Сравнение технические данные Цепного привода (ЦП /4) и Универсального привода глубинного штангового насоса (УПГШН ). Автор проекта, Эксперт АО «НЦ ГНТЭ» Бесимбаев Абилхас

Любые инновационные технологий или новые техники должна соответствовать требованием определенного Критерии, обеспечивающие спроса веление времени и Существо, в котором Человечество выживает. Мною предложено, Критерии выбора и внедрение в производства инновационных технологии и новой техники и они должны соответствовать – 1. качественно удовлетворяющиеся все требованиям экологии (а).вода, б). земля, в). воздух и 4). недра), 2. экономиики, 3. охране труда, 4. а). промышленной, б). противопожарной и в). санитарно-эпидемиологической безопасности, 5. простота изготовления и эксплуатации, 6. дешевизна конструкций сопровождающиеся с меньшими эксплуатационными расходами. 7. Соблюдение компактности и герметичности узлов, 8. обеспечение долговечности с наименьшими количествами узлов и 9. не должно способствовать образованию а).парниковых эффект, б). озоноразрушающей активностью и в). теплового загрязнения. Тем самым, 10. иметь максимальные возможности в получении безотходной продукции, 11. согласно в взаимодействия закономерности природных явлений. Одним словом, обеспечить 12. суммарной эффективности в течение нахождение в эксплуатации, сравнение существующими аналогами. Если в проекте не соответствует требованием одна подпункта из двенадцати пунктов, то считайте, что проекту необходимо доработать. Поэтому, я выбрал длина полированного штока 6 метров, по моему суждению, это самый подходящий, распространенный, оптимальный вариант в период ОПИ в технико-технологическом плане для выбора длины ГШН.

Средний вес существующих станков-качалок по металлу 10 т, и вес железобетонного оснований т. На данное время при строительстве привода требуется, в основном два вида материала – металл, цемент. А строительства УПГШН требует; металл – 4,0 т. Цемента вообще не требуется. Сколько освободиться строительные материалы на строительства жилье и на промышленные объекты. Монтаж, самой установки займет, когда станок- качалка 15 – 20 дней, а УПГШН, 1-2 дня. Длина хода полированного штока до м. Ожидается экономиия электроэнергии более 85-95% и производительности более 15-30%, полированный шток герметично закрыто. Это, есть «ресурсов и энерго сбереженье» и «время – деньги». В Соединенных Штатах Америки из работающих скважин (данные 2013 г) в количестве , с глубинными штанговыми насосами работает, почти 85% скважин. А в России из скважин (данные 2010 г), работает 53 % с ГШНами. А в РК десятки тысяча. Можете сообразить, ожидается какие масштабы экономии сырье, энергий, увеличение коэффициента извлечения нефти (КИН) из пласта и соответствие экологическому требованию.

Ниже указаны данные 10 летние давности по добычи нефти РФ, разновидными способами эксплуатации.

К числу основных преимуществ ШВМ (шарико-винтовой механизм ) следует отнести высокую нагрузочную способность и жесткость, долговечность, точность, относительную простоту изготовления и эксплуатация, надежность, большое передаточное отношение, компактность, легко осуществляется надежное самоторможение, малый момент страгивания, а передачи с трением качения имеют высокий КПД, превышающий 90%. А применение в установке ШРВМ (шарико-ролико-винтовой механизм) доводить КПД более 95%. С помощью винтовых передач, просто осуществить преобразование вращательного движение в поступательного. Диаметр винтов от 0,95 мм до 300 мм, Длина винтов в стандартном исполнении до 7,3 м, Максимальная частота вращения 1200 – 1500 мин -1, Скорость линейного перемещение от 15 – 20 м/мин, Диапазон рабочих температур от -60 о до +150 о С, а в специальном исполнении и до 500 о С. При необходимости ШВМ может довольно длительное время работать без какого-либо смазочного материала и в корродирующей среде. Конструкцией ШРВМ предусмотрена зашита от попадания грязи, стружки внутрь винтовой гайки.

