книги2 / 75

PERSPECTIVESCIENTIFICRESEARCH:EXPERIENCE,PROBLEMSANDDEVELOPMENTPROSPECTS

2.Свяжем визуальные компоненты типа wxTextCtrl с входным файлом Input.txt и выходным файлом Output.txt, соответственно через файловые переменные.

3.Поскольку приложение на базе lex и yacc представляет собой исполняемый файл (.exe), то после записи исходного текста из первого компонента wxTextCtrl в файл Input.txt вызываем приложение на базе lex и yacc, из текущего приложения, например, с помощью встроенной функции system() языка С++.

4.После выполнения приложения на базе lex и yacc результаты будут записаны в выходной файл Output.txt. В текущее графическое приложение считываем содержимое этого файла во второй компонент wxTextCtrl для отображения результатов.

Общая схема предлагаемого подхода отражена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Общая схема работы графического пр иложения в wxDevС++ с приложением на базе lex и yacc

Содержание пунктов 2, 3 и 4 в виде кода на С++ можно описать в виде обработчика на нажатие кнопки. Соответствующий программный код на С++ на событие OnClick представлен на рисунке

9.

Результаты работы графического приложения при вызове лексического анализатора приведены на рисунке 10.

INTERNATIONALSCIENTIFICANDPRACTICALCONFERENCE | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU

~ 80 ~

ПЕРСПЕКТИВНЫЕНАУЧНЫЕИССЛЕДОВАНИЯ:ОПЫТ,ПРОБЛЕМЫИПЕРСПЕКТИВЫРАЗВИТИЯ

Рисунок 9 – Содержимое обработчика на событие OnClick кнопки

Рисунок 10 – Результаты работы графического приложения

МЕЖДУНАРОДНАЯНАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯКОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦВЕСТНИКНАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU

~ 81 ~

PERSPECTIVESCIENTIFICRESEARCH:EXPERIENCE,PROBLEMSANDDEVELOPMENTPROSPECTS

Таким образом, было получено приложение с интуитивно понятным ГПИ, решающее проблемы консольного и файлового взаимодействия с пользователем.

Заключение.

Ввод многострочного текста исходной программы в консоль для приложений, построенных с использованием генераторов lex и yacc, представляет собой довольно трудоемкий процесс. Как следствие, это приводит к риску возникновения ошибок в процессе ввода, что приводит к некорректному результату анализа исходной программы. Использование ГПИ с поддержкой ввода многострочного текста в таких приложениях позволяет снизить количество ошибок во входных данных, сделать взаимодействия с пользователем более комфортным и легким в восприятии. Предложенный авторами подход несложен в реализации, не требует вмешательства в исходной код генераторов, а позволяет использовать имеющиеся у них возможности.

Список литературы

[1]John R. Levine, Tony Mason, Doug Brown, Lex & Yacc. 2-nd Edition [Электронный ресурс]. – URL: https://www.oreilly.com/library/ view/lex-yacc/9781565920002/ch01.html/ (дата обращения: 25.11.2022).

[2]Thomas Niemann, A Compact Guide To Lex&Yacc [Электронный ресурс]. – URL: https://epaperpress.com. (дата обращения: 25.11.2022).

[3]Гусенков А.М. Специализированные языки обработки информации: Учебн. пособие / А.М. Гусенков. – Казань, Казанский ун-т, 2018. 151 с.

[4]Johnson S.C. Yacc: Yet Another Compiler-Compiler / S.C. Jonson. [Электронный ресурс]. – URL: http://dinosaur. compilertools.net. (дата обращения: 20.11.2022).

[5]Lesk M.E. Lex – A Lexical Analyzer Generator / M.E. Lesk, E. Schmidt. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.cs.utexas.edu/users/ novak/ lexpaper.htm. (дата обращения: 20.11.2022).

[6]Graef, A. TP Lex/ Yacc 3.0 for Delphi / A. Graef. [Электронный ресурс]. – URL: http://17slon.com/gp/gp/tply.htm. (дата обращения: 20.11.2022).

~ 82 ~

ПЕРСПЕКТИВНЫЕНАУЧНЫЕИССЛЕДОВАНИЯ:ОПЫТ,ПРОБЛЕМЫИПЕРСПЕКТИВЫРАЗВИТИЯ

[7] Programming with wxDevC++ [Электронный ресурс]. – URL: https://tfetimes.com/wpcontent/uploads/2015/11/ProgrammingwithwxDe.pdf. (дата обращения: 30.11.2022).

