Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Группа посадки насоса выбирается в зависимости от вязкости, обводненности, температуры откачиваемой жидкости и глубины спуска насоса. [1]

Группу посадки насоса выбирают в зависимости от вязкости, обводненности и температуры отначиваеиой жидкости и глубины спуска насоса. Так, насосы с группой посадки 0 и 1 рекомендуется использовать для откачки легких, маловяэких нефтей с глубин, превышающих 1200 м, в сквахинах с повышенными устьевыми давлениями. Насосы 11 группы посадки применяются для откачки жидкостей малой и средней вязкостей при температуре до 60 С сг глубин до 1200 м; насосы 111 группы посадки изготавливаются только по требованию эакаочика и применяются для отначкм высоко-вязких жидкостей, а также жидкостей с высокой температурой или повышенным содержанием песка и парафина. [2]

Группу посадки насоса выбирают в зависимости от вязкости нефти, температуры на забое и глубины подвески насоса. [3]

Группу посадки насоса выбирают в зависимости от вязкости нефти, температуры на забое и глубины подвески насоса. [6]

Выбираем тип и группу посадки насоса аналогично предыдущей методике, решаем вопрос необходимости применения газовых и песочных якорей. Из диаграммы А. Н. Адонина следует, что каждому диаметру насоса соответствует определенное поле взаимосвязи Q-L. Поэтому бывает целесообразным рассмотреть несколько вариантов, отличающихся диаметром насоса, и аналогично глубине L выбрать оптимальный диаметр. [7]

Источник

Выбор скважинного насоса

Выбор типа и конструктивного исполнения насоса в соответствии с условиями добычи

Выбор насоса включает в себя определение:

Выбор группы посадки (зазора между плунжером и цилиндром)

Выбор диаметр насоса, длины цилиндра, плунжера и удлинителей

Диаметр насоса, длины цилиндра, плунжера и удлинителей выбираются с учетом свойств откачиваемой жидкости, предполагаемого дебита скважины и глубины спуска насоса.

Диаметр насоса выбирается наименьший, который обеспечит ожидаемый отбор жидкости из скважины при коэффициенте подачи, установленном технологическим режимом.

При необходимости форсирования отбора жидкости из скважины повышение производительности насоса достигается прежде всего путем увеличения длины хода плунжера, затем увеличением числа качаний и лишь в последнюю очередь посредством увеличения диаметра насоса.

Идеальная подача насоса определяется по формуле:

Q = 0,0113d2 S м3/сут,

Длины цилиндра и удлинителей выбираются из условия обеспечения необходимого фактического полезного хода плунжера при выбранной длине плунжера, с учетом длины хода полированного штока и упругих деформаций колонны штанг и НКТ.

Длина удлинителей выбирается такой, чтобы плунжер выходил при работе из цилиндра примерно на 1/4 его длины, чтобы избежать отложений на поверхности цилиндра, что может привести к заклиниванию плунжера.

При выборе длины плунжера следует руководствоваться следующим правилом: 12 дюймов (304,8 мм) на 300 м высоты напора. Для обеспечения достаточной смазки длина плунжера по возможности не должна превышать 1800 мм. Как правило, длина плунжера выбирается 1295 или 1500 мм.

Выбор материалов цилиндра, плунжера и клапанов

В таблице 10 приведены рекомендации по выбору материалов плунжера, цилиндра, клапанов для различных условий эксплуатации насосов.

Источник

Штанговые скважинные насосные установки (ШСНУ)

Две трети фонда (66 %) действующих скважин стран СНГ (примерно 16,3 % всего объема добычи нефти) эксплуатируются ШСНУ. Дебит скважин составляет от десятков килограммов в сутки до нескольких тонн. Насосы спускают на глубину от нескольких десятков метров до 3000 м, а в отдельных скважинах на 3200 3400 м.

Отличительная особенность УШСН состоит в том, что в скважине устанавливают плунжерный (поршневой) насос, который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны штанг (рис. 9.1).

Штанговые скважинные насосы

ШСН обеспечивают откачку из скважин жидкости, обводненностью до 99 %, абсолютной вязкостью до 100 мПас, содержанием твердых механических примесей до 0,5 %, свободного газа на приеме до 25 %, объемным содержанием сероводорода до 0,1 %, минерализацией воды до 10 г/л и температурой до 130 .

