<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" dtd-version="1.4" article-type="research-article">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="issn">2411-3336</journal-id>
      <journal-id journal-id-type="eissn">2541-9404</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Записки Горного института</journal-title>
        <journal-title xml:lang="en">Journal of Mining Institute</journal-title>
      </journal-title-group>
      <publisher>
        <publisher-name xml:lang="ru">Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ</publisher-name>
        <publisher-name xml:lang="en">Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.25515/pmi.2017.5.582</article-id>
      <article-id custom-type="pmi" pub-id-type="custom">pmi-11418</article-id>
      <article-id pub-id-type="uri">https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11418</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru">
          <subject>Электромеханика и машиностроение</subject>
        </subj-group>
        <subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en">
          <subject>Electromechanics and mechanical engineering</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="en">Assessment of load of beam-balanced pumping units by electric motor power indicators</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="ru">
          <trans-title>Оценка нагруженности балансирных станков-качалок по параметрам питания электропривода</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Shishlyannikov</surname>
            <given-names>D. I.</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Шишлянников</surname>
              <given-names>Д. И.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Shishlyannikov</surname>
              <given-names>D. I.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>4varjag@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff1">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Perm National Research Polytechnic University (Perm, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Rybin</surname>
            <given-names>A. A.</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Рыбин</surname>
              <given-names>А. А.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Rybin</surname>
              <given-names>A. A.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>aarybin@pstu.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff2">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Пермь, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Perm National Research Polytechnic University (Perm, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
      </contrib-group>
      <pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2017-10-23">
        <day>23</day>
        <month>10</month>
        <year>2017</year>
      </pub-date>
      <pub-date date-type="collection">
        <year>2017</year>
      </pub-date>
      <volume>227</volume>
      <fpage>582</fpage>
      <lpage>588</lpage>
      <history>
        <date date-type="received" iso-8601-date="2017-04-28">
          <day>28</day>
          <month>04</month>
          <year>2017</year>
        </date>
        <date date-type="accepted" iso-8601-date="2017-07-09">
          <day>09</day>
          <month>07</month>
          <year>2017</year>
        </date>
        <date date-type="rev-recd" iso-8601-date="2017-10-23">
          <day>23</day>
          <month>10</month>
          <year>2017</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement xml:lang="ru">© 2017 Д. И. Шишлянников, А. А. Рыбин</copyright-statement>
        <copyright-statement xml:lang="en">© 2017 D. I. Shishlyannikov, A. A. Rybin</copyright-statement>
        <copyright-year>2017</copyright-year>
        <copyright-holder xml:lang="ru">Д. И. Шишлянников, А. А. Рыбин</copyright-holder>
        <copyright-holder xml:lang="en">D. I. Shishlyannikov, A. A. Rybin</copyright-holder>
        <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0" xml:lang="ru">
          <license-p>Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)</license-p>
        </license>
        <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0" xml:lang="en">
          <license-p>This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:type="simple" xlink:href="https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11418">https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11418</self-uri>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>Представлены результаты экспериментальных исследований по оценке нагруженности балансирных станков-качалок (СК) штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ). Отмечается, что ключевым фактором, оказывающим наиболее существенное влияние на наработку ШСНУ на отказ, является уравновешенность балансирного СК, определяющая величину удельных энергозатрат на подъем пластовой жидкости и уровень динамических нагрузок на узлы станка. Обоснована актуальность использования программно-регистрирующих комплексов оценки нагруженности узлов насосных установок нефтяных промыслов. Описан принцип действия и конструкция программно-регистрирующего комплекса «АКД-СК». Доказана перспективность применения способа приборного контроля параметров работы и оценки технического состояния ШСНУ на основе анализа величины и характера изменения нагрузок приводных электродвигателей, определяемых посредством регистрации мгновенных значений потребляемых мощностей. Изложены основные положения методики анализа ваттметрограмм приводных двигателей ШСНУ. Описан характер проявления основных дефектов погружных насосов и балансирных СК. Представлены результаты опытно-промышленных испытаний балансирных СК, оснащенных перспективными вентильными электродвигателями и интеллектуальными станциями управления. Доказано, что использование вентильных двигателей позволяет снизить удельные энергозатраты на подъем пластовой жидкости, что повышает эффективность работы ШСНУ. Однако наличие переходных процессов и генераторных режимов работы вентильных двигателей способствует возникновению значительных динамических нагрузок, которые вследствие жесткой посадки ротора вентильного двигателя на вал редуктора негативно влияют на ресурс подшипников редуктора станка-качалки. Доказано, что отсутствие у испытываемых вентильных двигателей собственных подшипниковых опор обусловливает высокую вероятность заклинивания двигателя при нарушении работы подшипников и появлении радиальных биений на приводном валу редуктора СК.</p>
