МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ПРИВОДА ШТАНГОВОЙ УСТАНОВКИ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ ДИНАМИЧЕСКОГО УРОВНЯ

Abstract

Актуальность. Уравновешенность привода является одним из ключевых факторов, определяющих эффективность эксплуатации скважин установками скважинных штанговых насосов. Это имеет особое значение для малодебитных скважин, которые работают на пределе рентабельности, вследствие низких дебитов и высокого энергопотребления. Перевод их на периодический режим приводит к системным колебаниям динамического уровня. Изменение динамического уровня обуславливает изменение нагрузок, действующих на штанговую колонну и балансирный привод. Для сохранения уравновешенности станка-качалки в этих условиях необходима корректировка положения уравновешивающих контргрузов. Цель: анализ автоматической системы уравновешивания станка-качалки, включающей дополнительный балансирный контргруз, с возможностью автоматического перемещения, положение которого вдоль балансира регулируется за счет вспомогательного электродвигателя; разработка методологии расчета параметров автоматической системы динамического уравновешивания, позволяющей проводить расчеты механизма выравнивания нагрузок. Методы: экспресс-метод для оценки параметров контргрузов, учитывающий статические составляющие нагрузок на плунжер и привод, и детальный метод с учетом динамических составляющих нагрузок. Результаты. Показано, что оба метода расчета дают приемлемые результаты с точки зрения обеспечения минимального крутящего момента на кривошипном валу, выравнивания степени загрузки вала и электродвигателя в течение цикла откачки. Выводы. Установлено, что требуемый (для поддержания динамической уравновешенности) вес дополнительного балансирного контргруза в значительной степени возрастает по мере роста разницы динамического уровня в процессе откачки и снижается при увеличении «длины хода» контргруза вдоль балансира. Плечо кривошипного груза при увеличении веса дополнительного балансирного контргруза уменьшается вследствие снижения вклада кривошипной составляющей в системе комбинированного уравновешивания.