9 Скважинные штанговые насосы

Скважинные штанговые насосы предназначены для откачивания из нефтяных скважин жидкости обводненностью до 99%, температурой до 130°С, содержанием сероводорода не более 50 мг/л, минерализацией воды не более 10 г/л.

Скважинные насосы имеют вертикальную конструкцию одинарного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером и шариковыми клапанами. Насосы изготавливают следующих типов:

l. Hacocнo-компрессорная труба 2. Насосная штанга 3. Цилиндр с удлинителями 4. Плунжер 5. Всасывающий клапан 6. Нагнетающий клапан 7. Сбивной штифт 8. Седло конуса 9. 3амок 10. Замковая опора 11. Ловитель Цилиндр вставного скважинного насоса ) спускается внутри труб на колонне штанг и монтируется на них с помощью специального замкового соединения. Это позволяет менять вставной насос без спуска и подъема труб. Но при одинаковых диаметрах плунжеров вставной насос требует применения НКТ большего диаметра.Цилиндр невставного (трубного) скважинного насоса присоединяется к колонне НКТ и вместе с ней спускается в скважину. Плунжер НСН вводится через НКТ в цилиндр вместе с подвешенным к нему всасывающим клапаном на насосных штангах. Чтобы не повредить плунжер при спуске, его диаметр принимают меньшим внутреннего диаметра НКТ примерно на 6 мм. Применение НСН целесообразно в скважинах с большим дебитом, небольшой глубиной спуска и большим межремонтным периодом. Для смены насоса (цилиндра) необходимо извлекать штанги и трубы. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СШНСкважинный 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. 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.

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

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.Выбор группы посадки (зазора между плунжером и цилиндром). Зазор определяет:потери нефти за счет утечки вдоль стенок плунжера;количество смазочного материала для скользящего плунжера;минимальную величину зерен песка, поступающих в кольцевой зазор между плунжером и цилиндром;свободу движения плунжера в цилиндре. Потери нефти за счет утечки приводят к снижению объемного коэффициента полезного действия насоса. Потери нефти зависят от величины зазора между плунжером и цилиндром, длины плунжера, противодавления (высоты напора) и вязкости откачиваемой жидкости. При постоянном зазоре утечка прямо пропорциональна противодавлению и обратно пропорциональна длине плунжера и вязкости.В зависимости от величины зазора между плунжером и цилиндром внутри каждого размера насоса предусматривается 5 групп посадок. Размер зазора между плунжером и цилиндром определяет также величину зерен песка, которые могут проникнуть в этот зазор, то есть возможность отбора абразивной жидкости.Для обеспечения максимального к.п.д. насоса следует выбирать минимальный зазор. Наименьший зазор определяется вязкостью откачиваемой жидкости, так как для смазки требуется не менее 2% утекающей нефти.Конструктивные отличия:Цилиндры -  толстостенные азотированные (ионно-плазменное азотирование) или хромированные, длина – до 16 футов (составные для длинноходовых насосов – до 22 футов);Плунжеры – Плунжер глубинного скважинного насоса представляет собой стальную трубу с внутренней резьбой на концах В настоящее время применяют плунжеры:а) с гладкой поверхностью;б) с кольцевыми канавками;в) с винтовой канавкой;г) с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой и скошенным концом в верхней части;д) манжетные плунжеры;е) гуммированные плунжеры; Клапанные узлы. Клапаны глубинных скважинных насосов выполняют шариковыми, так как в условиях работы глубинных насосов они обладают наибольшей работоспособностью по сравнению с другими (коническими и плоскими) конструкциями. Большой срок их службы обьясняется хорошей притиркой шарика к седлу во время работы при длительном сохранении шариком своих размеров вследствие большой его активной поверхности. В зависимости от конструкции седла шариковые клапаны бывают с буртом и с гладкой наружной поверхностью. Последние применяют, как правило, в качестве нагнетательных клапанов.Замковые опоры. предназначена для закрепления цилиндра скважинных насосов исполнений НВ1 и НВ2 в колонне насосно-компрессорных труб. Высокая точность изготовления поверхностей деталей опоры должна обеспечивать надежную герметичную фиксацию цилиндра насоса в насосно-компрессорных трубах на заданной глубине скважины и одновременно предотвращать искривление насоса в скважине. Замковые опоры изгот механ типа:ОМ - с цанговым якорем;НМ - под цанговый якорь,установл на насосе