      </abstract>
      <abstract xml:lang="en">
        <p>The results of experimental studies on the loading of beam-balanced pumping units (BP) of sucker rod- pumping equipment (SRPE) are presented. It is noted that the key factor that has the most significant effect causing the SRPE failure is the balance of the beam pumping unit, which determines the amount of specific energy consumption for the rise of reservoir fluid and the level of dynamic loads on the machine units. The urgency of using software-recording systems for estimating the loading of units of oil field pumping installations is substantiated. The principle of operation and design of the «AKD-SK» software recording system is described. The prospects of using this method for controlling the performance parameters and evaluating the technical state of the sicker rod-pumping units is proved on the basis of an analysis of the magnitude and nature of the changes in the loads of drive motors determined by the registration of the instantaneous values of the consumed power. The main provisions of the methodology for analyzing the watt-meters of drive motors of the sucker rod-pumping units are outlined. The nature of the manifestation of the main defects of submersible pumps and beam-balanced pumping units is described. The results of pilot-industrial tests of the beam-balanced pumping units equipped with advanced permanent magnet motors and intelligent control stations are presented. It is proved that the use of permanent magnet motors allows to reduce the specific energy consumption for the rise of reservoir fluid, which increases the efficiency of the SRPE. However, the presence of transient processes and generator operating modes of the permanent magnet motors results in the occurrence of significant dynamic loads, which, due to the rigid fixing of the rotor of magnet motor on the reducer shaft, negatively affect the life of the gearbox bearings. It has been shown that the lack of its own bearings in the tested motors causes a high probability of engine jamming when bearing operation is disrupted and the radial beats on the drive shaft of the beam pumping unit gearbox appear.</p>
      </abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <title>Ключевые слова</title>
        <kwd>штанговая скважинная насосная установка</kwd>
        <kwd>станок-качалка</kwd>
        <kwd>нагруженность</kwd>
        <kwd>балансировка</kwd>
        <kwd>электропривод</kwd>
        <kwd>программно-регистрирующий комплекс</kwd>
        <kwd>ресурс</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <title>Keywords</title>
        <kwd>sucker rod-pumping unit</kwd>
        <kwd>beam-balanced pumping unit</kwd>
        <kwd>load</kwd>
        <kwd>balancing</kwd>
        <kwd>electric motor</kwd>
        <kwd>software recording system</kwd>
        <kwd>resource</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body/>
  <back>
    <ref-list>
      <ref id="ref1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бестрансмиссионный энергоэффективный привод редуктора станка-качалки / О.И.Усачев, М.Я.Гинзбург, А.Е.Егнус, В.И.Павленко // Нефтегазовая вертикаль. 2014. № 17-18. С. 100-103.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Usachev O.I., Ginzburg M.Ya., Egnus A.E., Pavlenko V.I. Transmissionless power-efficient drive group of beam pumping unit. Neftegazovaya vertikal'. 2014. N17-18, p. 100-103 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Иванов С.Л. Повышение ресурса трансмиссий горных машин на основе оценки энергонагруженности их элементов / Санкт-Петербургский горный институт. СПб, 1999. 92 с.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Ivanov S.L. Increase the resource of transmissions of mining machines based on the assessment of the energy load of their elements. Sankt-Peterburgskii gornyi institut. St.Petersburg, 1999, p. 92(in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Методика диагностирования механизмов с электроприводом по потребляемому току / А.В.Барков, Н.А.Баркова, А.А.Борисов, В.В.Федорищев, Д.В.Грищенко / НОУ «Севзапучцентр». СПб, 2012. 67 с.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Barkov A.V., Barkova N.A., Borisov A.A., Fedorishchev V.V., GrishchenkoD.V. The technique of diagnosing mechanisms with an electric drive according to the consumed current. NOU «Sevzapuchtsentr». St.Petersburg, 2012, p. 67 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. М.: Издательский дом «Альянс», 2010. 588 с.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Molchanov A.G. Machines and equipment for oil and gas production. Moscow: Izdatel'skii dom Al'yans, 2010, p. 588 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Паспорт «Стационарный программно-аппаратный комплекс АКД-СК» / НПП «РОС». Пермь, 2015. 13 c.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Passport «Stationary software-hardware system АКД-СК». NPP «ROS». Perm', 2015,p. 13 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Результаты опытно-промышленных испытаний перспективных приводов штанговых скважинных насосных установок / И.И.Мазеин, А.Н.Устинов, М.В.Тяктев, А.А.Рыбин, Д.И.Шишлянников, М.М.Тяктев // Горное оборудование и электромеханика. 2016. № 9. С. 8-14.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Mazein I.I., Ustinov A.N., Tyaktev M.V., Rybin A.A., Shishlyannikov D.I., Tyaktev M.M. Results of pilot-industrial tests of prospective drives of sucker rod-pumping units. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika. 2016. N9, p. 8-14 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Способ контроля параметров работы и технического состояния штанговых скважинных насосных установок / Н.Н.Софьина, Д.И.Шишлянников, К.А.Корнилов, Е.О.Вагин // Master's Journal. 2016. № 1. С. 247-257.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Sof'ina N.N., Shishlyannikov D.I., Kornilov K.A., Vagin E.O. Method for monitoring the parameters of operation and technical condition of sucker rod-pumping units. Master's Journal. 2016. N1, p. 247-257 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Burkov P.V. Justifying a method of balancing crank-and-rod mechanism of mining roadheader / P.V.Burkov, S.P.Burkova, V.Y.Timofeev // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 682. P.270-275. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.682.270.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Burkov P.V. Justifying a method of balancing crank-and-rod mechanism of mining roadheader / P.V.Burkov, S.P.Burkova, V.Y.Timofeev // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 682. P.270-275. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.682.270.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Effects of the rotation speed ratio of double eccentricity bushings on rocking tool path in a cold rotary forging press / L.Dong, X.Han, L.Hua, J.Lan, W.Zhuang // Journal of Mechanical Science and Technology. 2015. Vol. 29. Iss. 4. P.1619-1628. DOI: 10.1007/s12206-015-0333-5.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Effects of the rotation speed ratio of double eccentricity bushings on rocking tool path in a cold rotary forging press / L.Dong, X.Han, L.Hua, J.Lan, W.Zhuang // Journal of Mechanical Science and Technology. 2015. Vol. 29. Iss. 4. P.1619-1628. DOI: 10.1007/s12206-015-0333-5.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ways of improvement of reservoir completion efficiency / I.N.Gaivoronskiy, V.I.Kostitsyn, A.D.Savich, I.A.Chernykh, A.V.Shumilov // Neftyanoe Khozyaystvo – Oil Industry. 2016. Iss. 10. P.62-65.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Ways of improvement of reservoir completion efficiency / I.N.Gaivoronskiy, V.I.Kostitsyn, A.D.Savich, I.A.Chernykh, A.V.Shumilov // Neftyanoe Khozyaystvo – Oil Industry. 2016. Iss. 10. P.62-65.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kostyukov V.N. Real-time condition monitoring of equipment // 7th International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies. 2010. Vol. 1. P. 239-246.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kostyukov V.N. Real-time condition monitoring of equipment // 7th International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies. 2010. Vol. 1. P. 239-246.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kostyukov V.N. Real-time condition monitoring of thermal power plants feed-pumps by rolling bearings supports vibration / V.N.Kostyukov, E.V.Tarasov // Journal of Physics: Conference Series. 2012. Vol. 364. Iss. 1. Article number 012131. DOI: 10.1088/1742-6596/364/1/012131.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kostyukov V.N. Real-time condition monitoring of thermal power plants feed-pumps by rolling bearings supports vibration / V.N.Kostyukov, E.V.Tarasov // Journal of Physics: Conference Series. 2012. Vol. 364. Iss. 1. Article number 012131. DOI: 10.1088/1742-6596/364/1/012131.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kostyukov V.N. Real-Time monitoring of machinery operation hazards / V.N.Kostyukov, A.V.Kostyukov // Neftyanoe Khozyaystvo – Oil Industry. 2014. Iss. 9. P.46-49.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kostyukov V.N. Real-Time monitoring of machinery operation hazards / V.N.Kostyukov, A.V.Kostyukov // Neftyanoe Khozyaystvo – Oil Industry. 2014. Iss. 9. P.46-49.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kowalczyk A. Groundwater recharge of carbonate aquifers of the Silesian-Cracow Triassic (southern Poland) under human impact / A.Kowalczyk, A.J.Witkowski // Environmental Geology. 2008. Vol. 55. Iss. 2. P.235-246. DOI: 10.1007/s00254-007-0999-9.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kowalczyk A. Groundwater recharge of carbonate aquifers of the Silesian-Cracow Triassic (southern Poland) under human impact / A.Kowalczyk, A.J.Witkowski // Environmental Geology. 2008. Vol. 55. Iss. 2. P.235-246. DOI: 10.1007/s00254-007-0999-9.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Substantiation of the rational method to control the operating and technical-condition parameters of a heading-and-winning machine for potash mines / D.I.Shishlyannikov, N.V.Chekmasov, M.G.Trifanov, S.L Ivanov, I.E.Zvonarev // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2015. Vol. 3. P.283-287. DOI: 10.3103/S105261881503019X.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Substantiation of the rational method to control the operating and technical-condition parameters of a heading-and-winning machine for potash mines / D.I.Shishlyannikov, N.V.Chekmasov, M.G.Trifanov, S.L Ivanov, I.E.Zvonarev // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2015. Vol. 3. P.283-287. DOI: 10.3103/S105261881503019X.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref16">
        <label>16</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Shishlyannikov D.I. Operational control and diagnostics of the equipment by the parameters of the electric drive power supply by the example of deep well pump units / D.I.Shishlyannikov, M.A.Vasilyeva // MEACS2016, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 177. P.12-16. DOI: 10.1088/1757-899X/177/1/012013.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Shishlyannikov D.I. Operational control and diagnostics of the equipment by the parameters of the electric drive power supply by the example of deep well pump units / D.I.Shishlyannikov, M.A.Vasilyeva // MEACS2016, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 177. P.12-16. DOI: 10.1088/1757-899X/177/1/012013.</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>
