Дифференциальный привод

ROSTAR / О компании / Проекты / Дифференциальный привод

О компании:

  • РОСТАРОЙЛГАЗ входит в группу компаний РОСТАР.
  • Компания РОСТАР занимается разработкой оборудования для нефтегазовой отрасли с 2004 г.
  • Все производственные корпуса предприятия оснащены самым современным оборудованием.
  • В производстве используется технологии изготовления деталей литьём, давлением и механической обработкой.
  • Продуманные технологические цепочки позволяют изготавливать детали повышенной точности.
  • Наличие собственной конструкторско-технологической службы и её тесная работа с опытно-экспериментальным участком позволяет фирме проектировать, испытывать и доводить до серийного производства изделия различной степени сложности в кратчайшие сроки.
  • В том же 2004 году компания приступила к разработке дифференциального привода нового образца для скважинного штангового насоса. Областью его применения являются скважины с высоковязкой нефтью, осложнённые образованием эмульсии, малодебитные скважины и скважины с периодическим режимом работы.

Проблемы малодебитных скважин, работающих в периодическом режиме

1. Потери по нефти из-за недобора составляют в среднем 65 т/год – для сернистых скважин и около 160 т/год – для девонских.
2. Увеличение подземных ремонтов (примерно на 10-20%) из-за возможности запарафинивания ГНО;
3. Возможность замерзания устьевого оборудования и выкидной линии в зимнее время;
4. Дополнительные «вредные» пусковые нагрузки на редуктор и электродвигатель во время частых запусков, снижающие ресурс их работы;

Область применения и результат

Дифференциальный привод для СК предназначен для приведения в действие скважинного штангового насоса.

Применение дифференциального привода наиболее эффективно на скважинах с высоковязкой нефтью, осложненных образованием эмульсии; малодебитных скважинах и скважинах с периодическим режимом работы.

Технический результат работы дифференциального привода станка качалки:

1. За счет снижения числа качаний до любого необходимого значения станок качалка переводится на круглосуточный режим работы;
2. Увеличение дебита;
3. Уменьшение удельного электропотребления;
4. Сокращение количества ремонта скважин;
5. Повышение коэффициента наполнения насоса;
6. Снижаются нагрузки на насосные штанги;
7. Равномерная выработка нефтяного пласта;
8. Возможность использования насосных штанг с меньшими диаметрами.

Замена базового привода на дифференциальный производится без изменения конструкции станка-качалки

Принцип работы:

Схематичное изображение станка-качалки с установленным новым приводом

В глубинно-насосной штанговой установке содержится:

  • 1 стойка
  • 2 балансир
  • 3 насосные штанги
  • 4 привод, в составе которого:
    • 5 электродвигатель
    • 6 редуктор
    • 7 дифференциальный механизм, генерирующий возвратно-поступательные движения с разной скоростью противоположных ходов

 

Основой дифференциального механизма является:

  • 8 внешнее центральное колесо
  • 9 внутреннее центральное колесо
  • 10 сателлит

 

Варианты исполнения дифференциального механизма, а также варианты исполнения и взаиморасположение центральных колёс и сателлита могут быть различными.

К внешнему центральному колесу 8 и к сателлиту 10 подсоединены два шатуна 11 и 12. Другими концами шатуны 11 и 12 соединены с балансиром 2.

В новом приводе, для глубинно-насосной штанговой установки, насосные штанги движутся вверх медленнее, чем вниз, за счет применения дифференциального механизма. Привод для глубинно-насосной штанговой установки работает следующим образом.

Электродвигатель 5 (рис.1), через редуктор 6, вращает внутреннее центральное колесо 9 (рис.2), которое в свою очередь будет вращать вокруг себя сателлит 10. Саттелит, при движении вниз, когда шатуны 11 и 12 находятся по разные стороны от внутреннего центрального колеса 9, будет увлекать вниз за собой и шатуны.

При этом шатун 11 будет заставлять вращаться внешнее центральное колесо 8. Когда сателлит при достижении нижней точки вращения начинает двигаться вверх, шатуны тоже движутся вверх. Шатун 11 при этом заставляет вращаться внешнее центральное колесо 8 в другую сторону от первоначального направления вращения.

Так как сателлит получает вращательное движение вокруг внутреннего центрального колеса 9 из-за контакта с внешним центральным колесом 8, то при движении сателлита вниз получается снижение, а при движении вверх - увеличение скорости вращения сателлита из-за колебательного вращения внешнего центрального колеса 8.

Таким образом, при движении сателлита вниз его скорость вращения вокруг внутреннего центрального колеса 9 получается меньше, чем при движении вверх. Так как шатуны другими концами соединены с балансиром 2, то и балансир будет делать колебательные движения в разные стороны с разной скоростью. Непроизводительное подготовительное движение насосных штанг 3 вниз будет происходить быстрее, а их движение вверх медленнее.

Новый привод можно применить вместо штатного привода как для находящихся в эксплуатации станков-качалок без существенных изменений их конструкций, так и на вновь изготавливаемых станках-качалках.

Отчет об испытаниях в ОАО «Татнефть»

Технические характеристики используемого оборудования:

На скважине №1333 СК8-3,5-4000 заменили стандартный привод на дифференциальный и перевели скважину с периодического на постоянный режим работы.

Стандартный привод: Дифференциальный привод:
Длина хода – 1,8 Длина хода – 1,8
Число качаний – 3,3 мин-1 Число качаний – 1,4 мин-1
Режим работы: периодичный Режим работы: постоянный

Привод Ростаройлгаз за счет разности скорости хода вверх и вниз позволяет уменьшить приведенные нагрузки, тем самым увеличивая срок МРП.

Дебит жидкости

  Обычный привод: Привод Ростаройлгаз:
Число качаний, мин-1 3,3 2,1 1,6 1,4
Среднесуточный дебит, т/сут 1,1 1,22 1,15 1,3

Среднесуточный дебит стандартного СК составил 1,1 т/сут, при работе 15- 16 дней в месяц.
Перевод на постоянный режим эксплуатации ведет к увеличению дебита.

Накопленная добыча



Видно, что СК оборудованный приводом Ростаройлгаз, в накопленной добыче нефти за аналогичный период имеет прирост почти в 2 раза, что можно объяснить выведением скважины на постоянный режим.
Время работы



До установки привода Ростаройлгаз за аналогичный период 5 месяцев, скважина проработала 1536 часов, после установки время работы составило 3364 часа, что в 2,2 раза больше.

Выводы:

1. Снижено число качаний до необходимого минимального значения;
2. Станок-качалка переведена на круглосуточный режим работы;
3. Увеличен дебит по нефти в 2 раза;
4. Получено снижение энергопотребления;
5. Снижена нагрузка на насосные штанги;
6. Повышен коэффициент наполнения насоса;
7. Максимальная реализация потенциала скважин по нефти.

Экономический эффект:

Стоимость ДП РОСТАРОЙЛГАЗ - 750 тыс. руб.
Стоимость монтажа/демонтажа ДП - 15 тыс. руб.
ЧДД за срок эксплуатации - (5лет) 1021,85 тыс. руб.
Срок окупаемости – 2 года

Материалы для скачивания

Фото нефтяного станка-качалки с дифференциальным приводом РОСТАР


Работа нефтекачалки с дифференциальным приводом РОСТАР
Работа нефтекачалки с дифференциальным приводом РОСТАР