Выбор штанговой насосной установки и режима ее работы, обеспечивающий заданный отбор нефти

НВ1 — вставные с заулком наверху;

НВ2 — вставные с замком внизу;

НН — невставные без ловителя;

НН1 — невставные с захватным штоком;

НН2 — невставные с ловителем. 

Выпускают насосы следующих  конструктивных исполнений:

а) по цилиндру:

Б —  с толстостенным цельным (безвтулочным) цилиндром;

С —  с составным (втулочным) цилиндром.

б) специальные:

Т —  с полным (трубчатым) штоком для подъема  жидкости по каналу колонны трубчатых  штанг;

А —  со сцепляющим устройством (только для  насосов типа НН), обеспечивающим сцепление  колонны насосных штанг с плунжером  насоса;

Д1 —  одноступенчатые, двухплунжерные для создания гидравлического тяжелого низа;

Д2 —  двухступенчатые, двухплунжерные, обеспечивающие двухступенчатое сжатие откачиваемой жидкости;

У —  с разгруженным цилиндром (только для  насосов типа НН2), обеспечивающим снятие с цилиндра технической нагрузки при работе.

Насосы  всех исполнений, кроме Д1 и Д2, одноступенчатые, одноплунжерные.

в) по стойкости  к среде:

без обозначения  — стойкие к среде с содержанием  механических примесей до 1.3 г/л —  нормальные;

И —  стойкие к среде с содержанием  механических примесей более 1.3 г/л — абразивостойкие.

Скважинные  штанговые насосы являются гидравлической машиной объемного типа, где уплотнение между плунжером и цилиндром  достигается за счет высокой точности их рабочих поверхностей и регламентируемых зазоров. При этом в зависимости от размера зазора (на диаметр) в паре «цилиндр-плунжер» выпускают насосы четырех групп (таблица 2). 

Таблица 2

Группа  посадки	Размер  зазора между цилиндром и плунжером  насоса при исполнении цилиндра, мм
	Б	С
0	< 0.045	< 0.045
1	0.01 ¸ 0.07	0.02 ¸ 0.07
2	0.06 ¸ 0.12	0.07 ¸ 0.12
3	0.11 ¸ 0.17	0.12 ¸ 0.17

 

В условном обозначении насоса, например, НН2БА-44-18-15-2, первые две буквы и цифра указывают  тип насоса, следующие буквы —  исполнение цилиндра и насоса, первые две цифры — диаметр насоса (мм), последующие длину хода плунжера (мм) и напор (м), уменьшенные в 100 раз и последняя цифра — группу посадки.

Цилиндры  насосов изготовляют  двух исполнений: ЦБ и ЦС.

ЦБ —  цельный безвтулочный толстостенный;

ЦС —  составной из набора втулок, стянутых внутри кожуха переводниками.

Исходя  из назначения и области применения скважинных насосов, выпускают плунжеры и пары «седло-шарик» клапанов различных  поверхностей.

Плунжеры  насосов изготавливают  четырех исполнений:

ПХ1 —  с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и с хромовым покрытием наружной поверхности;

ПХ2 —  то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце;

П111 —  с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и  упрочнением наружной поверхности  напылением износостойкого порошка;

П211 —  то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце.

Пары  «седло-шарик» клапанов насосов изготавливают  в трех исполнениях:

К —  с цилиндрическим седлом и шариком  из нержавеющей стали;

КБ —  то же, с седлом и буртиком;

КИ — с цилиндрическим седлом из твердого сплава и шариком из нержавеющей стали.

Скважинные  насосы нормального исполнения по стойкости  к среде, применяемые преимущественно  для подъема жидкости с незначительным содержанием (до 1.3 г/л) механических примесей, комплектуют плунжерами исполнения ПХ1 или ПХ2 с парами «седло-шарик» исполнения К или КБ. Скважинные насосы абразивостойкого исполнения И, применяемые преимущественно для подъема жидкости, содержащей более 1.3 г/л механических примесей, комплектуют плунжерами исполнения П1И или П2И и парами «седло-шарик» исполнения КИ.

Конструктивно все скважинные насосы состоят из цилиндра, плунжера, клапанов, замка (для  вставных насосов), присоединительных  и установочных деталей, максимально  унифицированных.

Скважинные  насосы типа НВ1 выпускают шести исполнений:

НВ1С  — вставной с замком наверху, составным  втулочным цилиндром исполнения ЦС, нормального исполнения по стойкости  к среде;

НВ1Б  — вставной с замком наверху, цельным (безвтулочным) цилиндром исполнения ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде;

НВ1Б  И — то же абразиовостойкого исполнения по стойкости к среде;

НВ1БТ И  — то же, с полым штоком, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;

НВ1БД1 — вставной с замком наверху, цельным  цилиндром исполнения ЦБ, одноступенчатый, двухплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде;

НВ1БД2 — вставной с замком наверху, цельным  цилиндром исполнения ЦБ, двухступенчатый, двухплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде.

Скважинные  насосы всех исполнений, кроме исполнения НВ1БД1 и НВ1БД2, одноплунжерные, одноступенчатые.

Скважинные  насосы типа НВ2 изготовляют  одного исполнения:

НВ2Б  — вставной с замком внизу, цельным  цилиндром исполнения ЦБ, одноплунжерный, одноступенчатый, нормального исполнения по стойкости к среде (рисунок 8). 

