SU1751401A1 - Способ установки зажима устьевого штока - Google Patents

Abstract

Использование: относитс  к оборудованию дл  подъема жидкости из скважины с помощью штанговых скважинных насосов . Сущность изобретени : способ заключаетс  в том, что предварительно останаваливаетс  балансир станка-качалки , обеспечива  остановку головки балансира в верхнем положении, затем устанавливают зажим на устьевом штоке, выше устьевого сальника, после чего выключают тормоз станка-качалки и включают двигатель, Опуска  устьевой шток с зажимом до соприкосновени  с устьевым сальником, а затем отключают электродвигатель и включают тормоз, останавлива  станок-качалку. 1 табл., 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности в частности к технике глубинно-насосной штанговой эксплуатации при удержании глубинно-насосных штанг зажимом устьевого штока во врем  ремонта скважин .

Известен зажим устьевого штока конструкции АэИНМИаша, состо щий из корпуса , устанавливаемого на тело устьевого штока, и клинового вкладыша с зубчатой поверхностью, контактирующий с полированной поверхностью устьевого штока.

Дл  установки зажима на устьевом штоке останавливают электродвигатель станка- качалки, берут последний на тормоз в положении, когда сила веса колонны штанг перевешивает вес противовесов станка-качалки , устанавливают зажим на устьевой шток и слегка освобожда  тормоз станка-качалки , сажают колонну глубинно-насосных штанг на корпус устьевого сальника, при этом имеет место перегрузка станка-качалки.

Недостатком указанного способа  вл етс  то, что зажим насеченной поверхностью портит полированную поверхность устьевого штока, вследствие чего имеют место случаи быстрого выхода из стро  сальниковой набивки и пропуски продукции скважины с потерей нефти и загр знени  терриротиии вокруг скважины. При этом, чем больше вес глубинно-насосных штанг, т.е. глубина скважины, тем больше портитс  шток.

Известен зажим устьевого штока, в котором зес колонны насосных штанг удерживаетс  не за счет вклинивани  зубьев плашек зажима в тело штока, а за счет силы трени , при применении сменных плашек, обхватывающих шток по всему периметру.

Зажим рычажного действи  приводитс  в движение дл  зажати  его на устьевом штоке за счет винтового ручного домкрата. Зажим не портит полированную поверхность штока.

1

сл

Однако не представл етс  возможным

пробовать надежность установки зажима на

шток после установки его на скважине на

1,2-1,5 рабочей нагрузки, гарантирующей

надежность установки его.

Цель изобретени  -упрощение процесса пробного нагружени  и сокращени  времени его выполнени .

Цель достигаетс  тем, что производ т проверку установленного на устьевом штоке зажима на испытательную нагрузку согласно паспорту на 1,2 перегрузку и тем самым надежности удержани  колонны глубинно-насосных штанг, сами же станком-качалкой: резким опускнаием зажима на устьевой сальник.

Так как величина динамической нагрузки при этом зависит от скорости, с которой зажим, установленный на устьевом штоке, опускаетс  и входит в соприкосновение с корпусом устьевого сальника, то всегда можно найти, при установившемс  режиме синусоидального ее изменени , такие точки на устьевом штокэ, которые обеспечат указанную перегрузку при установке на них зажима.

С другой стороны, так как оператор работает тормозным устройством, требующим определенное врем  торможени  самого станка-качалки после удара зажима об устьевой сальник, то, если врем  зат нетс , траверса канатной подвески, пройд  нижнюю неподвижную точку и подн вшись до зажима канатной подвески, произведет динамический удар по станку-качалке и глубинно-насосным штангам снизу вверх, следовательно , зажим нужно установить как можно выше или же в тех точках, где удары незначительны, т.е. превышают 1,2 от статической нагрузки. Таким образом, дл  осуществлени  пробной нагрузки, превышающей рабочую, предварительно останавливают балансир станка-качалки, обеспечива  установку головки балансира в том числе и в верхнем положении, затем устанавливают зажим на устьевом штоке выше корпуса устьевого сальника, после чего выключают тормоз и включают двигатель, опуска  устьевой шток с зажимом до соприкосновени  с устьевым сальником, а затем отключают электродвигатель и включают тормоз, останавлива  станок-качалку.

На фиг.1 показана схема станка-качалки с обозначением основных размеров т г, хода, высот, углов поворота кривошипа и т.д.; на фиг.2 - вид А на фиг.1 в положении установленного на устьевой шток его зажима на высоте Нудара от устьевого сальника; на фиг.З -то же, в положении соприкасани  зажима устьевого штока с устьевым сальником; на фиг.4 - то же, когда зажим канатной подвески отошел от ее траверс,

Способ установки зажима 1 устьевого штока 2, соединенного канатной подвеской

Зс головкой 4 балансира 5 станка-качалки б и проход щего через корпус устьевого сальника 7 заключаетс  в следующем. Останавливают станок-качалку б в положении, близком к верхней мертвой точке Н/пах(при

высоких станках возможно и ниже), устанавливают зажим 1 устьевого штока 2 на рассто нии Н от точки А креплени  головки 4 балансира 5 к последнему до устьевого сальника 7 скважины, исход  из того, что

дл  данного размера станка-качалки (рассто ние от устьевого сальника 7 и других фронтов), будет обеспеченно динамическа  нагрузка с коэффициентом запаса т от номинального веса колонны штанг с