По способу крепления к колонне НКТ различают вставные (НСВ) и невставные (НСН) скважинные насосы (рис. 9.2, рис. 9.3). У невставных (трубных) насосов цилиндр с седлом всасывающего клапана опускают в скважину на НКТ. Плунжер с нагнетательным и всасывающим клапаном опускают в скважину на штангах и вводят внутрь цилиндра. Плунжер с помощью специального штока соединен с шариком всасывающего клапана. Недостаток НСН – сложность его сборки в скважине, сложность и длительность извлечения насоса на поверхность для устранения какой- либо неисправности. Вставные насосы целиком собирают на поверхности земли и опускают в скважину внутрь НКТ на штангах. НСВ состоит из трех основных узлов: цилиндра, плунжера и замковой опоры цилиндра.

В трубных же насосах для извлечения цилиндра из скважины необходим подъем всего оборудования (штанг с клапанами, плунжером и НКТ). В этом коренное отличие между НСН и НСВ. При использовании вставных насосов в 2 2,5 раза ускоряются спуско-подъемные операции при ремонте скважин и существенно облегчается труд рабочих. Однако подача вставного насоса при трубах данного диаметра всегда меньше подачи невставного.

Насос НСВ-1 – вставной одноступенчатый, плунжерный с втулочным цилиндром и замком наверху, нагнетательным, всасывающим и противопесочным клапанами (рис. 9.2).

Насос НСВ спускается на штангах. Крепление (уплотнение посадками) происходит на замковой опоре, которая предварительно опускается на НКТ. Насос извлекается из скважины при подъеме только колонны штанг. Поэтому НСВ целесообразно применять в скважинах с небольшим дебитом и при больших глубинах спуска.

Невставной (трубный) насос представляет собой цилиндр, присоединенный к НКТ и вместе с ними спускаемый в скважину, а плунжер спускают и поднимают на штангах (рис. 9.3). НСН целесообразны в скважинах с большим дебитом, небольшой глубиной спуска и большим межремонтным периодом.

В зависимости от величины зазора между плунжером и цилиндром изготавливают насосы следующих групп посадок ( исполнение «С» – т. е. с составным цилиндром) (табл. 9.1).

Таблица 9.1. Группы посадок насосов

Группа	Зазор, мм
0	До 0,045
1	0,02 – 0,07
2	0,07 – 0,12
3	0,12 – 0,17

Чем больше вязкость жидкости, тем выше группа посадки.

Условный размер насосов ( по диаметру плунжера) и длина хода плунжера соответственно приняты в пределах:

для НСВ 29 57 мм и 1,2 6 м;

НСН 32 95 мм и 0,6 4,5 м.

12х100 – наибольшая глубина спуска насоса, м;

30х100 – длина хода плунжера, мм;

32 – диаметр плунжера, мм.

Насосная штанга предназначена для передачи возвратно- поступательного движения плунжер-насоса. Штанга представляет собой стержень круглого сечения с утолщенными головками на концах. Выпускаются штанги из легированных сталей диаметром ( по телу) 16, 19, 22, 25 мм и длиной 8 м – для нормальных условий эксплуатации.

Для регулирования длины колонн штанг с целью нормальной посадки плунжера в цилиндр насоса имеются также укороченные штанги (футовки) длиной 1; 1,2; 1,5; 2 и 3 м.

Штанги соединяются муфтами. Имеются также трубчатые штанги (наружный диаметр 42 мм, толщина 3,5 мм).

Начали выпускать насосные штанги из стеклопластика (АО «Очерский машиностроительный завод»), отличающиеся большей коррозионной стойкостью и позволяющие снизить энергопотребление до 20 %.

Применяются непрерывные штанги «Кород» (непрерывные на барабанах, сечение – полуэллипсное).

Особая штанга – устьевой шток, соединяющий колонну штанг с канатной подвеской. Поверхность его полирована (полированный шток). Он изготавливается без головок, а на концах имеет стандартную резьбу.

Для защиты от коррозии осуществляют окраску, цинкование и т. п., а также применяют ингибиторы.

Устьевое оборудование насосных скважин предназначено для герметизации затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважин и подвешивания колонны НКТ.

Устьевое оборудование типа ОУ включает устьевой сальник, тройник, крестовину, запорные краны и обратные клапаны.

Устьевой сальник герметизирует выход устьевого штока с помощью сальниковой головки и обеспечивает отвод продукции через тройник. Тройник ввинчивается в муфту НКТ. Наличие шарового соединения обеспечивает самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью НКТ, исключает односторонний износ уплотнительной набивки и облегчает смену набивки.

