Розрахунок за спрощеною формулою

Наближено, потужність двигуна в кВт може бути визначена за формулою

, (1.7.10)

де – середня лінійна швидкість руху плунжера, м/сек; – механічний ККД

установки, що приймається рівним 0, 88.

Розрахунок за таблицями „Азінмашу“. Таблиці для визначення потужності електродвигуна складені диференційовано для кожного типу верстата-качалки. При укладанні цих таблиць прийнята врівноважена робота верстатів-качалок при максимальних параметрах (довжина ходу, число хитань).

Підбір двигуна за знайденою потужністю робиться відповідно до даних таблиці, в якій дається технічна характеристика короткозамкнених асинхронних електродвигунів із підвищеним пусковим моментом у закритому виконанні, що обдувається, (серії АОП).

При виборі електродвигунів треба мати на увазі, що для числа хитань балансира, більших за значенням 8 хв^-1 рекомендуються електродвигуни із синхронним числом обертів 1500 хв^-1, а для чисел хитань, менших за значення 8 хв^-1, рекомендуються двигуни із синхронним числом обертів 1000 хв^-1.

1.7.4 Перевірка працездатності насосних штанг

У найбільш важких умовах при роботі СШНУ функціонують насосні штанги. Тому їхній надійності приділяється найбільша увага.

При роботі СШНУ колона штанг відчуває на собі дію таких негативних факторів:

– навантаження, що циклічно змінюється;

– дія корозійно активних речовин – суміші нафти, мінералізованої води, у якій часто присутні агресивні СО₂ і H₂S;

– тертя зовнішньої поверхні штанг об внутрішню поверхню насосно-компресорних труб. Процес стирання прискорюється за наявності в пластовій рідині абразиву.

Розрахунок колони штанг зводиться до визначення величини і характеру зміни навантаження на неї та перевірки несучої здатності у верхній точці колони.

При цьому максимальне напруження у верхній точці колони становитиме

; (1.7.11)

де , Н – максимальна величина навантаження у верхній точці колони насосних штанг;

, м² – площа перерізу штанг (береться всередненою, якщо колона складена зі ступенів різного діаметра);

, МПа – максимально припустима величина навантаження.

1.7.5 Кінематичний та силовий аналіз роботи приводу свердловинних штангових насосних установок

Кінематичний аналіз

Дослідження кінематики балансирного верстата-качалки дозволяє визначити, як протягом подвійного ходу змінюються величина шляху, пройденого точкою підвісу штанг, швидкість її руху, прискорення.

Перетворюючий механізм балансирних верстатів-качалок являє собою найпростіший плоский механізм першого класу другого порядку (рисунок 1.7.7). Позначимо: кривошип відрізком ОА довжиною , шатун відрізком АВ довжиною , заднє плече балансира – ВР і переднє плече балансира – СД із довжинами відповідно к й к₁.

Сьогодні широко відомі три способи визначення законів руху елементів балансирного верстата-качалки, що відрізняються підходом до аналізу функціонування перетворюючого механізму. Ці способи, залежно від прийнятих припущень, дозволяють з різним ступенем точності знайти закон зміни переміщення, швидкості і прискорення точки підвісу штанг D.

Так називана елементарна теорія основана на наступних припущеннях: перетворюючий механізм верстата-качалки розглядається як звичайний кривошипно-шатунний.

Звідси випливає, що точка В рухається по прямій В₁, B₂ (рисунок 1.7.7).

Рисунок 1.7.7 – Кінематична схема перетворюючого механізму

Помітимо, що зміна переміщення, швидкості і прискорення точки підвісу штанг при використанні наведених припущень будуть підкорятися простим гармонійним законам.

Наближена методика (теорія) також ґрунтується на припущенні, що траєкторія руху точки В – пряма, тобто, власне кажучи, також є теорією кривошипно-шатунного механізму, проте в ній ураховуються скінченні величини співвідношення r/l.

Точна методика (теорія) не містить припущень, прийнятих у розглянутих раніше теоріях, крім того, що миттєва кутова швидкість обертання кривошипа постійна і незмінна протягом усього подвійного ходу точки підвісу штанг.