жидкостью (фиг.2). Растормаживают станок-качалку 6 и одновременно включают его двигатель 9, разгон   станок-качалку по стрелке до установившегос  режима работы . Опускают зажим I по стрелке II на устьевой сальник 7 и в момент соприкосновени  его с корпусом устьевого сальника 7 (фиг.З) выключают электродвигатель 9 и начинают тормозить станок-качалку б, который своими траверсами канатной подвески 3 продолжает опускатьс  по неподвижному устьевому штоку 2 и доходит по стрелке III до своего нижнего положени  (фиг.4), оторвавшись от зажима 10 канатной подвески 3. Процесс торможени  осуществл ют

так, что бы его врем  Ттор было бы не меньше времени опускани  траверс канатной подвески 3 после отрыва ее от зажима 10 прохождени  нижней мертвой точки и подн ти  их снова по стрелке IY зажиму 10.

Дл  определени  динамического усили , создаваемого колонной штанг при посадке зажима 1 на корпус устьевого сальника 7, рассматриваем кинематику и динамику движени  их от привода станкакачалки .

Определим длину хода точки В за врем , отсчитываемое с момента прохождени  кривошипа 11 через верхнее неподвижное положение, счита  его началом движени 

установившегос  режима:

5в г(1 -cosp),

где г - подвижный радиус кривошипа 11 тригонометрического круга.

Угол поворота кривошипа может быть выражен в зависимости от времени t.

# ап

(D

где (л) - углова  скорость кривошипа.

SB r(1 -cos (Di) Ход точки А

SA r(1 -cos 0)i),(2)

„лг - п

Замен   (о через Wy -тп

где п -число качаний станка-качалки, имеем SA-|г(Г-соЦ§)| г(1-сов),(3)

Бер  первую производную пути по времени , получаем скорость установившегос 

режима:

и. - d 5д arn . nt VA dt 10bsfn 10 ,

Значение сил, действующих на головку балансира в точке подвески штанг, берем без учета (из-за малости) сил трени  последних о колонну НКТ при наихудшем случае, когда нижний всасывающий клапан не работает , тогда коэффициент надежности удержани  зажимом колонны штанг будет:

m

P+G+L+.GVB

F+G

1+ТЩЩ5 п

где Р и G - веса колонны штанг и жидкости;

At - период удара, равны 0,12 с (определ етс  экспериментально).

Реша  уравнение (4) относительно р,

имеем:

t - arcsin J (m-1).

Подставл   р в формулу (3), имеем: - cos arcsin ™gL(m-1)

arn

(-1)}

Таким образом, место установки зажима на устьевом штоке от точки А будет знак - беретс  дл  тригонометрической функции при нахождении угла р и подвижного радиуса г в верхнем квадранте тригонометрического круга, а наоборот):

5,

Н - НсКНскВ - SA - пНгк ИСКР

±|ril-o lf-(m-1)

где Нос и Нскв рассто ни  от верхнего основани  рамы станка-качалки до оси качани  балансира и до верхней точки корпуса устьевого сальника:

а

Sx - ход станка-качалки, равный - 2г.

Подставим в уравнение (1) значение р из уравнени  (5), решив его относительно t, имеем:

10bg At arn

(m-1)

20 При этом дл  избежани  передачи значительной динамической нагрузки на станок-качалку , а лучше всего вообще сведени  ее к нулю, врем  торможени  должно быть

25

т 9т-10 iin kgAtfm-1

топ Л - - Sin --- (171 - 1)

arn

Данные дл  некоторых размеров станков-качалок СКН и расположени  угла

30 сведены в таблицу.

Применение данного способа позвол ет просто и надежно испытать зажим устьевого штока на перегрузку непосредственно на скважине и не перегружать станок-качал35 ку в пусковом режиме.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ установки зажима устьевого штока, соединенного канатной подвеской с головкой балансира станка-качалки и прохо40 д щего через корпус устьевого сальника, за- ключающийс  в монтаже зажима на устьевом штоке и последующем его нагру- жении пробным усилием, превышающим рабочую нагрузку, отличающийс  тем,

   45 что, с целью упрощени  процесса пробного нагружепи  и сокращени  времени его выполнени , предварительно останавливают балансир станка-качалки, обеспечива  остановку головки балансира в верхнем положе50 нии, затем устанавливают зажим на

   устьевом штоке выше устьевого сальника,

   после чего выключают тормоз и включают

   двигатель, опуска  устьевой шток с зажи мом до соприкосновени  с устьевым саль55 ником, а затем отключают электродвигатель и включают тормоз, останавлива  станок- качалку.

   Период удара зажима об устьевой сальник, at, i

   Врем  опускани  головкт б лан сира до соприкасани  зажима с у тьееым сальником (к -f в нижнем квадранте), t, с

   Врем  опускани  головки балансира после соприкасани  зажима с устьевым сальника, t, . с

   Рассто ние оси поворота головки балансира до места установки зан има устьевого штока, И, м

   О, 2 по awnorv с автоматами дл  свинмивани - р 58инчиеа«и  труб

   0,3, 0,6 0,3; Э,5 0,, 0,1) 0,1; 0,2 0,15; 0,2

   1,7; 1,9 1,7; 7,5 2,3, 3,1 1,9; 2,3 2,35; 3,1

   0,65; 0,7 i l,5ii; 1,18 г,Ы, 2,85 3,08; 3,06 3,97; 3,96

   Фиг. 2

   Фиг.З

   Фиг.Ь