Основные типы балансирных станков-качалок

Стандартом 1966 г. было предусмотрено 20 типоразмеров станков-качалок (СК) грузоподъемностью от 1,5 до 20 т. Типовая конструкция СК представлена на рис. 4.49.

Рис. 4.49. Схема станка-качалки типа СКДс редуктором на раме и кривошипным уравновешиванием

Впервые в стране был начат выпуск приводов, в которых редуктор был поднят и установлен на подставке.

При создании размерного ряда учитывалась унификация узлов и элементов с той целью, чтобы свести к минимуму разнообразие быстроизнашивающихся узлов и тем самым упростить изготовление, ремонт, обслуживание и снабжение оборудования запасными элементами. Для этого из 20 типов станков-качалок 9 были выполнены как базовые, а остальные 11 - в виде их модификаций.

Модификации заключались в изменении соотношений длин переднего и заднего плеч балансира путем замены головки балансира или всего балансира, что приводило к изменению грузоподъемности и длины хода станка-качалки; в применении редуктора с другим крутящим моментом; в одновременной замене балансира и редуктора.

Фактически в серийный выпуск пошли только 9 моделей, включая 7 базовых и 2 модифицированных. Условное обозначение на примере 4СКЗ-1,2-700 расшифровывается следующим образом: 4СК станок-качалка 4-ой базовой модели; 3 - допускаемая нагрузка на головку балансира 3 т; 1,2 - наибольшая длина хода точки подвеса штанг 1,2 м; 700 - допускаемый крутящий момент на редукторе 700 кг • м.

Станки-качалки по ГОСТ 5866-76. Из намечавшихся к выпуску 30 типоразмеров производством было освоено 7 моделей. Конструкции станков-качалок по данному стандарту принципиально не отличаются от предыдущих типов.

Станки-качалки СК5-3-2500 и СК6-2,1-2500 отличаются друг от друга длиной переднего плеча балансира; СК8-3,5-4000 и СК8-3,5-5600 различаются типоразмером редуктора и мопщостъю электродвигателя.

Основным изготовителем всех станков-качалок, выпускавшихся в соответствии с ГОСТ 5866, был завод «Бакинский рабочий». В последние годы оборудование, соответствующее государственному стандарту 1976 г., стали выпускать другие заводы: Нефтепроммаш (г. Ахтырка, Сумская обл.) - СКЗ-1,5-710; СК9-3,5-5500; СК12-3,0-5500; СК15-5,9-500 и Тяжмашимпекс (г. Киев) - СКЗ-1,5-710; СК12-3,0-5500

Станки-качалки по ОСТ 26-16-08-87. Указанным отраслевым стандартом впервые в нашей стране (тогда СССР) был предусмотрен выпуск станков-качалок дезаксиального типа 6 размеров (рис. 4.50., 4.51).

Рис. 4.50. Схема станка-качалки по ГОСТ 5866-76

Рис. 4.51. Схема станка-качалки типа СКДТ с редуктором на тумбе, с кривошипным уравновешиванием

Стандартом предусмотрено два вида исполнения - с установкой редуктора на раме или на тумбе. Таким образом, образуются 12 моделей приводов.

Принципиальное отличие дезаксиальных станков-качалок от ранее применявшихся у нас исключительно аксиальных в том, что дезаксиальные станки-качалки обеспечивают разное время хода штанг вверх и вниз, тогда как аксиальные - одинаковое. Поскольку разница в кинематике конструктивно обеспечивается элементарными средствами, т. е. тем или иным расположением редуктора относительно балансира и не требует специальных изменений конструкции, то станки-качалки по рассматриваемому отраслевому стандарту не отличаются от аналогичных по Госстандарту. ;

Условное обозначение рассмотрим на примере СКДГЗ-1,5-710: СК - станок-качалка; Д ~ дезаксиальный; Т - редуктор установлен на тумбе; 3 - номинальная нагрузка на устьевой шток 3 т; 1,5 - максимальная длина хода устьевого штока 1,5 м; 710 - номвтпьный крутящий момент на ведомом валу редуктора 710 кг • м.

Тихоходные станки-качалки. С ростом числа малоде-битных скважин (с дебитом менее 5 м^сут) все острее вставала проблема их оптимальной эксплуатации.

Использование периодической эксплуатации связано с целым рядом существенных неблагоприятных факторов, в числе которых: неравномерная выработка пласта, неэффективное использование наземного и подземного оборудования, недостаточный межремонтный период по сравнению с непрерывно функционирующими скважинами, затруднения, возникающие в зимнее время, и др.

Была разработана конструкция тихоходного станка-качалки с увеличенным передаточным числом за счет введения в трансмиссию дополнительной ременной передачи, что позволяло снижать частоту качаний балансира до 0,8... 1,7 в минуту.

Для этого между электродвигателем и редуктором монтируется промежуточный вал с соответственно малым и большим по диаметру шкивами, установленными консольно. Компоновка промежуточного вала может быть вертикальной и горизонтальной (рис. 4.52.).

В последнем случае раму станка-качалки приходится наращивать на величину межосевого расстояния дополнительной ременной передачи. Такой вариант применяется на станке-качалке 7СК8-3,5-4000Ш.

Конструктивное решение с дополнительной передачей отличается простотой, позволяет применять его к любому станку-качалке и допускает изготовление необходимых деталей силами добывающих предприятий.

Рис. 4.52. Схема тихоходного станка-качалки с дополнительной ременной передачей

Другим решением стало применение в приводе мотор-редуктора с передаточным числом /, равным 2,3. Если станок-качалка типа 7СК8-3,5-4000Ш имеет число качаний п, равное 3,8... 12, то с мотор-редуктором - до 2,5. При этом для работы, вместо двигателя мощностью в 30 кВт, используется двигатель мощностью 18,5 кВт.

Тихоходные станки-качалки с трехступенчатым редуктором разработаны АзИНМАШем. (рис. 4.53.).

Рис. 4.53. Схема станка-качалки с трехступенчатым коническо-цилиндрическим редуктором

Компоновка трансмиссии такого станка-качалки отличается отсутствием ременной передачи, что компенсируется применением трехступенчатого редуктора с передаточным числом /, равным 165. Редуктор непосредственно с помощью муфты соединяется с электродвигателем. При этом приходится применять угловую передачу, поэтому редуктор имеет коническо-цилиндри-ческую конструкцию с быстроходной конической ступенью.

Отсутствие ременной передачи не позволяет регулировать частоту хода балансира, поэтому в описываемом варианте предусматривается применение регулируемого многоскоростного асинхронного электродвигателя, который за счет изменения схемы подключения может обеспечить частоту вращения вала 495; 745; 990 и 1485 об/мин. Соответственно получается 3; 4,5; 6 и 9 качаний балансира в минуту, причем резко сокращается время перевода СИГНУ на другой режим работы по сравнению со сменой шкивов.

Отсутствие ременной передачи, которая в обычном механизме предохраняет оборудование от поломок при перегрузках, потребовало в данном случае другого конструктивного решения. Муфта, соединяющая двигатель с редуктором, снабжена срезным штифтом, заключенным в резиновую оболочку, которая смягчает пусковой момент.

При заклинивании плунжера скважинного насоса или поломках в кинематической цепи штифт срезается, предохраняя электродвигатель от перегрузки.