Технические характеристики установки

Максимальная длина хода, м......................27

Число ходов в минуту................................ 2,5

Максимальная нагрузка

на полированный шток, кН......................157

Мощность привода, кВт............................150

Высота привода, м...................................... 2,7

Масса привода, кг..................................11800

Масса противовеса, кг...........................11000

Глубина шурфа, м........................................46

Диаметр шурфа, м.....................................0,76

Результаты технико-экономического анализа ДСНУ с мачтой и шурфом показывают, что масса, приходящаяся на один кВт установленной мощности установок с мачтой в 3—4 раза боль­ше, чем установок с шурфом, причем она мало меняется с изме­нением нагрузки в точке подвеса. Значения удельной массы ус­тановки фирмы Western выше, чем установки Liftronic, за счет того, что длина хода насоса установки фирмы Western почти в 3 раза больше, чем установки Liftronic.

С увеличением грузоподъемности установок масса, приходя­щаяся на каждый метр длины хода установок мачтового типа, примерно в 5 раз больше, чем установок с шурфом. Длину хода установок с мачтой, очевидно, нецелесообразно принимать бо­лее 10 м по двум причинам. Во-первых, сильно возрастает масса установки. Во-вторых, возникают затруднения с изготовлением цельного полированного штока и, следовательно теряется одно из основных преимуществ такого типа установок.

С точки зрения металлоемкости и габаритов более экономич­ными являются установки с заглубленным противовесом. Одна­ко работы, связанные с бурением шурфов, вызывают дополни­тельные трудности для промысловиков. Кроме того, к недостат­кам этого типа установок следует отнести наличие динамичес­кого сальника на устье скважины.

Другим направлением работ в области совершенствования привода ДСНУ является использование для перемещения ко­лонны штанг гидропривода. Фирмой Canadian Foremost ведется разработка конструкции установок с пневмоуравновешиванием и электронным контролем. Установка имеет гидроцилиндр, рас­положенный непосредственно над устьем скважины. На одном штоке с поршнем гидроцилиндра смонтирован поршень пневмоцилиндра. Несмотря на то, что максимальная длина хода этих установок не превышает 5,8 м, их высота достигает 21 м. Инте­ресна эта установка тем, что в ней применена пневматическая система уравновешивания, которая может быть использована в ДСНУ с механическим приводом, более надежным в условиях промыслов, чем гидропривод.

Наряду с зарубежными фирмами в странах СНГ также про­водилась работа по созданию отечественной ДСНУ.

В РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина предложена схема механического привода ДСНУ с гибким тяговым органом и гид­ропневматическим уравновешиванием (рис. 2.50).

Рис. 2.50. Привод ДСНУ ГАНГ им. И.М. Губкина:

1 — электродвигатель; 2 — муфта-тормоз; 3 — канат; 4 — червячная передача; 5 — емкость с маслом; 6 — барабан; 7 — насос-мотор; 8 — пневмогидравлический аккумулятор; 9 — винтовой механизм переме­щения барабан

Привод со­стоит из реверсивного электродвигателя, муфты-тормоза, червячной передачи, колесо которой установлено на одном валу с барабаном. На барабан наматывается канат, связанный с глу­бинным насосом. С целью обеспечения соосности каната с ус­тьевым сальником барабан выполнен подвижным и перемеща­ется вдоль вала с помощью винтового механизма. Механизм уравновешивания включает насос-мотор, механически связан­ный с приводным валом червячной передачи и гидравлически связанный с гидропневматическим аккумулятором и масляной емкостью.

В РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина рассматривались раз­личные варианты схем уравновешивания ДСНУ. Принятые в зарубежной практике системы грузового уравновешивания для ДСНУ с низкопрофильным приводом не удовлетворяют требо­ваниям нефтяников-промысловиков. Поэтому была предложе­на схема с грузовым уравновешиванием типа кривошипного уравновешивания балансирных приводов, которая реализуется с помощью двух редукторов от станков-качалок. Эта система мо­жет применяться в ДСНУ при неглубоких (порядка 500—700 м) подвесках скважинного насоса. Кроме того, рассмотрена воз­можность применения системы с инерционным уравновеши­ванием, основанной на использовании кинетической энергии вращающегося маховика, а также с пружинным и гидропнев­матическим уравновешиванием, защищенные авторскими сви­детельствами.

Основными преимуществами низкопрофильных ДСНУ, в которых гибкий тяговый канат (цепь, лента) наматывается на барабан, являются: небольшие удельные масса и габариты; удоб­ство транспортировки, монтажа и обслуживания; возможность создания установки с неограниченной длиной хода.

Основными недостатками низкопрофильных ДСНУ являются низкая надежность работы гибкого тягового органа, подвер­женного переменным растягивающим и изгибным нагрузкам с большим числом циклов 2*10⁶, в связи с намоткой на барабан, а также наличия внутрискважинного уплотнения, усложняю­щего устьевой сальник. Общим недостатком низкопрофильных приводов с грузовым уравновешиванием (установки Liftronic и Alpha-I) является необходимость устройства глубокого шурфа, в котором перемещается контргруз [11, 13, 15, 16].