Статическая нагрузка может достигать до 5 МН. Механизмы обладают очень высокой долговечностью, определяемой усталостью материала, составляющей до 10 лет эксплуатации в обычных условиях. Твердость поверхностей качания винта и гайки должна быть достаточно высокой (HRC 58-60) и равномерной. Твердость шариков, работающих при температурах до 100 о С, должна быть HRC 62-64, изготавливается из шарикоподшипниковых сталей, а для специальных условий работы из коррозионной стали марки 95Х18. В моем конструкции в установке применяется ШРВМ, улученными качествами, чем ШВМ. ПРИВОД ЦЕПНОЙ.

П/П Цепной привод ЦП /4 Степень риски эксплуатации оборудовании и узлов Универсальный привод глубинного штангового насоса УПГШН Степень риски эксплуатации оборудовании и узлов 1. Назначение Для приведения в действие СШН в процессе подъема продукции скважин и обеспечение благоприятного режима движения штанг (с равномерной скоростью и 2Для приведения в действие СШН в процессе подъема продукции скважин и обеспечение благоприятно- го режима движения штанг (с плавной неравномерной 0

длинного хода полированного штока), снижения сил гидродинамического сопротивления в подземной части установки СШН. скоростью и длинного хода, с уменьшением количество хода полированного штока), увеличение производительности СШН, с минимальным потреблением электроэнергии. 2. Преимущественные конструктивные подходы для достижения цели 1. Длина хода полированного штока 1. Длина хода полированного штока, 2. Применение реверсивно- го регулируемого электро- двигателя переменного тока с тиристорными преобразователями частоты вращения, 3. Обеспечение грамотной балансировки нагрузки на подвеске и противовеса установки,

4. Применение пружины между корпусом винтовой гайки и редуктора, 5. Применение шарико- ролико-винтовой передачи (ШРВП). 3. Применяемые оборудований, узлы и параметры -высота, мм длина, мм ширина, мм Максимальная нагрузки на подвеске, кг Длина хода, м 6,06,0 -10,0 6 Число качании, в мин. 1,2; 1,9; 2,9; 4,0; до 3, с плавным переходом 7 Мощность двигателя, к Вт 22,01,5 - 3,0 8 Частота вращения, об / мин 1500 до Масса привода, кг

10 Масса доп. противовеса, кг 4760 Контейнер для противовеса, Полная масса привода, кг Редуктор трехступенчатый шевронный, с аварийным тормозом, номинальное передаточное число 54 1 Редуктор двухступенчатый, передаточное число 2,5, с учетом угол подъема винтовой пары более Цепная передача, 202 звено, 13 м 2Отсутствует 14 Клиноременная передача, количество ремня, 4 2Отсутствует 15 Канат на подвеске устьевого штока, диаметр 22 мм, длина 2,6 м 1Отсутствует 16Величина перемещение привода при ремонте, 1500 мм 0 Привод снимается и ставиться с автокраном. И одновременно разработан вариант перемещение привода в сторону на 3,5 м, 1

17В состав привода ПЦ /4, входят следующие основные части: корпус 1, электродвигатель 2, редуктор 3, муфта 4, узел нижней и верхней звездочки 5,6, противовес 7, каретка 8, цепь 9, барабан 10, тормоз 11, ручной привод 12, грузовая лента 13, подвеска 14, клиноременная передача 15, основание 16, станция управления 17, пост управления 18, стяжка 19, технологический упор (шкворень) 20 В состав привода УПГШН , входят следующие основные части: корпус (нижняя и верхняя пластины, несущие стойки) 1, электродвигатель 2, редуктор 3, противовес (тара) 4, винтовые пары 5, траверса 6, барабаны 7, грузовые ленты 8, подвеска 9, основание 10, станция управления 11, пост управления 12, маломощный компрессор 13, дыхательный клапан 14, пружина 15,

18 Закрепление грузовой ленты состоит 6 позиции 1 Закрепление грузовой ленты состоит 8 позиции 1 19 Подвеска устьевого штока состоит из 12 позиции Противовес состоит из 9 позиции. Собирается от специально подготовленной металлических плит. 1 Противовес (контейнер), а для массы противовеса можно использовать металлоломы, бетонной и чугунной обломки, баритовые камни и т.д. Общий вес уравновешиваю- чего груза 7900 кг (из них 7600 металлоломы), а общая масса установки составить кг, при такой массе установки, явление парусности для конструкции не помеха. 0 21Каретка состоит из 4 позиции 1Отсутствует 22Колодочный тормоз состоит из 8 позиции 1Отсутствует