© О.В. Конюхова, Э.А. Кравцова, 2022

МЕЖДУНАРОДНАЯНАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯКОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦВЕСТНИКНАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU

~ 83 ~

PERSPECTIVESCIENTIFICRESEARCH:EXPERIENCE,PROBLEMSANDDEVELOPMENTPROSPECTS

УДК 62-231.311.2

РАЗРАБОТКА МОДЕРНИЗИРОВАННОГО КРИВОШИПНОШАТУННОГО МЕХАНИЗМА БАЛАНСИРНОГО ПРИВОДА ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА

С.С. Лутфуллоев,

магистрант 1 курса, напр. «Технологические машины и оборудование»

Г.И. Бикбулатова,

научный руководитель, к.т.н., доц., ГБОУ ВО «Альметьевский государственный нефтяной институт», г. Альметьевск

Аннотация: В статье рассматривается причины наиболее частых аварийных отказов балансирных приводов штангового скважинного, связанные с кривошипно-шатунным механизмом. Сход кривошипа с вала редуктора, выход пальца из кривошипа, разрушение пальца кривошипа и обрыв шатуна приводит к отказу привода и соответственно к убыткам вследствие ремонта и простоя оборудования. Один из способов решения, модернизировать кривошипно-шатунный механизм привода. Устройство представляет собой конструкцию кривошипа, в котором пять отверстий для регулировки длины хода привода штангового скважинного насоса и крепления нижнего пальца шатуна объединены в один продольный паз. Результат: создание благоприятных режимов функционирования узлов и механизмов привода штангового скважинного насоса.

Ключевые слова: модернизация, кривошипно-шатунный, механизм, привод штангового скважинного насоса

В нефтедобывающей отрасли России насчитывается более 100 тысяч приводов штанговых скважинных насосов [1-10]. Привод станка-качалки – важный компонент штанговой скважинной насосной установки, предназначенной для подъема пластовой жидкости из скважин.

~ 84 ~

ПЕРСПЕКТИВНЫЕНАУЧНЫЕИССЛЕДОВАНИЯ:ОПЫТ,ПРОБЛЕМЫИПЕРСПЕКТИВЫРАЗВИТИЯ

В начальный период эксплуатация скважины должна проходить в оптимальном режиме отбора жидкости, что обусловлено геологическими и технико-экономическими факторами. Для этого необходимо плавно изменять частоту качаний балансира, меняя темпы отбора жидкости из скважин и определяя ее дебит при каждом новом положении динамического уровня. По мере использования насоса и разработки скважины ее производительность начинает уменьшаться, все больше отклоняясь от оптимальной. На некоторых скважинах необходимо постепенно увеличивать частоту качаний после пуска скважины из-за большого содержания песка в откачиваемой жидкости. В полость штангового насоса поступает большое количество твердых фракций. Это обычно разрушенные части породы нефтяного коллектора, песок, механические твердые осадки, разрушенные части обсадной колонны, фракции глинистого раствора и т.д. Из эксплуатационной колонны твердые осадки попадают сначала в защитное приспособление, смонтированное на приеме штангового оборудования, далее механические примеси поступают в насос и существенным образом влияют на работоспособность плунжерной и клапанной пары оборудования. Кроме того, на работу привода штангового скважинного насоса оказывает влияние множество возмущений, ухудшающих работу оборудования. Возмущающие воздействия связаны с изменением физико-химических свойств перекачиваемой пластовой жидкости, статической нагрузкой, создаваемой весом столба жидкости над плунжером, весом штанги силами трения. Случайные изменения нагрузки отрицательно влияют на насосное оборудование, приводят к механическим ударам в системе, ступенчатому изменению числа качаний и износу оборудования [7].

Для анализа функциональности и особенности работы необходимо ознакомиться с конструкцией, которой обладает привод штангового скважинного насоса (рис. 1) [10-12].

МЕЖДУНАРОДНАЯНАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯКОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦВЕСТНИКНАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU

~ 85 ~

PERSPECTIVESCIENTIFICRESEARCH:EXPERIENCE,PROBLEMSANDDEVELOPMENTPROSPECTS

Рисунок 1 – Привод штангового скважинного насоса (1 – рама; 2 – стойка; 3 – балансир; 4 – головка балансира;

5 – подвеска устьевого штока; 6 – траверса; 7 – шатун; 8 – кривошип; 9 – уравновешивающее устройство с использованием грузов или пневматического аккумулятора; 10 – редуктор; 11 – приводной двигатель (электрический двигатель или двигатель внутреннего сгорания); 12 – защитное ограждение; 13 – верхняя площадка;

14 – смотровая площадка)

Он состоит из силовой установки, вращательное движение от которой поступает на ведущий вал редуктора. На нем расположен кривошип с системой противовесов. Для связи кривошипа с балансиром предусмотрены шатуны и траверсы. В свою очередь, балансир установлен на опорной стойке. Для уменьшения затраты энергии на торцевой части балансира расположена откидная головка.

~ 86 ~

ПЕРСПЕКТИВНЫЕНАУЧНЫЕИССЛЕДОВАНИЯ:ОПЫТ,ПРОБЛЕМЫИПЕРСПЕКТИВЫРАЗВИТИЯ

В конструктивном отношении привод штангового скважинного насоса представляет собой механизм, преобразующий вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение колонны штанг.

