3. 1. Конструктивные особенности некоторых типов скважинных штанговых насосов широкого применения
Трубные (невставные) скважинные насосы (НН) выполняются нескольких типов – НН1, НН2, ННА. Насос НН1 (см. рис. 20, а, б, в) состоит из штока с утолщением в верхнем конце, служащего для съема
Рис. 21 (а) Насос типа НН1С:
1 – цилиндр; 2 – шток; 3 – нагнетательный клапан; 4 – захватный шток; 5 – плунжер; 6 – наконечник плунжера; 7 – всасывающий клапан; 8 – седло конуса; опора всасывающего клапана; 9 – переводник верхний; 10 – переводник нижний
Рис. 21 (б) Насос типа НН2С:
1 – цилиндр; 2 – шток; 3 –переводник плунжера; 4 –плунжер; 5 – нагнетательный клапан; 6 – шток ловителя; 7 – всасывающий клапан; 8 – опора всасывающего клапана; опора всасывающего клапана; 9 – переводник верхний; 10 – переводник нижний
Рис. 21 (в) Насос типа ННАБ:
1 – переводник штока; 2 –переводник верхний; 3 – сливное устройство; 4 – шток; 5 – контргайка; 6 – цанговый захват; 7 – сцепляющее устройство; 8 – переводник плунжера; 9 – плунжер; 10 – цилиндр; 11 – нагнетательный клапан; 12 – всасывающий клапан; 13 – переводник нижний
всасывающего клапана с его посадочного конуса и подъема клапана на поверхность вместе с плунжером. Цилиндр насоса остается подвешенным на рубах. Узел нагнетательного клапана находится в верхней части плунжера. На данном рисунке показано нижнее положение плунжера при рабочем ходе. Подъем всасывающего клапана на поверхности удобен и рост. Но наличие штока в конструкции и размещении нагнетательного клапана в верхнем торце плунжера создают большое мертвое пространство Vм в цилиндре насоса, что является причиной плохой работы насоса даже при небольшом газосодержании в жидкости. Для устранения этого недостатка необходимо уменьшить мертвое пространство в насосе. Для этого нагнетательный клапан переносят в нижнюю часть плунжера и применяют специальный байонетный захват 7 и крестовину 5 для съема всасывающего клапана (см. рис. 20). Насос такой конструкции имеет шифр НН2. Его преимущество – небольшое мертвое пространство Vм в цилиндре насоса, что улучшает работу насоса при наличии свободного газа в жидкости. Однако захват и подъем на поверхность всасывающего клапана обычно трудоемкая и не всегда успешная операция, особенно в случае возможности отложения на деталях насоса асфальто-парафиновых и смолистых веществ. Вставной насос (ВН) имеет следующую конструкцию (рис. 21). Насос 5 опускают внутрь колонны НКТ 2, в которой установлено седло – конус для посадки вставного насоса. Конус иногда имеет захватную пружину. Силы трения в конусе или силы трения и пружина, упирающаяся в выступ насоса, способствуют удержанию насоса на месте в начале работы при ходе плунжера вверх. К достоинствам насоса относится то, что при его смене он поднимается на поверхность земли на штангах без подъема колонны НКТ. Плунжер, имеющий нагнетательный клапан в нижней своей части, создает малое мертвое пространство. Но, поскольку насос спускается внутрь колонны НКТ, он имеет меньший диаметр плунжера, чем трубный насос, спускаемый с теми же НКТ. Это ограничивает подачу вставного насоса, а также снижает скорость течения жидкости в НКТ. Последнее важно при отборе жидкости с песком, так как вынос его будет хуже. Обратный клапан предохраняет от попадания песка в цилиндр при остановке насоса.
Современные вставные насосы типов НВ1 (с установочным замком в верхней части насоса) и НВ2 (с замом внизу) могут выпускаться со сдвоенным всасывающим и сдвоенным нагнетательным клапанами. Такое дублирование принято клапанов принято из – за того, что вставные насосы обычно предназначены для спуска на большую глубину, чем трубные.
Трубные насосы типа ННА с автоматическим сцепление штанг со штоком плунжера насоса спускаются в сборе на колонне НКТ. Штанги спускаются после спуска насоса на заданную глубину и автоматически соединяются со штоком плунжера. Конструкцией насоса предусмотрено автоматическое рассоединение колонны штанг и штока плунжера перед подъемом насоса и открытие сливного клапана для опорожнения колонны НКТ от откачиваемой жидкости.
Такая схема насоса позволяет спускать цилиндр диаметром большим, чем внутренний диаметр НКТ. Это дает экономию металла и позволяет иметь большую скорость потока жидкости при подъеме ее на поверхность. Последнее важно при отборе жидкости с песком для уменьшения возможности его оседания. Еще одним преимуществом данной конструкции насоса является отсутствие износа или повреждения плунжера невставного насоса при его спуске в колонну НКТ.