23Ручной привод 1Отсутствует 24Станция управления ПЦ1Станция управления УПГШН1 25 Сменные шкивы; на редукторе 4, на электродвигателе 2. 2 Отсутствует 26Картер привода 1Отсутствует 27 Количество масла на одной заправки (в редукторе и в картере привода), 80 л 1В редукторе, 20 л 0 28 Полированный шток открытого исполнения. При работе полированный шток, все время в движение, верх и вниз, повторяется постоянно и в теле штока проходить процесс смачивание добытой жидкостью (в составе нефтепродукты, вода и механические примеси и т.д.) и действует климатические условия местности (ветер, жара, холод, дождя, снег, 1 Полированный шток закрытого исполнения. Здесь все время создается благоприятная условия на работу сальника СУСГ, климатические условия и эффект «наждака» на сальник не действует, все время держится плюсовая темпера- тура, остановка процесса добычи нефти из-за сальника заметно уменьшиться. 0

пыльные буря и т.д.) уносить и продувает, тем самым происходить потеря нефтепродуктов, экологические не соответствие вокруг скважины, появление парникового эффекта, холодные времена годы прилипавшие к теле штока механические примеси действует как «наждак» на сальник СУСГ, тем самым увеличивается утечки нефтепродуктов через сальник и способствует ся на частые замены сальника, привлекающие к остановке добычного процесса. 29Лента кордовая, около 10 м 1Лента стальная, 4 ряда, 32 м 0 30Тара для противовеса 0 31Винтовая пара 0

32Пружина, в количестве корпус 1Наружная обшивка 1 34Звездочки 2Отсутствует 35Основание Стяжка 1Винтовой домкрат 0 37 Реверсивного, редуцируючего преобразуючего механизма с замкнутым гибким звеном 2Отсутствует 38Муфта 1Соединительный деталь 0 39 Лестничная площадка для обслуживания персоналов Места трение, уменшающие КПД установки; 1. Клиноременная и 2. Цепная передача, 3. Движение каретки, 4. Реверсивный, редуцирую- щий механизм, 5. Лента кор- довая, 6. Редуктор трехступен- чатый, 7. Движение противо- веса, верх и вниз. 8. Муфта 31. Редуктор двухступенчатый, 2. ШРВПередача, 3. Движение противовеса, верх и вниз. 1

41Вибрация и шум Экологичность Соблюдение культуры производства Возможность соблюдения соосности установки (строгое вертикальное положение) Число качаний, в мин. 4,0; Это равно, что линейная скорость полированного штока 48 м/мин, на такой скорости ЦП, 8,0 тонной нагрузкой развалиться, по этому не рекомендую пользоваться, лучше выбрать на один ряд выше диаметром плунжерного насоса, числом хода 2,9. 3 до 30 46Если по расчету технологической службы, необходимо число хода 2,4, 2Универсальное, до 3, с плавным переходом. 0

тогда куда идти, сторону 2,9 или вернуться 1,9. 47 При эксплуатации ЦП с высоковязкой нефтью и сильно обводненностью, происходит отставание в движение штанг, как от движения головки балансира в станке-качалке, (в ЦП от барабана), сопровождающиеся рывками во время хода вверх, что негативно отражается на работе всей насосной установки, и приводит к ее преждевременному выходу из строя. 2 Благодаря универсальности количество ходов, можно избежать подобной ситуации 0 48 О применение теоретики ЦП говорят; 1) повысить коэффициент наполнения насоса, 2) сократить затраты Здесь толкование о преимуществах ЦП не совсем верно отражено. Были ЦП, длина хода 2,1 м. Здесь ЦП не причем, все причина о длине хода - 6 м.