Крутящий момент от электродвигателя через клиноременную передачупередаётсянаведущийвалредуктора,азатеминаведомыйвал. Наведомомвалу закрепляется кривошипспротивовесами.Кривошипс помощью шатунов и траверсы, связан с балансиром, качающимся на опоре,укреплённой настойке. Балансир снабжён откидной головкой, на которой монтируется канатная подвеска, с устьевой подвеской штока. Управление электрооборудованием привода осуществляется станцией управления.

Для нефтедобывающих предприятий, осуществляющих эксплуатацию скважин с использованием штанговых скважинных насосных установок, актуальными остаются задачи повышения эффективности их использования посредством снижения материальных затрат на поддержание их работоспособности и уменьшения количества аварийных отказов.

Статистика аварийных отказов привода штангового скважинного насоса:

разрушение пальца кривошипа – 33 %;

разрушение тихоходного вала редуктора – 17 %;

выход пальца из кривошипа – 8 %;

обрыв головки балансира – 8 %;

обрыв шатуна – 17 %;

обрыв траверсы – 5 %;

износ и разрушение зубчатых передач редуктора – 3 %;

обрыв балансира – 3 %;

сход кривошипа с вала редуктора – 3 %;

разрушение опоры траверсы – 3 % [7].

В настоящее время режим работы штанговых насосов регулируется с помощью преобразования длины хода плунжера насоса путем перестановки пальцев на кривошипе или с помощью изменения числа ходов посредством замены сменных шкивов на валу приводного электродвигателя. Это повышает трудоемкость работ и требует остановки привода, что приводит к снижению производительности, а в ряде случаев, при длительных остановках, к

МЕЖДУНАРОДНАЯНАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯКОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦВЕСТНИКНАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU

~ 87 ~

PERSPECTIVESCIENTIFICRESEARCH:EXPERIENCE,PROBLEMSANDDEVELOPMENTPROSPECTS

образованию песчаных пробок, заклиниванию плунжера и другим нежелательным последствиям. Кроме того, при таком изменении режима откачки жидкости часто нарушается уравновешенность.

Сход кривошипа с вала редуктора, выход пальца из кривошипа, разрушение пальца кривошипа и обрыв шатуна приводит к отказу станка-качалки, и соответственно к убыткам вследствие ремонта и простоя оборудования.

Как показала практика, причин отказа кривошипно-шатунного механизма достаточно много (неуравновешенность станка-качалки, износ контактирующих поверхностей, превышение нагрузки и т.д.) [6].

Среди основных причин, обусловливающих возникновение внезапных отказов привода штангового скважинного насоса, названы:

усталость металла;

превышение нормативных нагрузок;

низкий уровень обслуживания штанговой скважинной насосной установки.

Следует отметить, что одним из ключевых факторов, оказывающих существенное влияние на наработку штанговой скважинной насосной установки, является уравновешенность станкакачалки, определяющая уровень динамических нагрузок на узлы станка и величину удельных энергозатрат на подъем пластовой жидкости. Сложные условия функционирования нефтепромыслового оборудования, многофакторность процессов взаимодействия элементов штанговой скважинной насосной установки между собой и

свнешней средой, а также ценовые ограничения, обуславливают необходимость поиска технически простых и надежных решений для модернизации кривошипно-шатунного механизма станка-качалки [8].

Проведенное патентное исследование темы модернизации кривошипно-шатунного механизма выявило следующие способы решения указанной проблемы:

«Дифференциальный кривошипный механизм» (патент RU 2246650) [2];

«Способ эксплуатации станка-качалки» (патент RU 2018127577) [3];

«Станок-качалка» (патент RU 2090781) [4].

~ 88 ~

ПЕРСПЕКТИВНЫЕНАУЧНЫЕИССЛЕДОВАНИЯ:ОПЫТ,ПРОБЛЕМЫИПЕРСПЕКТИВЫРАЗВИТИЯ

Однако самым эффективным на мой взгляд представляется решение: разработка модернизированного кривошипно-шатунного механизма. Привод штангового глубинного насоса пред ставляет собой следующую конструкцию (рис. 2): состоит из стойки 1, на которой шарнирно установлен балансир 2 с головкой 3, на которой установлен устьевой шток. Балансир 2 через шатун 4 при помощи нижнего пальца кривошипа 8, соединен с модернизированным кривошипом 5. На боковой поверхности кривошипа выполнен продольный паз 7, по оси тела модернизированного кривошипа 9, который используется для установки устройства для крепления нижнего пальца кривошипа 8. Привод штангового глубинного насоса выполняется с двумя кривошипно-шатунными механизмами (два шатуна 4, два модернизированных кривошипа 5 и два шатуна 4).

Рисунок 2 – Привод штангового скважинного насоса с модернизированным кривошипно-шатунным механизмом

(1 – стойка; 2 – балансир; 3 – головка; 4 – шатун; 5 – кривошип; 6 – противовес; 7 – продольный паз; 8 – нижний палец шатуна; 9 – центральная ось кривошипа)

МЕЖДУНАРОДНАЯНАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯКОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦВЕСТНИКНАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU

~ 89 ~