Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

выход не(рти

Штанговые скважинные насосы - малогабаритные (по диаметру) плунжерные насосы, опускаемые в скважину ниже динамического уровня жидкости (на 5-6 м). Штанговая

насосная установка (рис. 12) вклю-

f . О-.- чает собственно штанговый насос / и станок-качалку, который служит приводом установки. Насос состоит из следующих основных узлов: наружного цилиндра , плунжера 10, совершающего поступательные (возвратно-поступательные) движения внутри цилиндра; всасывающего 12 и нагнетательного 9 шаровых клапанов. Цилиндр насоса представляет собой составную полую втулку длиной от 2 до 7 м и с внутренним диаметром 28; 32; 38; 43 мм. Цилиндр собирают из различного числа (от 2 до 29) отдельных полых втулок длиной по 300 мм, изготовленных из серого чугуна или стали. Плунжер штангового насоса изготовляют из стальной трубы длиной 1200 мм с толщиной стенки от 5 до 9,5 мм. На обоих концах плунжера нарезана резьба для присоеди. нения корпусов клапанов и переводников. Поверхность плунжера шлифуют, хромируют и полируют, что повышает износостойкость пары "цилиндр - полунжер". Для добычи нефти применяют штанговые плунжерные насосы двух видов: невставные НСН-1 и НСН-2 и вставные НСВ-1 скважинные насосы. У невставных скважинных насосов цилиндр с седлом всасывающего клапана опускают в скважину на насосно-компрессорных трубах. Плунжер с нагнетательным клапаном опускают в скважину на штангах и вводят внутрь цилиндра. Плунжер с помощью специального штока соединен с шариком всасывающего клапана. Не-

Г7

Рис. 12. Штанговая сосная установка

достатком невставных скважинных насосов является сложность его сборки в скважине, а также сложность и длительность извлечения насоса на поверхность для устранения какой-либо неисправности. Вставные насосы целиком собирают на поверхности земли и опускают в скважину на насосно-компрессорных трубах. Вставной штанговый насос состоит из трех основных узлов: цилиндра, плунжера и замковой опоры цилиндра. Цилиндр насоса в верхней части имеет конус, с помощью которого он опирается на специальную конусную замковую опору, входящую в состав насосно-компрессорных труб, т.е. цилиндр подвешен на насосно-компрессорных трубах. На нижнем конце цилиндра смонтирован всасывающий шаровой клапан. Плунжер вставного насоса имеет специальную штангу, с помощью которой он присоединен к колонне насосных штанг. Нагнетательный шаровой клапан вмонтирован в нижнюю часть плунжера. Для сообщения плунжеру возвратно-поступательных движений он соединен колонной насосных штанг 2 со станком-качалкой, находящимся на поверхности земли. Штанга -это круглый стальной стержень длиной В м и диаметрами 16, 19, 22 и 25 мм. Между собой штанги соединяют на рбзьбовых муфтах, а для завинчивания штанг ключами на их концах имеются участки квадратного сечения. Станок-качалка состоит из рамы, опоры-стойки, балансира 5, электропривода и кривошипно-шатунного механизма с балансир-качалкой 6. Электродвигатель 7 через редуктор вращает кривошип. Последний через шатун приводит в движение балансир. На переднем конце балансира закреплена головка качалки 4 с опорной поверхностью в виде части круга. В верхней точке головки балансира закреплены два стальных каната, нижние концы которых в свою очередь закреплены в канатной подвеске. В канатной подвеске закрепляют верхний конец колонны штанг в виде полированного штока. При качающемся движении балансира колонна насосных штанг получает возвратно-поступательное движение и приводит в действие плунжер штангового насоса. Наличие круговой опорной поверхности головки балансира, к которой плотно прилегают тяговые канаты, обеспечивает плавное (без рывков) движение колонны насосных штанг. Для подвески колонны насосно-компрессорных труб, направления нефти, поступающей на поверхность в сборные промысловые коллекторы, герметизации устья скважины на устье скважин устанавливают специальное устьевое оборудование, состоящее из колонного фланца, тройника5 для отвода нефти и сальника, через который проходит полированный шток. Колонну насосно-компрессорных труб подвешивают на колонном фланце внутри обсадной трубы 8.

* Штанговый скважинный насос работает следующим образом. При движении плунжера вместе с колонной штанг вверх в цилиндре под плунжером создается разрежение. Всасывающий -клапан под давлением нефти, находящейся в скважине, открывается, и нефть проникает в

эту полость цилиндра. У невставного насоса шариковый клапан открывается штоком, соединенным с плунжером. При движении плунжера вниз всасывающий клапан закрывается, а при сжатии жидкости открывается нагнетательный клапан и порция жидкости попадает из плунжера в колонну насосно-компрессорных труб. Затем такие циклы работы насоса непрерывно повторяются, и нефть по колонне насосно-компрессорных труб за счет создаваемого насосом давления поступает на поверхность земли. Плунжер штангового скважинного насоса совершает от 5 до 15 ходов в минуту. При этом штанговые насосы обеспечивают подачу из скважины от 0,5 до 30-50 т/сут. Максимальная глубина подвески штанговых насосов не превышает 3600 м, так как увеличение в дальнейшем глубины подвески значительно утяжеляет колонну штанг и требует применения для их изготовления дорогостоящих легированных сталей. Недостатками штанговых насосов, как видно из изложенного, является ограниченность глубины их подвески и малая подача нефти из скважины. В то же время, особенно на заключительной стадии эксплуатации, вместе с нефтью из скважин поступает большое количество пластовой воды, применение штанговых насосов становится малоэффективным. Указанных недостатков лишены погружные центробежные электронасосы.

ГгГогружные насосы - это малогабаритные (по диаметру) центробежные насосы с приводом от электродвигателя, размещаемые вместе с электродвигателем на необходимой глубине подвески в скважине. Такие насосы подвешивают в скважинах на насосно-компрессорных трубах, а за последнее время - на специальных кабелях-канатах. Погружные насосы обеспечивают подачу нефти от 40 до 700 м/сут при напоре от 1400 до 3000 м столба жидкости. В полностью собранном виде насосная установка состоит из следующих частей: насосного агрегата, бронированного кабеля, устьевой арматуры, ав-отрансформатора и станции управления. В состав насосного агрегата входят собственно погружной центробежный насос, погружной электродвигатель и протектор, расположенные снизу вверх в следующем порядке - электродвигатель, протектор, насос. Погружной электродвигатель - это малогабаритный асинхронный трехфазный двигатель необходимой мощности, выполненный в герметичном исполнении (размещен в стальной трубе-корпусе, заполненной маслом). Электрический ток к электродвигателю подводится с поверхности по специальному бронированному кабелю, проложенному параллельно с насосно-компрессорными трубами и крепящемуся к ним с помощью хомутиков. Питание электрическим током электродвигателя от сети электроснабжения через автотрансформатор, регулирующий напряжение тока. Длина электродвигателя в зависимости от мощности достигает 10 м. Наружные диаметры корпуса электродвигателя равны 103, 117, 123 мм. Мощность погружных электродвигателей от 10 до 125 кВт. Число рабочих ступеней насоса