электроэнергии на подъем продукции за счет 3) меньших потерь на преодоление сил вязкого трения и 4) равномерной загрузки электродвигателя привода. Приведу пример; 1) СК-8, 9 ходов по 2 м хода в минуту (Средне - статистические данные), 18 м хода полезного полированного штока. 2) УПГШН (ЦП), 3 двойного хода по 6 м, результат одинаковый, по 18 м полезного хода полированного штока в минуту, не считая холостого хода. 3). Упругая деформация штанг и труб в условиях м/я Узень 45,7 см или 0,457 м. ( в расчете УПГШН , dпл=70 мм, n=3 хода», Иначе говоря, по каждому ходу полированного штока теряем 0,457 м полезного хода плунжера глубинного насоса, 4). СК-8, 0,457 мХ9= 4,113 м, а УПГШН, 0,457Х3= 1,371 м 5). Определяем полезные ходы плунжеров; СК-8; 18-4,113= 13,887 м, УПГШН; 18-1,371 = 16,629 м. 6). Определяем, насколько увеличится добычной возможности установки УПГШН (ЦП), 13,887 м 100% 16,629 Х ,629 м Х Х= = 119,75%. 13,887 Значить, производительности насоса с приводом УПГШН (ЦП) на 19,75% увеличится, и поэтому говорять, что повысится коэффициент наполнения насоса, а самом деле не повысится коэффициент наполнения насоса, а уменьшиться количество упругой деформации штанги и труб.

Теоретики длинноходового привода, в частности Rotaflex, говорят, что «большая скорость достигается за счет применения частотного преобразователя, при этом производительность повышается на 25%». Бред. Причем здесь частотный преобразователь, большой скорости можно достичь простыми асинхронными электродвигателями. «Экономия по расходам на электроэнергию, как правило, составляет от 15 до 35 процентов», констатируется факт, а причина расчетами не раскрывается, а я расчетами доказал, они ниже отражены. Встречается странные толковании к особенностям и преимуществам этого привода, как «практическое отсутствие минимальной скорости обеспечивает более полное и эффективное заполнение насоса и снижение динамических нагрузок», более полное и эффективное заполнение насоса осуществляется как раз при минимальной скорости, а снижение динамических нагрузок происходить при меньшей линейной скорости плунжера, «постоянная скорость и плавность хода ведут к увеличению срока службы привода», не совместимые понятия, или постоянная скорость хода или плавность хода, один из них должно записываться, постоянная скорость понятно, когда электродвигатель крутиться одинаковыми скоростями все время, а когда плавно, скорость электродвигателя в начальное время не большая, и скорость постепенно растет, когда пора останавливаться, обороты электродвигателя плавно снижаются до определенного значения, как мы этого запланировали. Это 1 толкование.

Теперь 2 толкование: сократится затраты электроэнергии на подъем продукции, здесь никакого сокращения не произойдет, произойдет перераспределение количество затраченной энергии на единицу добываемой продукции. Допустим добытой в минуту продукции по длине плунжерного насоса 13,887 м затрачено 0,1 квт электроэнергии(за 9 дв. хода СК), а по УПГШН (ЦП) (3 дв. хода), на этот объем затрата электроэнергии (0,1 квт) добывали нефтепродукты длиной плунжерным насосом 16,629 м (+2,742 м), иначе говоря добыча увеличился, за счет уменьшение количество упругой деформации труб и штанг, теперь подсчитаем на сколько экономиили электроэнергию; 13, % 16,629 х ,6 29 Х, Х = = 119,75%, 13,887 Получился 19,75% экономиия электроэнергии, если на к Вт перевести 0,01975 квт. 3 толкование: меньших потерь на преодоление сил вязкого трения, это зависит от линейной скорости плунжерного насоса, чем меньше линейной скорости, тем легче преодоление сил вязкого трения. 4 толкование, равномерной загрузки электродвигателя привода, это словосочетание очень даже правильно сказано, но только теоретики ЦП совершенно не правильно толкует, ради пользы своего лжеправды, но наука любить правдивости физических явлений, а практическое применение докажет правдивости, поживем, увидим. Равномерной загрузки электродвигателя привода, также сохраняется при работе станками качалками, при отличном достижения равновесия противовесами. Самая главная проблема, здесь достижения уравновешенности нагрузки на подвеске и массы противовеса, при подъеме колонны штанги вверх, а также вниз. Прежде чем написать какие-то обоснования, необходимо хорошенько посмотреть и подумать.

