Лекция 4 оборудование для эксплуатации скважин скважинными штанговыми насосами (сшн)
4.1. Технологические особенности эксплуатации скважин установками сшн (усшн)
Штанговые глубинонасосные установки широко используются для добычи нейти из скважин, что объясняется их прочностью, эффективностью и надежностью. Перед другими механизированными способами добычи нефти УСШН имеют следующие преимущества: обладают высоким коэффициентом полезного действия, проведение ремонта возможно непосредственно на промыслах, для первичных приводов могут быть использованы различные двигатели, могут применяться в осложненных условиях эксплуатации – в пескопроявляющих скважинах, при наличии в добываемой нефти парафина, при высоком газовом факторе, при откачке коррозионной жидкости, при большой глубине спуска насоса.
Основные параметры, которые характеризуют УСШН:
- подача пластовой жидкости в м3/сут;
- глубина подвески штангового насоса или развиваемое давление в МПа)
-КПД установки, определяемое отношением полезной работы установки по подъему пластовой жидкости к затраченной работе приводного двигателя;
- надежность;
- габариты насоса.
Простейшая блок схема механизированной установки представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 – Блок схема скважинной насосной установки
Широкая область применения установок в большинстве соответствует подаче до 40 м3/сут при глубине подвески до 1600 м. В отдельных случаях установки могут использоваться при подвесках скважинного насоса до 3500 м или же в скважинах глубиной до 800 м при динамическом уровнях не мене 600 м с дебитом до 300 м3/сут.
Характерной особенностью УСШН является применение скважинного насоса объемного типа, работа которого обеспечивает возвратно-поступательным перемещением плунжера с помощью наземного привода и связующего органа.
4.2. Конструктивные особенности усшн и принцип действия
Рассмотрим конструктивные особенности элементов установки на примере привода балансирного станка- качалки, которые наиболее широко распространены.
УСШН, которая представлена на рисунке 10 , состоит из привода, устьевого и подземного оборудования. Привод состоит из рамы 22, устанавливаемой на массивном фундаменте 14. На раме смонтирована стойка 23, на которой с помощью шарнира укреплен балансир 9 с головкой 10 на одном конце и на другом груз 8 с траверсой 7, соединяющей балансир с шатуном 6. Шатун соединении с грузом 5 и кривошипом 4, укрепленным на ведомом валу редуктора. Ведущий вал редуктора посредством клиноременной передачи 2 соединен с электродвигателем 1. Головка балансира соединена с колонной штанг канатной подвеской 11. Колонна насосных штанг соединяет канатную подвеску насоса с его плунжером. Колонна собирается из отдельных штанг 19. Штанги длиной по 8 10 м и диаметром 16 25 мм соединяются друг с другом муфтами. Первая верхняя штанга, которая связывает канатную подвеску и колонну штанг, называется полированным штоком 12, которая перемещается в устьевом сальнике 13, герметизирующий насосно-компрессорные трубы. Колонна НКТ составлена из труб 16 длиной по 8 12 м и диаметром 35 100 мм, соединенных трубными муфтами
.
Рисунок 10– Схема установки скважинного штангового насоса
Штанговый скважины насос состоит из цилиндра 24, прикрепленного к колонне НКТ, плунжера 17, соединенного с колонной штанг (конструкция невставного штангового насоса). Нагнетательный клапан 18 установлен на плунжер, а всасывающий 21 – в нижней части цилиндра, извлекаемой на устье скважины с помощью захватного штока 20.
При работе установки энергия от электродвигателя передается через редуктор к кривошипно-шатунном механизму, преобразующему вращательное движение ведомого вала редуктора через балансир в возвратно-поступательное движение колонны штанг. Связанный с колонной плунжер также совершает возвратно-поступательное движение. При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан закрыт давлением жидкости, находящейся над плунжером, и столб жидкости в колонне НКТ движется вверх – происходит её откачивание. В это время впускной всасывающий клапан открывается, и жидкость заполняется объем цилиндра насоса под плунжером.
При ходе плунжера вниз всасывающий клапан под давлением столба жидкости закрывается, нагнетательный клапан открывается и жидкости перетекает в надплунжерное пространство цилиндра.