Колонна НКТ подвешена на конусе в крестовине и расположена эксцентрично относительно оси скважины, что позволяет проводить спуск приборов в затрубное пространство через специальный устьевой патрубок с задвижкой.

Основные узлы станка-качалки – рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирноподвешенная к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами. СК комплектуется набором сменных шкивов для изменения числа качаний, т. е. регулирование дискретное. Для быстрой смены и натяжения ремней электродвигатель устанавливается на поворотной раме-салазках.

Монтируется станок-качалка на раме, устанавливаемой на железобетонное основание (фундамент). Фиксация балансира в необходимом (крайнем верхнем) положении головки осуществляется с помощью тормозного барабана (шкива). Головка балансира откидная или поворотная для беспрепятственного прохода спускоподъемного и глубинного оборудования при подземном ремонте скважины. Поскольку головка балансира совершает движение по дуге, то для сочленения ее с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска 17 (рис. 9.4). Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса или выход плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.

Амплитуду движения головки балансира регулируют путем изменения места сочленения кривошипа с шатуном относительно оси вращения ( перестановка пальца кривошипа в другое отверстие).

За один двойной ход балансира нагрузка на СК неравномерная. Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Тогда уравновешивание называют соответственно балансирным, кривошипным (роторным) или комбинированным.

Блок управления обеспечивает управление электродвигателем СК в аварийных ситуациях (обрыв штанг, поломки редуктора, насоса, порыв трубопровода и т. д.), а также самозапуск СК после перерыва в подаче электроэнергии.

Выпускают СК с грузоподъемностью на головке балансира от 2 до 20 т.

Электродвигателями к СК служат короткозамкнутые асинхронные во влагоморозостойком исполнении трехфазные электродвигатели серии АО и электродвигатели АО2 и их модификации АОП2.

Источник

Устройство и работа СШН

Устройство и работа скважинного штангового насоса

Скважинный штанговый насос являются составной частью скважинной насосной установки и предназначены для подъема жидкости из нефтяных скважин. СШН по принципу работы относятся к плунжерным насосам прямого действия. Работает насос по схеме, приведенной на рисунке 2.

Рис. 2.
1-НКТ, 2-плунжер 3-нагнетательный клапан, 4-цилиндр, 5-всасывающий клапан

В исходной позиции насос и НКТ заполнены жидкостью, плунжер 2 находится в верхней мертвой точке (ВМТ), нагнетающий клапан 3 закрыт.

При опускании плунжера 2 [(а), (б)] всасьшающий клапан 5 под действием силы тяжести закрывается, открывается нагнетающий клапан 2, и происходит вытеснение в приемный трубопровод объема жидкости, равного объему насосной штанги, погружающейся при этом в жидкость.

При ходе плунжера 2 вверх [(в), (г)] нагнетающий клапан 2 закрывается, и если давление пластовой жидкости превышает давление в цилиндре, открывается всасывающий клапан 5. Происходит заполнение цилиндра 4 жидкостью с одновременным подъемом столба жидкости в приемный трубопровод.

Условный размер насоса	Внутренний диаметр, мм
	Номинал	Предельное отклонение
27	26,99	+ 0,05
32	31,75	+ 0,05
38	38,10	+ 0,05
44	44,45	+ 0,05
57	57,15	+ 0,05
70	69,85	+ 0,05
95	95,25	+ 0,05

Напор, м	1500	2000	2500
Длина плунжера, мм	1295	1500	1800

Группа посадки	Минимальный зазор мм.	Максимальный зазор с учетом полей допусков цилиндра и плунжера, мм.
1	0,025	0,088
2	0,050	0,113
3	0,075	0,138
4	0,100	0,163
5	0,125	0,188

Условный размер насоса	Усилие перемещения плунжера в цилиндре, Н, не более
	1 группа посадки	группы посадки от 2 до 5 вкл.
27	200	100
32	200	100
38	200	100
44	200	100
57	300	200
70	300	200
95	400	300

Условный размер насоса	Идеальная подача насоса, м3/сут, при ходе плунжера в мм
	1500	1800	2500	3000	3500
27	13,3	15,9	22,2	26,5	31,0
32	17,4	20,5	28,5	34,2	40,0
38	24,5	29,5	41,0	49,2	57,4
44	32,8	40,2	55,8	67,0	78,1
57	55,1	66,4	92,3	110,7	129,2
70	83,1	99,7	138,4	166,1	193,8
95	153,0	183,6	255,0	305,9	356,9

Выбор скважинного насоса

Источник

Штанговые скважинные насосы

Оборудование штанговых насосных скважин

Насосы разделяются на невставные или трубные и вставные. Основные особенности их состоят в следующем.

