2) Оборудование устья

Назначение:

- герметизация устья (подвеска устьевого штока (уст.динамограф): штоки сальниковые устьевые – для соединения колонны штанг с канатной подвеской, уплотнение полированного штока (штанги); подвеска НКТ: уплотнение в месте подвески)

- отвод продукции:

- обеспечение контроля (отверстие для спуска приборов) и управления (задвижки, обратные клапаны, штанговращатель и др. Ив., 516)

Типы ОУ, ОУШ.

3) Колонна штанг.

Назначение – передача возвратно-поступательного движения от привода плунжеру. Состоит из отдельных штанг длиной от 6 до 10 м, диаметр от 12 до 25 мм и более, соединенных друг с другом посредством муфт. Полированная штанга в верхней части.

4) Колонна НКТ: для подъема пластовой жидкости, соединяет устьевую арматуру с цилиндром насоса.

5) Вспомогательное подземное оборудование:

- якорь для фиксации низа колонны НКТ,

- якорь с пакером (фиксирует цилиндр при использовании полой колонны штанг)

- газовые и песочные якоря или сепараторы для отделения газа и песка,

- клапаны-отсекатели.

6) Скважинный штанговый насос

Скважинные насосы под­разделяются

1) по спо­собу соединения с колонной насосно-компрессорных труб на две группы: вставные и невставные (трубные).

- невставные (трубные) насосы типа НН, спускаются в скважину частями – цилиндр насоса спускается в скважину на трубах, а плунжер и клапаны – на штангах;

- вставные насосы типа НВ – спускаются в скважину в собранном виде на штангах и фиксируются в колонне НКТ замком (анкером).

Трубные насосы ( рисунок 2.6 б).

По конструкции устройства для съема всасывающего клапана они подразделяются на насосы с захватным штоком (тип НН1), со специальным захватом (тип НН2) и без захватного устройства с автосцепом штанг с штоком плунжера и сливным устройством (тип ННА).

Преимуществом невставных насосов по сравнению с вставными является бÓльший объем рабочей камеры за счет максимального использования диаметра скважины.

Недостатком насосов типа НН является увеличение времени на проведение спускоподъемных операций и низкая их надежность. Это выражается, в частности, в нарушении рабочей поверхности плунжера о стенки подъемных труб (НН1, НН2), особенно при наличии механических примесей.

Вставные насосы (рисунок 2.6 а).

Особенностью конструкций данной группы насосов является установка насоса внутри колонны НКТ с помощью замковой опоры, содержащей седло-конус и, в некоторых случаях, захватную пружину. Для предохранения от попадания песка в цилиндр насоса при его остановках, предусмотрен обратный клапан. Всасывающий и нагнетательный клапаны во вставных насосах выполняют сдвоенными. Такое дублирование клапанов принято потому, что вставные насосы предназначены для спуска на бÓльшую глубину, чем трубные.

Современные вставные насосы выпускаются с установочным замком в верхней части насоса (тип НВ1) и с замком в нижней части (тип НВ2).

Вставные насосы НВ 2 по схеме работы бывают:

- с неподвижным цилиндром и подвижным плунжером;

- с неподвижным плунжером и подвижным цилиндром (в маркировке насоса обозначается буквой «Ц»).

Достоинствами вставных насосов являются:

- простота и уменьшение времени при проведении спускоподъемных операций - насос опускают и поднимают на поверхность земли на штангах без спуска и подъема колонны НКТ;

- расположение нагнетательного клапана в нижней части колонны позволяет уменьшить объем мертвого пространства.

К недостаткам насосов типа НВ можно отнести:

- при одинаковых по значению диаметрах насосно-компрессорных труб, вставные насосы имеют меньший диаметр плунжера, чем трубные насосы, так как они расположены внутри колонны. Это ограничивает их подачу и снижает скорость течения жидкости в НКТ;

- снижение скорости ухудшает вынос потоком песка.

2) По конструкции цилиндра насосы могут быть:

- с составным (втулочным) цилиндром (обозначается буквой «С» - составной) .

- с безвтулочным цельным цилиндром Цельные цилиндры могут быть толстостенными (обозначаются буквой «Б») и тонкостенными (обозначаются буквой «Т»). Отношение наружного и внутреннего диаметров для толстостенных цилиндров составляет 1,15…1,5, для тонкостенных – 1,1.

- с дифференциальным (ступенчатым) цилиндром, отличающимся ступенчатым изменением диаметра цилиндра и, соответственно, диаметра плунжера (плунжер сдвоенной конструкции). В маркировке насоса вводится буква «Д».

