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 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 [ 106 ] 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

максимальной нагрузке на полированный шток 196 кН. Так как такие конструкции станков-качалок не устраивают промысловиков (в силу их громоздкости), ищут другие конструктивные решения.

а) Гидравлический привод

Гидропривод позволяет значительно увеличить длину хода плунжера без существенного увеличения массы наземного оборудования. Насосная установка с гидроприводом (рис. 4.1-67) состоит из следующих основных элементов: гидравлического цилиндра возвышающегося над устьем скважины; винтового насоса 2; редуктора 3 с электродвигателем; буферной емкости 4, заполненной рабочей жидкостью и газом; дренажного насоса; емкости для конденсата и компенсатора 6. В гидравлическом цилиндре находится поршень, связанный с полированным штоком подвески колонны штанг.

Принцип действия можно показать на примере гидропривода, показанного на рис. 4.1-68. При ходе вверх (я) рабочая жидкость поступает из буферной емкости 4 на прием насоса 1 и далее после насоса под поршень цилиндра. В конце хода вверх (б) под действием увеличивающегося давления над клапаном-регулятором 2 клапан занимает нижнее положение. Клапан-реверс 3 в этом случае поднимается и изменяет направление потока жидкости. При ходе вниз на прием насоса поступает жидкость из цилиндра, которая затем закачивается в буферную емкость, имеющую газовую подушку. Жидкость, скапливающаяся в емкости для конденсата, откачивается также в буферную емкость 4 винтовым насосом 6. По достижении поршнем нижнего положения в конце хода вниз клапан-регулятор поднимается, клапан-реверс опускается и начинается ход вверх. Длину хода можно менять измеиением места

подачи рабочей жидкости в цилиндр при помощи патрубка 7. Производительность установки определяется по продолжительности хода как вверх, так и вниз. Продолжительность хода вверх можно регулировать за счет скорости подачи рабочей жидкости под цилиндр, а продолжительность хода вниз - за счет снижения гидравлических сопротивлений при обратном потоке жидкости из цилиндра.

Из табл. (4.1-16) видно, что вес установки при длине хода 9,1 м и максимальной нагрузке на полированный шток 178 кН составляет 133 кН; при большей длине хода можно принять и больший максимальный диаметр плунжера (см. формулу 4.1-41), что приводит к даль-

Рис. 4.1-67. Насосная установка длинно-ходовая с гидроприводом

нейшему увеличению подачи. Применение гидропривода с большей длиной хода обеспечивает подъем жидкости из более глубоких скважин. На рис. 4.1-69 показано изменение максимальной подачи насосов при разных глубинах установок, приведенных в табл. 4.1-16 ((7ж=1000 кг/м, шт = 25,4 мм, т1о=1). Диаграмма для насоса типа FP отражает максимально достижимые подачи при использованни штанговых насосов

Рис. 4.1-68. Принцип работы гидропривода фирмы Аксельсон

СО станками-качалками. Сравнивая диаграммы для насосов типов FP и HP, можно отметить, что у последних показатели по подаче значительно улучшены.

С повышением длины хода штока ограничивается относительное уменьшение длины хода плунжера и тем самым обеспечивается более

Таблица 4.1-16

Основные характеристики длинноходовых штанговых глубиннонасосных установок с гидроприводом фирмы Пелтон

эффективная работа насоса. При глубине подвески 2560 м и диаметре плунжера 44,45 мм уменьшение длины хода плунжера составит 60% от длины хода полированного штока, равного 1,9 м, и 15% при длине

хода 9,1 м. Коэффициент наполнения насоса из-за присутствия свободного газа уменьшается также в меньшей степени, так как отношение Asjs (см. раздел 4.1.1, п. 6.2) имеет большее значение при повышении длины хода плунжера. Кривые динамограмм подтверждают лучшее использование энергии. На рис. 4.1-70 приведена типичная динамограмма

ДЛИННОХОДОВОЙ установки с гидроприводом при 5 = 9,1 М и л = 2 МИН".

Практически при перемещении плунжера как вверх, так и вниз нагруз-

Рис. 4.1-70. Типичная динамограмма ДЛИННОХОДОВОЙ установки с гидроприводом

Рис. 4.1-69. Изменение максимальной подачи длинноходовых штанговых насосов с гидроприводом фирмы Пелтон

/ш то 3000 L,n

ки остаются постоянными; конфигурация кривой динамограммы близка к идеальной. Для сравнения на этом рисунке показана заштрихованная динамограмма работы глубиннонасосного оборудования со станком-качалкой при 5=1,9 м rt=10 МИН". Средняя скорость хода вверх для обоих систем приблизительно одинакова. Для установки со станком-качалкой нагрузки при перемещениях плунжера вверх и вниз значительно различаются. Кривая динамограммы в этом случае сильно отличается от идеальной. Из-за плавной работы гидропривода на колонну штанг воздействуют меньшие динамические нагрузки, в результате срок службы штанг удлиняется, уменьшается износ плунжера и цилиндра, а замена насоса проводится реже. Несмотря на указанные преимущества, длинноходовые насосы с гидроприводом были сняты с производства в начале пятидесятых годов из-за того, что надежность привода оказалась низкой и ремонт слишком дорогостоящим (Меттерс, 1970).

б) Механический привод

Вследствие того что при использовании длинноходовых насосов с гидроприводом по сравнению с другими установками получают значительные преимущества, стали проводить исследовательские и конструкторские работы по созданию более простого и надежного механического привода (Меттерс, 1970; Эвинг, 1970). Одна из таких конструкций вы-шечного типа разработана фирмой Ойлвел под шифром 3534. Наверху вышки (на высоте 16 м) размещаются два барабана, вращающихся