Примечание; 0 – риски минимальные (незначительные), 1 – риски частичные (одноразовые), 2 – риски периодические, 3 – риски постоянные. В условиях работы на месторождения Каражанбас, необходимо установить трехсторонние оттяжки. Нагрузка от 1 м столба жидкости плотностью 900 кг/м 3, gж, Н/м. Диаметр плунжера насоса, мм ,147,2410,2613,6822,9534,61 Теоретическая подача насосов при длине хода плунжера 6,0 м и частота качаний 1 мин -1. Условный размер насоса по стандарту АНИ Диаметр плунжера, мм 2731,838,144,557,270 Теоретическая подача насоса, м 3/сут 5,037,069,9613,3522,433,79

Коэффициент уравновешенности разновидных приводов, Qпр/P. 1. Балансирные станки-качалки фирмы Salzgitter Maschinen AG Обозначение по стандарту АНИ P, кH S0 мS0 м n, мин -1 М кр кН-м Q пр, кН Q,тQ,т Н, м L,мL,м В, м Q пр / P C-81502,0518,432,07,140,64 2. Балансирные станки-качалки фирмы Wallwork Gears Ltd., Le Grand Equipment Division ,13,6552,5108,524,5 0, Станки качалки с пневматическим уравновешиванием фирма Lifkin А-1824D ,87208,7138,227,49,39,52,870,73 Тип привода 4. Цепные приводы ЦП40-2,1-0,5/2,5402,1 0,5…2, 5 5,0325,85,63,91,40,8 ЦП /4806,0 1,2…4, 0 16,06017,310,26,52,380,75 ROTAFLEX ,0До 4,026,08815,510,85,52,10,73 5. УПГШН УПГШН ,0 до 32,0 3 квт 794,0 (11,9 ) 8,43,5 0,98 75

Принятые обозначения: Р- максимальная нагрузка в точке подвеса штанг; S 0 – максимальная длина хода точки подвеса штанг; n- частота качаний; М кр - максимальный крутящий момент на ведомом валу редуктора; Q- полная масса привода, Q пр –эффективный вес противовеса, то есть значение усилия от уравновешиваючего устройства, приведенное к точке подвеса штанг; Н – высота привода; L- длина привода; В –ширина привода. п/ п Нагрузки на подвеске привода (ЦП) и УПГШН тн. Ориентиров очная масса противовеса (ЦП), тн. Нагрузка на привод электродвиг ателя (ЦП) тн. %, урав нове сие Ориентирово чная масса противовеса УПГШН тн. Нагрузка на привод электродвиг ателя УПГШН тн. %, урав нове сие 11,51,1250,375751,4550, ,02,250,75-//-2,910,09-//-

34,03,001,00-//-3,880,12-//- 45,03,751,25-//-4,850,15-//- 56,04,51,5-//-5,820,18-//- 68,06,002,00-//-7,760,24-//- 7,90,10,9875 п/п Количество двойного хода УПГШН Время на одного двойного хода, сек Время затрачиваемое, при ходе вниз и верх подвески скважины Линейная скорость полированного штока, м/мин 11 двойной ход 6031 / двойной ход 3016/ ,5 двойной ход 2413/ двойной ход 2011/936 53,53 двойной ход 177/1042,36

Бесимбаев А

По ЦЕПНОМУ приводу, могу сказать, что это «сырая работа», конструктивное решение не соответствует современному спросу производства, вспоминается слова мудрого человека, «Надежности цепи определяется самим слабым звеном, необходимо воспользоваться системой, у которой нет таких звеньев». «Біреудің қаңсығы, бізге таңсық» болған заманғой, бұныда көріп жатырмыз. Біздің жоғарыдағы, билікте жүрген ғылыми көшбасшыларымыз қашан ақылға келіп, өз халқына сеніп, оның тағдырына түсінікпен қарар екен!!!???. «Очень плох человек, ничего не знающий, да и не пытающийся что-нибудь узнать. Ведь в нём соединились два порока». Платон. Хочу сказать по УПГШН, также словами не менее умного ЛАО – ЦЗЫ, «Действие надо начать с того, чего еще нет».

Проект является привлекательным и престижным. С доведением до серийного выпуска, мировая сообщества будут признать по внедренной новой технике – о состоятельности выпускать новой техники РК на Мировом уровне в технико-технологическом и в эколого-экономиическом плане, с соблюдением экологической и промышленной безопасности. Аталарымыздың біздер үшін қалдырған өсиеті; Батырлық, байлық кімде жоқ – ақылдың жөні бір басқа Автор проекта, Эксперт АО «НЦ ГНТЭ» Бесимбаев А Спасибо за внимание!