Штанговая насосная установка (ШНУ) состоит из наземного и подземного оборудования.
Подземное оборудование включает:
штанговый скважинный насос со всасывающим клапаном № 1 (неподвижный) на нижнем конце цилиндра и нагнетательным клапаном № 2 (подвижный) на верхнем конце поршня-плунжера, насосные штанги 3 и трубы.
Кроме того, подземное оборудование может включать различные защитные устройства (газовые и песочные якоря, хвостовики), присоединяемые к приемному патрубку ШСН и улучшающие его работу в осложненных условиях (песок, газ), газопесочные якоря. В колонне НКТ устанавливают скребки и центраторы.
Наземное оборудование:
станок качалка (СК), состоящий из электродвигателя 9, кривошипа 7, шатуна 8, балансира 6, устьевого сальника 5, устьевой обвязки и тройника 4, редуктора, тормозного барабана, противовесов.
Станок качалка сообщает штангам возвратно-поступательное движение. СК имеет гибкую канатную подвеску для сочленения с верхним концом полированного штока и откидную или поворотную головку балансира через траверсу.
Балансир качается на поперечной оси, укрепленной в подшипниках, и сочленяется с двумя массивными кривошипами с помощью двух шатунов. Кривошипы с противовесами могут перемещаться относительно оси вращения главного вала редуктора на то или иное расстояние вдоль кривошипов.
Редуктор с постоянным передаточным числом, маслозаполненный, герметичный трансмиссионнный вал, на одном конце которого предусмотрен трансмиссионный шкив, соединенный клиноременной передачей с малым шкивом электродвигателя.
Точка сочленения шатуна с кривошипом может менять свое расстояние относительно центра вращение перестановкой пальца кривошипа в то или иное отверстие. Этим достигается ступенчатое изменение амплитуды качаний балансира, т.е. длины хода штанг. Изменение частоты качаний достигается изменением передаточного числа клиноременной трансмиссии и сменой шкива на валу электродвигателя на большой или меньший диаметр. СК снабжен тормозным устройством, что позволяет удерживать балансир и кривошип в любом положении.
Пример шифра СК3-1,2-630:
Грузоподъемность – 3 тонны;
Максимальный ход – 1,2 метра;
Наибольший крутящий момент на валу редуктора – 630 КГС.М.
Технические характеристики некоторых СК
___________________________________________________________
Станок-!Длина!Кинематические!Наиболь-!Габаритные!Масса
Качалка!хода!размеры, м!ший ради!размеры, м!комп-
!штока!______________!ус криво-!__________!лекта,
! м!пе-!задн!дли!ра-!шипа, R!дл!шир!выс! кг
!!ред!пле-!на!диус!! L! B! H!
!!пле!чо,!ша-!даль!!!!!
!!чо,!!ту-!него!!!!!
!!!!на!отве!!!!!
!!!!!рст.!!!!!
!!!!!кри-!!!!!
!!!!!вош!!!!!
!! К1! К! L! r!!!!!
СК2-0,6-250 0,3 0,74 0,74 0,84 0,295 0,365 3,15 1,15 2,0 1600
0,45
0,6
СК3-1,2-630 0,6 1,2 1,2 1,43 0,57 1,0 4,2 1,35 3,3 3850
0,75
0,9
1,05
1,2
СК4-2,1-1600 0,9 2,1 1,5 1,8 0,72 1,3 5,9 1,7 4,8 7200
1,2
1,5
1,8
2,1
Штанговые скважинные насосы:
Разделяются на невставные (трубные) и вставные:
Невставные: цилиндр спускается в скважину на насосных трубах без плунжера. Плунжер спускается отдельно на насосных штангах вместе с подвешенным к плунжеру всасывающим клапаном. Для извлечения – извлекают штанги с плунжером, затем насосные трубы с цилиндром насоса.
Вставные: цилиндр в сборе с плунжером и клапанами спускается на штангах. На конце насосных труб заранее устанавливается замковая опора для посадки и уплотнения насоса. Для извлечения – извлеваются только штанги вместе с насосом. Подача вставного насоса меньше подачи невставного при трубах одного диаметра.
Шифр насоса: НГН2-43-4200-II-П-120
насос глубинный невставной, диаметр 43мм;
максимальный ход плунжера до 4200 мм;
группа посадки II;
с плунжером типа пескобрей (П);
давление опрессовки 120 атмосфер (12 МПа).
Характеристика насосов
Отечественные насосы имеют следующие номинальные диаметры цилиндров (мм):
НГН-1 – 28; 32; 43; 55; 68.
НГН-2 – 28; 32; 38; 43; 55; 68; 82; 93.
НГВ-1 – 28; 32; 38; 43; 55; 68.
Цилиндры насосов собираются из коротких 0,3 м стальных или чугунных втулок, от 2 до 27, что обеспечивает ход плунжера до 6 м.
Все насосы по зазору между плунжером и цилиндром делятся на три группы посадки:
I- 20-70 мкм II – 70-120 мкм III – 120-170 мкм
Плунжеры: из стальных труб ддлиной 1,2 м. Наружная поверхность полированная хромированная. Бывают гладкие, с кольцевыми канавками, с винтовой канавкой, пескобрей.
Клапаны: Состоят из клетка клапана, шарикседло, ниппель, ловитель.
НКТ: бывают с гладкими и высаженными концами. По длине НКТ делятся на 3 группы:
I –от 5,5 до 8 м II – 8-8,5 м III – 8,5-10 м
Изготавливаются из стали 5 групп прочности: Д, К,Е,Л,М.
Маркировка: условный диаметр, толщина стенки (мм), товарный знак завода, группа прочности, месяц и год выпуска.
НКТ несут большую нагрузку: растяжение от собственного веса, столба жидкости и т.д.
Характеристика НКТ
Условн!Толщ.!Внутр! НКТ гладкие! НКТ равнопрочные
диам.,!стенки!диам.!_______________________________________
мм! мм! мм! Д! К! Е! Л! М! Д! К! Е! Л! М
48 4 40,3 11,87 15,6 17,15 20,3 23,4 21,1 27,9 30,6 36,3 41,9
60 5 50,3 20,8
73 5,5 62 29,4
89 6,5 76 44,6
102 6,5 88,6 45,9
114 7 100,3 56,7
Насосные штанги: выпускаются 4-х номинальных размеров по диаметру тела штанги: 16, 19, 22 и 25 мм. Соединяются штанговыми муфтами, концы штанг имеют утолщенные головки с квадратным сечением для захвата ключами, Кроме штанг нормальной длины (8 м) выпускаются укороченные длиной 1; 1,2; 1,5; 2; 3 м. Верхний конец колонны штанг заканчивается утолщенным полированным штоком, проходящим через сальниковое устройство