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

Основные элементы насосов. Цилиндр- насоса может состоять из одной трубы, изготовленной из чугуна или стали путем холодной протяжки, или из кожуха и ряда втулок, называемых втулочным цилиндром. Втулочный цилиндр, который обычно состоит из нескольких цилиндрических втулок длиной 30, 48 см (по стандарту СССР, 300 мм).

Рис. 4.1-28.

Дифференциальный штанговый насос

(Хоод, 1968)

Рис. 4.1-29. Цилиндр насоса со стальными бандажами типа Нилсэн фирмы Ойлвел

тщательно отшлифован как внутри, так и в торцах. Втулки впрессовываются в кожух и удерживаются двумя муфтами. Изготавливаются втулки из коррозионно- и износоустойчивых легированных сталей. Внутренняя поверхность некоторых втулок подвертается специальной обработке, азотированию или хромированию.

Однотрубный цилиндр имеет то преимущество, что при данном номинальном размере (или данном диаметре НКТ) плунжер может иметь

больший диаметр. Кроме того, он дешевле. G другой стороны, втулочные цилиндры имеют то преимушество, что можно собрать цилиндр любой длины из точно отшлифованных укороченных втулок, в то время как провести точную шлифовку длинной трубы трудно. Внутренняя стенка укороченных втулок может быть подвергнута машинной обработке с большей точностью (соответственно с меньшим допуском), что очень важно, когда имеют дело с высокими давлениями при подъеме жидкости из глубоких скважин. Кроме того, стоимость перешлифовки изношенных втулок относительно низка. Необходимо указать, что при высоких давлениях может произойти смещение втулок, если они просто посажены встык торцами друг к другу, и это может вызвать осложнения. С другой стороны, например, в насосах типа Нилсэн (рис. 4.1-29) в цилиндре втулки / защищаются стальными бандажами 2, что предотвращает смещение их даже на больших глубинах.

Для повторного использования изношенных цилиндров применяют плунжеры меньше номинального размера. Цилиндр шлифуется, а затем вставляется плунжер стандартного размера. В Советском Союзе насосы поставляются с цилиндрами как большего, так и меньшего номинального размера, диаметр которых отличается на 1 мм от стандартного размера. По стандарту АНИ цилиндры меньше номинального на 0,04 дюйма (1,02 мм), обозначаются они цифрой 40. Стандартные длины цилиндра обычно кратны 1 футу (0,306 м), а в странах, где принята метрическая система,- 0,300 м. По стандарту АНИ длины цилиндров составляют 1,52; 2,13; 2,74; 3,35; 3,66 и 4,57 м.

При обращении на поверхности, а также при спуске в скважину цилиндра, имеющим самую большую длину (например, 12,2 м), сталкиваются с определенными трудностями. Обычно такие цилиндры составляют из двух половинок (в каждую из которых запрессовываются втулки), а затем при спуске их соединяют при помощи специальной муфты.

Различают два типа плунжеров: металлические и из мягкого материала. В последнем случае применяют резиновые или пластмассовые манжеты. Металлические плунжеры изготавливают из легированной стали, которая по составу должна быть совместима с металлом, из которой изготовлен цилиндр, и должна иметь соответствующую прочность и износоустойчивость. Наружная поверхность плунжера упрочняется или хромируется. Большинство плунжеров изготавливается из одной заготовки. Некоторые сорта легированных сталей имеют низкую прочность, что вынуждает изготавливать составные плунжеры из нескольких заготовок, чтобы выдержать большие нагрузки. На рис. 4.1-30 показан 0-образный кольцевой плунжер типа Нилсэн. Плунжеры могут быть гладкие или желобчатые. Последние имеют то преимущество, что при подъеме продукции, содержащей песок, песчинки скапливаются в желобах, и поэтому уменьшается степень износа насоса. Если, с другой стороны, плунжер при движении выходит из цилиндра, скопившиеся в желобах механические примеси могут засорять цилиндр. Поэтому вопрос о преимуществе желобчатых плунжеров спорный.

Диаметр плунжера с очень небольшим допуском равен диаметру цилиндра. В Советском Союзе различают три группы допусков (20-

70; 70-120 и 120-170 мкм). В США приняты пять групп допусков,, начиная от 0,001 дюйма через каждые 0,001 дюйма до 0,005 дюйма (или от 25 до 127 мкм). Соответствующие допуски плунжеров обозначаются -1, -2, -3, -4 и -5.

Для условий данной скважины весьма важно правильно выбрать пару плунжер - цилиндр, чтобы свести к минимуму утечку по плунжеру

Рис. 4.1-31. Плунжеры фирмы Ойлвел, изготовленные из мягкого материала

- Рис. 4.1-30. 0-образный кольцевой плунжер типа Нилсэн фирмы Ойлвел

жидкости при ходе его вверх в результате большого перепада давления между его концами.

Потери от утечек жидкости можно определить по формуле (Бюллетень 1957 г., Ойл Вел Саплай)

0 0164niW

(4.1-55)

где Ар - перепад давления на плунжер в Па; Ad - диаметральный допуск (разница в диаметрах) в м и Лпл - длина плунжера в м.

Пример 4.1-9. Определить утечку по плунжеру яефти вязкостью 120Х10~ и 1,2X10-3 Па-с, если йпл=57,1 мм, Др=20 МПа, Ad=0,l мм и Апл=1,22 м.