Методика расчета веса устьевого контргруза комбинированной роторно-устьевой системы уравновешивания станка-качалки
Значительная часть добывающих скважин, эксплуатируемых установками скважинных штанговых насосов, оборудована балансирными станками-качалками (СК). Уравновешивание балансирных СК проводится в основном механическим способом, т. е. специальными противовесами (контргрузами). Существующие технологии уравновешивания станков-качалок обусловливают интенсивный усталостный износ узлов наземного оборудования вследствие высоких нагрузок на привод СК. Это приводит к преждевременным отказам и росту потребляемой электроэнергии. Перечисленные факты обусловливают необходимость поиска новых методов уравновешивания СК, среди которых можно выделить системы с комбинированным роторно-устьевым уравновешиванием. Дополнительное уравновешивание СК в таких системах достигается применением устьевого контргруза, обеспечивающего направленную вертикально вверх силу, обусловленную его весом и приложенную через гибкую тягу непосредственно к устьевому штоку. Установка устьевого противовеса позволяет компенсировать часть постоянной нагрузки на головку балансира, обусловленной весом колонны штанг в жидкости, а значит уменьшить нагрузку на головку балансира, его опору, и тем самым предотвратить износ узлов СК. В статье приведены результаты исследования динамических процессов, происходящих в работе штанговой установки с устьевой уравновешивающей системой. Рассмотрено влияние условий работы скважинного оборудования на расчетную величину веса устьевого противовеса, удовлетворяющего критериям минимизации нагрузок на узлы станка-качалки и обеспечения устойчивой работы балансира. Показано, что оборудование скважины дополнительной устьевой системой уравновешивания позволяет значительно уменьшить нагрузку на головку балансира, что способствует увеличению равномерности загрузки узлов СК и приводного двигателя, снижению величины потребляемой электроэнергии.