Выбор мощности ЭД СК

Первая задача возникает при уточнении мощности ЭД станка-качалки. Такой случай возможен при отклонении дебита скважины от запланированного, а также при изменении режима работы скважины. В этом случае подбор ЭД целесообразно производить по нагрузочной диаграмме мощности или момента. Режим работы ЭД длительный с циклически изменяющейся нагрузкой. Для выбора мощности ЭД достаточно рассмотреть один цикл работы (одно качание) и привести переменную нагрузку к неизменной стандартной. При этом используется один из методов: метод эквивалентного момента, эквивалентной мощности или эквивалентного тока.

Эквивалентную или эффективную мощность Р_э электродвигателя определяют по формуле:

,

где t₁, t₂ – время интервалов;

Р₁, Р₂ – средние значения мощности в интервале.

Требуемая ном мощность эд Р_ном определяется по условию:

.

Вторая задача возникает при расчете мощности ЭД для вновь вводимой скважины. В этом случае для определения эффективной мощности нагрузки обычно используют формулы с учетом величины подачи насоса, глубины подвески насоса и технических параметров станка-качалки. Согласно формуле Б.М. Плюща и В. О. Саркисяна эффективная мощность эд определяется по формуле: ,

где G – масса столба жидкости над плунжером, определяемая полной площадью плунжера и высотой подачи жидкости;

S – длина хода устьевого штока;

n – число качаний в секунду;

η_п –КПД передачи от вала эд к валу кривошипа (0,96-0,98);

k₁ –конструктивный коэффициент, зависящий от типа станка-качалки;

k₂ –расчетный коэффициент.

Эффективную мощность электродвигателя можно определить по другой формуле:

Р_э =1,7 ∙k_o∙k_a∙d²∙H∙S∙n∙;10^-7+ Р_с,

где k_o – относительный коэффициент формы кривой момента на валу двигателя, равный отношению фактического коэффициента формы кривой k_ф к коэффициенту формы для синусоиды (1,11),

;

k_a –поправочный коэф, учитывающий влияние деформации штанг и труб;

Н – глубина подвески насоса;

Р_с –постоянные потери в станке-качалке, не зависящие от нагрузки.

Условие выбора мощности электродвигателя:

Р_ном ³ Р_э.

Выбранный по условиям нагрева двигатель не во всех случаях будет удовлетворять требованиям работы в приводе станка-качалки. Он должен удовлетворять условиям пуска станка качалки и обеспечивать преодоление пиков нагрузочного момента при работе установки. При пуске станка-качалки ЭД должен развивать момент, обеспечивающий преодоление статического момента сопротивления и момента необходимого для разгона до установившейся скорости. Статический момент сопротивления при пуске превышает момент при установившемся режиме за счет увеличенных сил трения, обусловленных заеданием движ-ся частей ЭД, выжиманием смазки, а также возможным наличием песчаных пробок.

Протекание пускового процесса, обычно не превышающего 10 с, зависит от начального положения кривошипа и от того, как изменяется нагрузка после пуска, кроме того, начальный пусковой момент двигателя может уменьшаться при снижении питающего напряжения.

Для нормальной работы СК кратность максимального момента λ=M_max/М_ном должна находиться в пределах 1,8-1,9. Обычно значение λ; у АД станков-качалок составляет 2,1-2,8, что обеспечивает надежную работу электропривода с перегрузками и при снижении напряжения в сети.