Использование цельнометаллического цилиндра позволяет уменьшить его наружный диаметр, а также снизить трудоемкость сборки насоса и изготовления цилиндра. Устраняется возможность сдвига втулок цилиндра при транспортировке, монтаже и эксплуатации насоса. На концах цилиндра предусматривается резьба. К резьбе подсоединяются переводники. К нижнему переводнику крепится узел всасывающего клапана, а к верхнему – ограничитель хода плунжера.

Ступенчатые цилиндры используют для отбора вязкой жидкости (насосы типа НВ1Д1, ННБД1 и др.) и отбора жидкости с большим содержанием свободного газа (насосы типа НВ1Д2).

В

Рисунок 2.7. – Схема насоса с дифференциальным цилиндром

частности, схема насоса со ступенчатым цилиндром для отбора вязкой жидкости приведена на рисунке 2.7. Принцип работы заключается в следующем. При ходе сборки плунжеров вниз давление столба жидкости в НКТ будет передаваться на верхний плунжер 6 и нагнетательный клапан 5. При этом под плунжером 6 и клапаном 5 будет давление всасывания, так как жидкость из скважины будет поступать через открытый клапан 3 в полость 4. Таким образом, при ходе плунжеров и штанг вниз создается сила, действующая сверху вниз и растягивающая шток 8 и штанги, что предупреждает зависание штанг в вязкой жидкости и их продольный изгиб. При отборе высоковязкой жидкости и обычных схемах штанговых насосов трение штанг о жидкость не позволяет штангам опускаться достаточно быстро, головка балансира опускается вниз быстрее штанг, что приводит к рассогласованию движения головки балансира станка-качалки и колонны штанг, возникновению значительных ударных нагрузок и снижению работоспособности установок

3) По конструкции уплотнения зазора между плунжером и цилиндром различают насосы :

- с щелевым уплотнением (поверхность плунжера при этом металлическая);

- с упругим уплотнением зазора - поверхность плунжера при этом неметаллическая или со специальными поршневыми кольцами (обозначается в маркировке буквой «м»).

Насосы с металлическим плунжером и цилиндром, в свою очередь, подразделяются в зависимости от величины зазора между плунжером и цилиндром на пять групп посадок:

- 1 группа посадки – 0…0,063 мм;

- 2 группа посадки – 0,025…0,078 мм;

- 3 группа посадки – 0,050…0,113 мм;

- 4 группа посадки – 0,075…0,138 мм;

- 5 группа посадки – 0,100…0,163 мм.

В соответствии с конструкцией уплотнения насосы имеют соответствующую конструкцию плунжеров.

4) По конструкции плунжера насосы бывают:

- с металлической рабочей поверхностью плунжера;

- с неметаллической рабочей поверхностью - гуммированный плунжер;

- плунжер со ступенчатым изменением диаметра – применяют в насосах с дифференциальными цилиндрами.

5) По конструкции клапана насосы могут быть:

- с клапаном, имеющим цилиндрическое седло (рисунок 2.8 а);

- с клапаном, имеющим цилиндрическое седло с буртом (рисунок 2.8 б).

Оба исполнения могут иметь нормальный и уменьшенный диаметры шара. Материалами шара и седла клапана могут быть нержавеющая закаленная сталь, твердый сплав (карбит вольфрама), стеллит (сплав кобальта, никеля и хрома) и др.

Рисунок 2.8. – Конструкции клапанов

Рисунок 2.9 — Типы скважинных штанговых насосов

Достоинства и недостатки УШСН.

Общие недостатки различных конструкций УШСН:

- суммарная деформация колонны штанг и НКТ достигает значительных величин, соизмеримых с длиной хода плунжера;

- закон движения точки подвеса штанг отличается от закона движения плунжера (на 200-500 мм по длине хода)

- усилие в точке подвеса штанг постоянно направлено вниз и отличается при ходе вверх вниз на 30-50%. Неравномерная загрузка приводного двигателя.

- чувствительность к такому ряду осложняющих факторов, как кривизна ствола скважины, обводненность продукции, наличие механических примесей.

Достоинством штанговых насосов является приспособленность их работы в условиях малого дебита скважин при сравнительно больших коэффициентах полезного действия.

Контрольные вопросы:

1. Расскажите устройство фонтанной арматуры.

2. Условное обозначение фонтанной арматуры.

3. Отличие арматуры с тройниковой и крестовой елкой. Преимущества и недостатки.

4. Назначение фонтанной арматуры.

5. Назначение нижних боковых отводов фонтанной арматуры.

6. Назначение и устройство лубрикатора.

7. Назначение регулируемых дросселей.

8. изготовления базовой фонтанной арматуры коррозионностойкого исполнения.

9. В чем отличие схемы фонтанной арматуры АФК1 от АФК3а.

