Выбор типа станка – качалки (СК)

Выбор СК ведется путем сравнения расчетных величин максимальной нагрузки, крутящего момента на валу редуктора и скорости откачки рассматриваемого варианта компоновки оборудования с паспортными данными СК нормального ряда.

В начале для каждого типоразмера СК последовательно проверяется условие по максимальным нагрузкам:

, (5.8.1)

где - допустимая нагрузка СК.

При соблюдении условий неравенства (5.8.1) для некоторых типоразмеров СК аналогичным образом проверяется условие:

£ , (5.8.2)

где - наибольший крутящий момент на кривошипном валу редуктора.

Затем СК проверяется на минимальную и максимальную скорости откачки:

£ < . (5.8.3)

Для облегчения выбора СК можно использовать и диаграмму А.Н.Адонина. Однако следует помнить, что эта диаграмма построена с рядом допущений: колонна штанг имеет ; и т.д. Поэтому данную диаграмму целесообразно использовать только для оценочных расчетов.

5.9. Расчет мощностей двигателя к станкам – качалкам

Потребляемая электродвигателем СК мощность затрачивается на выполнение полезной работы по подъему жидкости на поверхность и на покрытие потерь мощности и оборудовании.

Мощность, используемая на совершение полезной работы ШСНУ, определяется по формуле:

, Вт (5.9.1)

Потери в подземной части ШСНУ обусловлены наличием утечек в насосе, потерей напора в узлах клапанов, наличием трения штанг о трубы и жидкость, а в наземной части ШСНУ потери мощности вызваны отклонениями от норм работы СК и электродвигателя.

Потери мощности, обусловленные утечками жидкости, учитываются с помощью специального коэффициента:

, (5.9.2)

где - утечки в зазоре плунжер - цилиндр.

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил механического трения штанг о трубы, определяется по формуле:

, Вт (5.9.3)

, рад., (5.9.4)

где - максимальный (средний) угол отклонения ствола скважины от вертикальной оси, рад.,град.; - коэффициент трения штанг о трубы.

Если скважина считается вертикальной, то в расчетах по формуле (5.9.3) принимается .

Затраты мощности на преодоление потерь в узлах клапанов насоса:

, (5.9.5)

Мощность, затрачиваемая на преодоление гидродинамического трения штанг о жидкость, рассчитывается по формуле А. М. Пирвердяна:

, (5.9.6)

а мощность, затрачиваемая на трение плунжера в цилиндре:

, (5.9.7)

где - сила трения плунжера о цилиндр; приближенно оценивается для безводных скважин:

, (5.9.8)

а для скважин, продукция которых содержит воду:

, (5.9.9)

Таким образом, потери мощности в подземной части ШСНУ и к.п.д. подземной части определяется как:

, (5.9.10)

(5.9.11)

Потери в наземном оборудовании ШСНУ учитываются приближенно. По рекомендации ВНИИнефть принимается, что к.п.д. СК , а к.п.д. электродвигателя . Тогда общий к.п.д. ШСНУ определится как:

, (5.9.12)

а полная мощность, затрачиваемая на подъем жидкости:

, Вт (5.9.13)

И, наконец, суточный расход электроэнергии будет равен:

, кВт×ч (5.9.14)

Таблица 5.9.1

Технические характеристики электродвигателей станков-качалок

Тип двигателя	Номинальная мощность, кВт	Для условий номинальной нагрузки
КПД,%	, доли ед.
АОП-41-4 АО2-22-4 АОП-42-4 АО2-31-4 АОП-51-4 АОП2-41-4 АОП2-42-4 АОП-52-4 АОП2-51-4 АОП-62-4 АОП2-52-4 АОП-63-4 АОП2-61-4 АОП-72-4 АОП-71-4 АОП-73-4 АОП2-72-4 АОП-84-4 АОП2-81-4 АОП2-82-4	1,7 2,2 2,8 3,0 4,5 4,0 5,5 7,0 7,5 10,0 10,0 14,0 13,0 20,0 22,0 28,0 30,0 40,0 46,0 55,0	81,0 82,5 83,0 83,5 84,5 85,0 87,0 86,0 88,0 86,5 88,0 87,5 88,0 88,0 89,5 89,0 90,0 90,0 91,0 92,0	0,82 0,83 0,84 0,84 0,85 0,81 0,82 0,86 0,83 0,87 0,83 0,87 0,84 0,87 0,85 0,87 0,85 0,88 0,89 0,89