Рисунок 8 — Скважинный штанговый насос  исполнения НВ2Б

1 — защитный клапан; 2 — упор; 3 — шток; 4 — контргайка; 5 — цилиндр; 6 — клетка плунжера; 7 — плунжер; 8 — нагнетательный клапан; 9 — всасывающий клапан; 10 — упорный ниппель с конусом. 

Скважинные  насосы типа НН выпускают  двух исполнений:

ННБА  — невставной без ловителя, с  цельным цилиндром исполнения ЦБ, сцепляющим устройством, одноступенчатый, одноплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде;

ННБД1 —  невставной без ловителя, с цельным цилиндром исполнения ЦБ, одноступенчатый, двухплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде.

Скважинные  насосы типа НН1 изготовляют  одного исполнения:

НП1С  — невставной с захватным штоком, составным цилиндром исполнения ЦС, нормального исполнения по стойкости к среде.

Скважинные  насосы типа НН2 выпускают  пяти исполнений:

НН2С  — невставной с ловителем, составным  цилиндром исполнения ЦС, нормального  исполнения по стойкости к среде;

НН2Б  — невставной с ловителем, цельным  цилиндром исполнения ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде (рисунок 9);

НН2Б…И  — то же, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;

НН2БТ…И — то же, с полым штоком, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;

НН2БУ —  невставной с ловителем, разгруженным цельным цилиндром исполнения ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде. 

Рисунок 9 — Скважинный штанговый насос  исполнения НН2Б и НН2Б…И 1 — цилиндр; 2 — шток; 3 — клетка плунжера; 4 — плунжер; 5 — нагнетательный клапан; 6 — шток ловителя; 7 — всасывающий клапан; 8 — седло конуса. 

Все насосы типа НН2 — одноплунжерные, одноступенчатые.

Замковая  опора типа ОМ предназначена для  закрепления цилиндра скважинных насосов  исполнений НВ1 и НВ2 в колонне  насосно-компрессорных труб. Высокая  точность изготовления поверхностей деталей опоры обеспечивает надежную герметичную фиксацию цилиндра насоса в насосно-компрессорных трубах на заданной глубине скважины и одновременно предотвращает искривление насоса в скважине.

 

Варианты  крепления насосов приведены на рисунке 10. 

Рисунок 10 — Крепление вставных насосов 

Применение  насосов НН предпочтительно в  скважинах с большим дебитом, небольшой глубиной спуска и большим  межремонтным периодом, а насосы типов  НВ в скважинах с небольшим  дебитом, при больших глубинах спуска (рисунок 7). Чем больше вязкость жидкости, тем принимается выше группа посадки. Для откачки жидкости с высокой температурой или повышенным содержанием песка и парафина рекомендуется использовать насосы третьей группы посадки. При большой глубине спуска рекомендуется применять насосы с меньшим зазором.

Насос выбирают с учетом состава откачиваемой жидкости (наличия песка, газа и воды), ее свойств, дебита и глубины его  спуска, а диаметр НКТ — в  зависимости от типа и условного  размера насоса.

Правила безопасности при  эксплуатации скважин  штанговыми насосами

 

Устье скважины должно быть оборудовано арматурой  и устройством для герметизации штока.

Обвязка устья периодически фонтанирующей  скважины должна позволять выпуск газа из затрубного пространства в выкидную линию через обратный клапан и смену набивки сальника штока при наличии давления в скважине.

До начала ремонтных работ или перед  осмотром оборудования периодически работающей скважины с автоматическим, дистанционным  или ручным пуском электродвигатель должен отключаться, а на пусковом устройстве вывешивается плакат: «Не включать, работают люди».

На скважинах  с автоматическим и дистанционным  управлением станков-качалок вблизи пускового устройства на видном месте  должны быть укреплены плакаты с надписью «Внимание! Пуск автоматический». Такая надпись должна быть и на пусковом устройстве.

Система замера дебита скважин, пуска, остановки  и нагрузок на полированный шток (головку  балансира) должны иметь выход на диспетчерский пункт.

Управление  скважиной, оборудованной ШСН, осуществляется станцией управления скважиной типа СУС-01 (и их модификации), имеющий ручной, автоматический, дистанционный и программный режим управления. Виды защитных отключений ШСН: перегрузка электродвигателя (>70 % потребляемой мощности); короткое замыкание; снижение напряжения в сети (<70 % номинального); обрыв фазы; обрыв текстропных ремней; обрыв штанг; неисправность насоса; повышение (понижение) давления на устье.

Для облегчения обслуживания и ремонта станков-качалок  используются специальные технические средства такие, как агрегат 2АРОК, маслозаправщик МЗ-4310СК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Расчётная часть

Исходные  данные

Глубина скважины L0, м	1550
Д Диаметр эксплуатационной колонны(внутренний), Д с, мм	150
П Планируемый дебит жидкости Q ж  пл , м3/сут	30
О Объёмная обводнённость жидкости, В	0
П  Плотность дегазированной нефти, н, кг/м3	840
П  Плотность пластовой воды в, кг/м3	1100
П  Плотность газа (при стандартных  условиях) г 0, кг/м3	1,3
Газовый фактор G0, м3/м3	40
В  Вязкость нефти  н , м2/с	3 10-6
В  Вязкость воды в , м2/с	10-6
Д  Давление насыщения нефти газом, рнас, МПа	9,2
П  Пластовое давление рпл, МПа	12
У  Устьевое давление ру, МПа	1,6
С   Средняя температура в стволе скважины, К	305
К   Коэффициент продуктивности Кпр, м3/(с Па)	1,03 10-3
О  Объёмный коэффициент нефти при  давлении насыщения, b нас	1,15