Мном = 1,8-2,0; Ммах/Мном

=2,2-2,5; 1пуск/1ном = 5,5-7,5. Основная синхронная частота вращения — 1500 об/мин. Для получения необходимого числа ходов точки подвеса штанг могут быть применены электродвигатели с частотой вращения 750 или 1000 об/мин серии АОП. Двигатели питаются

электроэнергией от промысловой сети напряжением 380 В через понижающие трансформаторные подстанции 6/0,4 кВ или 10/0,4 кВ.

Электродвигатели выполнены в искробезопасном исполнении.

Техническая характеристика электродвигателей.

Типоразмер
станка-качалки	Тип	Мощность, кВт
СКЗ-1,2-630	АОП2-41-4У2 или АОП2-42-6У2	4
	ЧА132М6У2 или ЧА13284У2	7,5
СК5-3-2500	АОП2-71-4У2 или АОП2-72-6У2	22
СК6-2,1-2500	ЧАР180М6У2 или ЧАР160МЧУ2	18,5
СК8-3,5-4000	АОП2-72-4У2 или АОП2-81-6У2	30
СК 12-2,5-4000	ЧАР200Ь6У2 или ЧАР180М4У2	30
СК8-3,5-5600	АОП2-41-4У2 или АОП2-42-6У2	40
СК 10-3-5600	ЧАР225М6У2 или ЧАР200М4У2	37