Верстат-гойдалка

Верста́т-кача́лка — у нафтовидобуванні — індивідуальний механічний привод нафтового штангового свердловинного насоса.

Верстат-гойдалка в роботі.

Пам'ятник нафтовій качалці у Прилуках

Штангова насосна установка верстата-качалки: 1.двигун. 2.противага. 3. кермова сошка. 4. балка балансира. 5. головка балансира. 6. верхній шарнір колони штанг. 7. гирло свердловини. 8. нафтопровід. 9. бетонні фундаменти. 10. кожух. 11. штанга насосна. 12. трубки. 13. насос. 14. клапани. 15. нафтові піски

Схема роботи верстата-качалки

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Качалка (значення).

Історія

«Класичний» верстат-гойдалку (індивідуальний балансовий механічний привод штангового насосу) створив у техаській компанії «Люфкін Індастрі» винахідник на початку 1920-х років.

Американську насосну установку балансирного верстата-гойдалки зрівноваженого контрвантажами вперше на Прикарпатті застосували в 1924 р., що дозволило піднімати навіть парафінисту нафту з глибоких свердловин. Сьогодні 2/3 усіх видобувних нафтових свердловин у світі використовують штангові насоси і в переважній більшості приводом в них слугує «класичний» або модернізований верстат-гойдалка. З цієї причини зображення верстата-гойдалки стало поруч з нафтовою буровою вежею загальновизнаним символом нафтовидобування, увійшло в численні логотипи й чітко асоціюється з нафтовими компаніями.

Опис

Верстат-качалка — аґреґат для приведення в дію при механізованій . плунжера глибинного насоса передається через штанги і шток (рис.). Верстат-качалка встановлюється на фундаменті над гирлом свердловини.

У залежності від кількості свердловин, що одночасно обслуговуються, верстат-качалки, бувають індивідуальні, спарені і групові.

На практиці частіше за все застосовуються індивідуальні станки-качалки. У залежності від характеру передачі руху до штока індивідуальні Верстат-качалки бувають балансирного і безбалансирного типу. Найбільш поширені балансирні індивідуальні верстат-качалки.

Верстат-качалка встановлюється на спеціально підготовленому фундаменті (зазвичай бетонному), на якому встановлюються: платформа, стійка, станція керування.

Після первинного монтажу на стійку встановлюють балансир, який врівноважують так званою головкою балансиру. До неї ж кріпиться канатна підвіска (остання поєднує балансир з полірованим сальниковим штоком).

На платформу встановлюються редуктор та електродвигун. Іноді електродвигун розташований під платформою. Останній варіант має підвищену небезпеку, тому трапляється рідко. Електродвигун з'єднується з маслонаповненим знижувальним редуктором через клиноременеву передачу. Редуктор, у свою чергу, з'єднується з балансиром через кривошипно-шатунний механізм. Цей механізм перетворює обертальний рух вала редуктора у зворотно-поступальний рух балансиру.

Станція управління є шафою, в якій розташована електроапаратура. Поблизу станції управління (або прямо на ній) виведено ручне гальмо верстата-гойдалки. На самій станції керування розташований ключ (для замикання електромережі) та амперметр. Останній — дуже важливий елемент, особливо у роботі оператора видобутку нафти та газу. Нульова позначка у амперметра поставлена ​​в середину шкали, а стрілка-покажчик рухається то негативну, то позитивну область. Саме за відхиленням вліво-вправо оператор визначає навантаження на верстат - відхилення в обидві сторони повинні бути приблизно рівними. Якщо ж умова рівності не виконується, значить верстат працює вхолосту.

Урівноважування верстатів-качалок

Урівноважування верстатів-качалок (рос.станков-качалок уравновешивание; англ. counterbalancing of pumping units; нім. Auswuchten n der Bohrschwengel f) — зрівнювання навантажень на головку балансира верстата-качалки відповідно при ходах штанг вверх і вниз за умови, щоб робота, яка виконується двигуном протягом одного подвійного ходу (при ході штанг вверх і вниз) була постійною. Здійснюється шляхом розміщення додаткових вантажів (противаг) на балансир (балансирне В.-г.у.), на корби (роторне або корбове В.-г.у.) або на балансир і кривошип (комбіноване В.-г.у.). Внаслідок значної ваги противаг, процедура урівноважування вимагає затрат часу і зусиль, проте існують методи автоматизованого урівноважування верстатів-качалок, які зменшують необхідну кількість потрібних ітерацій.

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
• Українська нафтогазова енциклопедія / за загальною редакцією В. С. Іванишина. — Львів : Сполом, 2016. — 603 с. : іл., табл. — .
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу. Тт. 1-2, 2004—2006 рр. 560 + 800 с.
• Пилипів, Л. Д. Основи нафтогазової справи: навч. посіб. / Л. Д. Пилипів. — Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2012. — 312 с. http://chitalnya.nung.edu.ua/osnovi-naftogazovoyi-spravi.html-1 [ 31 січня 2015 у Wayback Machine.]
• Mike Kelly, // ARTIFICIAL LIFT, New Mexico Institute of Mining and Technology
• Орловський В. М., Білецький В. С., Вітрик В. Г., Сіренко В. І. Бурове і технологічне обладнання. Харків: Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, НТУ «ХПІ», ТОВ НТП «Бурова техніка», Львів, Видавництво «Новий Світ — 2000», 2021. — 358 с.
• Вдосконалення ватметрографічних методів діагностування штангових глибинно-насосних установок для видобутку нафти та розробка технічних засобів для їх реалізації [Текст] : дис. канд. техн. наук: 05.11.13 / Ровінський Віктор Анатолійович ; Івано-Франківський національний технічний ун-т нафти і газу. - Івано-Франківськ, 2003. - 180 арк.: рис. - арк. 129-138

Інтернет-ресурси

• All Pumped Up – Oilfield Technology, The American Oil & Gas Historical Society, updated October 2014(англ.)

Примітки

1. верхній шарнір колони штанг, що використовується в системі штучного підйому штангового насоса. Відполірований шток забезпечує ефективне гідравлічне ущільнення навколо колони поршневого штока.