Метою роботи є підвищення ефективності роботи СШНУ шляхом раціонального вибору параметрів виконавчого механізму і забезпечення якісного зрівноваження верстата-качалки. Задачі досліджень: 1. Розробити математичну модель свердловинної штангової глибинонасосної установки з врахуванням кінематичних і масових характеристик виконавчого механізму та параметрів глибинного обладнання. 2. Розробити методику вибору раціональних параметрів виконавчого механізму, яка б забезпечила зменшення крутного моменту редуктора та навантажень опор вала кривошипа. 3. Визначити вплив геометричних, масових та експлуатаційних характеристик СШНУ на крутний момент кривошипа. 4. Провести аналіз методів зрівноваження верстатів-качалок в умовах експлуатації свердловин. Розробити методику виконання якісного зрівноваження по діючих навантаженнях точки підвіски штанг. ЗМІСТ Стор. ВСТУП 5 РОЗДІЛІ. АНАЛІЗ КОНСТРУКЦІЙ ВЕРСТАТІВ-КАЧАЛОК 12 1.1 Огляд схеми балансирних верстатів-качалок 12 1.2 Аналіз навантажень, які сприймають механізми та деталі верстатів-качалок 18 1.3 Методи зрівноваження верстатів-качалок 26 1.4 Шляхи вдосконалення верстатів-качалок 31 1.5 Постановка задач досліджень 35 Висновки 36 РОЗДІЛ2. КІНЕМАТИЧНИЙ І СИЛОВИЙ АНАЛІЗ БАЛАНСИРНИХ ВЕРСТАТІВ-КАЧАЛОК 37 2.1 Математична модель двоплечого верстата-качалки 37 2.2 Дослідження впливу геометричних параметрів ланок виконавчого механізму верстата-качалки на зміну його кінематичних параметрів 49 2.2.1 Вплив координат розміщення опори балансира на геометричні розміри кривошипа та шатуна 49 і 2.2.2 Вплив кута дезаксіалу 51 2.2.3 Вплив кута тиску 57 2.2.4 Вплив основної безрозмірної характеристики 59 2.3 Силовий аналіз верстатів-качалок з двоплечим балансиром 61 2.3.1 Розрахунок реакцій опор та крутного моменту кривошипа 61 2.3.2 Аналіз впливу довжини переднього та заднього плечей балансира 73 Висновки 75 РОЗДІЛЗ. ВПЛИВ ХАРАКТЕРИСТИК НАЗЕМНОГО ТА ГЛИБИННОГО ОБЛАДНАННЯ НА ЗМІНУ КРУТНОГО МОМЕНТУ КРИВОШИПА ДВОПЛЕЧИХ ВЕРСТАТІВ- 76 КАЧАЛОК 3.1.Режими роботи верстатів-качалок 80 3.2 Визначення ваги противаг при їх розміщенні на кривошипі 89 3.2.1 Аналіз існуючих методів 89 3.2.2 Визначення необхідної ваги противаг та відстані їх розміщення за максимальним значенням крутного моменту кривошипа 92 3.2.3 Визначення необхідної ваги противаг при їх розміщенні на балансирі. 96 3.2.4 Визначення необхідної ваги противаг при комбінованому зрівноважуванні. 99 3.3 Дослідження впливу втрати ходу на крутний момент кривошипа 103 3.4 Вплив технічного стану глибинного насоса на крутний момент кривошипа 107 3.4.1.Незаповнення рідиною циліндра насоса 107 3.4.2. Пропуски в нагнітальній частині насоса 110 3.4.3. Пропуски в прийомній частині насоса 114 Висновки 118 РОЗДІЛ4. МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ЗРІВНОВАЖЕННЯ ДВОПЛЕЧИХ ВЕРСТАТІВ-КАЧАЛОК ЗА ДІЙСНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ ТОЧКИ ПІДВІСКИ ШТАНГ 119 4.1 Проведення попереднього зрівноваження 119 4.2 Контроль зрівноваження та дозрівноваження верстата-качалки 126 4.3 Умови зменшення навантаження опор редуктора 133 4.4 Шляхи вдосконалення зрівноваження верстата-качалки 135 4.4.1 Метод контролю за зрівноваженням верстата-качалки 135 4.4.2 Пристрій для компенсації від'ємної частини крутного моменту 138 Висновки до розділу 143 5 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ 144 5.1 Задачі експериментальних досліджень 144 5.2 Опис експериментальної установки 144 5.3 Робота установки 149 5.4 Моделювання роботи верстата-качалки 151 5.4.1 Моделювання навантаження точки підвіски штанг 151 5.4.2 Моделювання втрати ходу 155 5.4.3 Моделювання умов роботи глибинного насоса 155 5.5 Тарування давачів на експериментальній установці 157 5.5.1. Тарування давачів зусиль розміщених на підвісці та шатуні 157 5.5.2.Тарування давача крутного моменту 161 5.5.3 Давач вимірювання лінійного переміщення штока навантажувального пристрою 161 5.6 Методика проведення експерименту 163 Висновки 175 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 176 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 179 ДОДАТКИ 190