10. Назначение фонтанной головки фонтанной арматуры.

11. Условное обозначение погружного насоса обычного, модульного, коррозионностойкого исполнения.

12. В чем отличие погружного насоса модульного от обычного?

13. Назначение и устройство модуля входного, модуля-головки?

14. Назначение, устройство ступеней центробежного и центробежно-вихревого действия.

15. Какие типы рабочих колес используются в ЭЦН?

16. Объясните понятия «одноопорная», «Двухопорная» ступень насоса.

17. Поясните понятие «плавающий» тип рабочего колеса?

18. Состав электроприводных скважинных насосных установок?

19. Условное обозначе­ние насоса, погружного электродвигателя .

20. Устройство насоса винтового, принцип его работы.

21. Для чего винты в сдвоенных насосах имеют разные направления спирали.

22. По каким признакам (в чертеже и натурной модели) можно оп­ределить вид протектора предусмотренного для комплектации винтового насосного агрегата.

23. Перечислите основные показатели ограничивающие применение винтовых насосов для добычи нефти.

24. Общее устройство насосного агрегата ЭДН. Условные обозначения агрегата.

25. Устройство диафрагменного насоса, принцип его ра­боты.

26. Устройство и назначение приводной части диафрагменного насоса.

27. Область применения УЭДН

28. Что включает в себя скважинная штанговая насосная установка?

29. Какой принцип действия штангового скважинного насоса?

30. Какой штанговый скважинный насос называется вставным?

31. Из каких узлов и деталей состоит вставной штанговый скважинный насос?

32. Какой штанговый скважинный насос называется невставным?

33. Из каких узлов и деталей состоит невставной штанговый скважинный насос?

34. В чём достоинства и недостатки вставных штанговых скважинных насосов?

35. В чем достоинства и недостатки невставных штанговых скважинных насосов?

36. Какие штанговые скважинные насосы применяют для усложненных условий эксплуатации?

37. Какие цилиндры применяются в штанговых скважинных насосах?

38. Какие плунжеры применяются в штанговых скважинных насосах?

39. Какие конструктивные решения позволяют повысить износостойкость плунжера и предохранить его от заклинивания песком?

40. В чем достоинства и недостатки гуммированных плунжеров?

Список использованной и рекомендуемой литературы по части 2:

1. Бочарников В.Ф. Справочник мастера по ремонту нефтегазового оборудования (том 2). М.: «Инфра-Инженерия», 2008. – 576с.

2. Бухаленко ЕЛ. и др. Нефтепромысловое оборудование, Справочник, М., Недра, 1990. - 559 с.

3. ГОСТ Р51896-2002

4. ГОСТ 13877-96. Штанги насосные и муфты штанговые. Технические условия. Минск. Издательство стандартов. 1996, 27с.

5. Ивановский В.Н., Даришев В.И., Сабиров А.А. и др. Скважинные насосные установки для добычи нефти. – М.: ГУП Изд.-во «Нефть и газ» РГУ нефти игаза им. И.М. Губкина, 2002. – 824с.

6. Молчанов А.Г., Чичеров В.Л. Нефтепромысловые машины и механизмы. Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1983, 308с.

7. Нефтегазопромысловое оборудование. Под общ.ред.В.Н.Ивановского. Учеб.для ВУЗов. – М.:"ЦентрЛитНефтеГаз"2006. -720с

8. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти. Международный транслятор. Под редакцией В.Ю. Аликперова, В.Я. Кершенбаума. М., 1999, 615 с.

9. Технические условия на изготовление центробежных насосов:

• ТУ 26-06-1485-96. Насосы погружные центробежные модульные ЭЦНМ, ЭЦНМК, ЭЦНМТ и ЭЦНМКТ;

• ТУ 3665-020-00220440-94. Насосы погружные центробежные модульные ЭЦНМ4;

• ТУ 3631-025-21945400-97. Насосы погружные центробежные для добычи нефти ЭЦНА;

• ТУ 3665-026-00220440-96. Насосы погружные центробежные модульные 2ЭЦНМ;

• ТУ 3665-025-00220440-94. Насосы погружные центробежные модульные ЭЦНМ4-20;

• ТУ 3631-00217930-004-96. Насосы погружные центробежные модульного типа ЛЭЦНМ и ЛЭЦНМК;

• ТУ 3665-004-00217780-98. Насосы погружные центробежные двухопорные ЭЦНД;

• ТУ 3631-007-00217930-97. Насосы погружные центробежные модульные (Л)ЭЦНМ5-30;

• ТУ 3665-001-00217780-97. Насосы погружные центробежные модульные ЭЦНМ5-20.