Невставные насосы. Цилиндр спускается в скважину на насосных трубах без плунжера. Плунжер спускается отдельно на насосных штангах. Плунжер вводится в цилиндр вместе с подвешенным к плунжеру всасывающим клапаном. Чтобы плунжер

Рис. 10.2. Принципиальная схема скважинных штанговых насосов:

довести до цилиндра насоса без повреждений через трубы, последние должны иметь внутренний диаметр больше наружного диаметра плунжера (примерно на 6 мм). Для извлечения невставного насоса в случае замены или ремонта необходимо сначала извлечь штанги с висящим на их конце плунжером, а затем насосные трубы с висящим на их конце цилиндром насоса.

Поскольку при вставном насосе через трубы данного диаметра пропускается не только плунжер, но и цилиндр вместе с кожухом, то диаметр плунжера вставного насоса должен быть намного меньше диаметра трубного. Поэтому подача вставного насоса при трубах данного диаметра всегда меньше подачи невставного.

Общая характеристика насосов. На рис. 10.2 показаны принципиальные схемы невставных (рис. 10.2, а, б) и вставного (рис. 10.2, в) насосов.

Как видно из рисунка (см. рис. 10.2, а), в НГН-1 всасывающий клапан 5 держится в седле конуса 6 и соединен с плунжером 3 специальным штоком 7. Это позволяет при подъеме штанг, а следовательно, и плунжера сразу извлечь всасывающий клапан 5. Такая операция необходима не только для замены или ремонта клапана, но и для спуска жидкости из насосных труб перед их подъемом. Однако наличие длинного штока не позволяет установить в нижней части плунжера второй нагнетательный, клапан для уменьшения вредного пространства и повышения надежности работы насоса. Кроме того, наличие штока внутри плунжера ограничивает ход последнего, и в насосах этой конструкции он не превышает 1 м.

Вставные насосы НГВ-1 имеют один или два клапана, размещенные в верхней и нижней части плунжера.

Поскольку на штангах извлекается и опускается весь насос в сборе, то отпадает необходимость иметь ловитель или шток для подъема всасывающего клапана.

Отечественные насосы имеют следующие номинальные диаметры цилиндров, мм:

Конструктивно вставные насосы несколько сложнее невставных.

Все насосы по зазору между плунжером и цилиндром делятся на три группы посадки:

Насосы III группы посадки, как правило, применяются для неглубоких скважин при откачке вязких нефтей и эмульсий и при больших отборах жидкости. Насосы II группы посадки применяются при средних глубинах и откачке масляной нефти. Насосы I группы применяют для глубоких скважин при откачке масляной нефти при полном отсутствии песка в откачиваемой жидкости.

Кроме того, имеются плунжеры, армированные тремя или четырьмя резиновыми кольцами, которые применяются в насосах НГН-2Р, что означает: насос глубинный невставной типа 2 с плунжером, имеющим резиновые кольца (Р).

Если цилиндр насоса безвтулочный, а плунжер с резиновыми кольцами, то к шифру будет добавлена буква Б, например, НГН-1РБ (буква Б означает безвтулочный). Насосы с гуммированным (обрезиненным) плунжером разработаны в Грозном и применяются в неглубоких скважинах.

Клапаны насоса (рис. 10.4, 10.5). Наиболее быстро изнашиваемым узлом в насосе является клапан. Непрерывные удары шарика по седлу под действием столба жидкости в течение длительного времени разбивают поверхность контакта, и герметичность клапана нарушается. Особенно тяжелые условия для работы клапана создаются при откачке жидкости с абразивной взвесью (песок) и при наличии коррозионной среды.

Кроме того, на кожухе каждого насоса у верхнего его конца наносится шифр насоса (по трафарету эмалевой краской), например, НГН2-43-4200-II-П-120. Это означает: насос невставной 2-го типа диаметром 43 мм с максимальным ходом плунжера до 4200 мм, II-й группы пригонки с плунжером типа пескобрей (П) с давлением опрессовки 120 атмосфер (12 МПа). Все насосы, кроме того, снабжаются паспортом с указанием всех технических данных.

Рис. 10.3. Плунжеры, применяемые для штанговых глубинных насосов

Источник