Принципиальная схема и назначение основных элементов ШСНУ.

Глубинно-насосная эксплуатация – это механизированный подъем жидкости из буровых скважин при разработке нефтяных месторождений. В мировой практике нефтедобычи получили распространение следующие глубинно-насосные установки:

1.Скважинные штанговые насосные установки (СШНУ).

2.Установки погружных центробежных насосов с электроприводом (УЭЦН).

3.Установки гидравлических поршневых насосов (УГПН).

4.Установки с винтовыми насосами и электроприводом (УЭВН).

5.Установки с диафрагменными насосами и электроприводом
(УЭДН). 6.Установки со струйными насосами (УСН).

 В основу способа эксплуатации скважин штанговыми насосами положено использование объемного насоса возвратно-поступательного действия, спускаемого в скважину и приводимого в действие приводом, расположенным на поверхности. Привод и скважинный насос соединены вместе посредством механической связи. Весь этот комплекс оборудования называют скважинной штанговой насосной установкой (СШНУ).

Скважинная штанговая установка состоит из привода, устьевого оборудования, колонны насосных штанг, колонны насосно-компрессорных труб, скважинного насоса и вспомогательного подземного оборудования. В отдельных случаях какой-либо из элементов может отсутствовать, тогда его функцию выполняют другие элементы СШНУ.

Привод предназначен для преобразования энергии двигателя в механическую энергию колонны насосных штанг, движущихся возвратно-поступательно.

 Колонна насосных штанг представляет собой стержень, состоящий из отдельных штанг, соединенных друг с другом резьбовыми соединениями. Колонна насосных штанг передает механическую энергию от привода к скважинному насосу. Скважинный насос, как правило, плунжерный, преобразует механическую, энергию движущихся штанг в энергию откачива­емой пластовой жидкости. При высоком газовом факторе для повышения коэффициен­та подачи необходимо либо увеличивать глубину погружения насоса под динамический уровень, либо устанавливать ниже насоса газовый якорь.

В большинстве СШНУ (рисунок 3) в качестве привода приме­няют балансирные станки-качалки.

 Рисунок 3- Скважинная штанговая насосная установка

1 – фундамент; 2 – рама; 3 – электродвигатель; 4 – клиноременная передача; 5 – кривошип; 6, 8 – контргруз; 7 – шатун4; 9 – стойка; 10 – балансир; 11 – механизм фиксации головки балансира; 12 – головка балансира; 13 – канатная подвеска; 14 – полированный шток; 15 – оборудование устья скважины; 16 – обсадная колонна; 17 – колонна штанг; 18 – НКТ; 19 - глубинный насос; 20 – газовый якорь; 21 – уплотнение колерованной штанги; 22 – муфта трубная; 23 – муфта штанговая; 24 – цилиндр глубинного насоса; 25 - плунжер насоса; 26 – нагнетательный клапан; 27 - всасывающий клапан.

 Балансированный станок-качалка состоит из рамы 2, установленной на массивном фундаменте 1. На раме смонтирована стойка 9, на которой с помощью шарни­ра укреплен балансир 10, имеющий на одном конце головку 12, на другом — шарнир, соединяющий его с шатуном 7. Шатун соединен с кривошипом 5, укрепленном на выходном валу ре­дуктора. Входной вал редуктора посредством клиноременной передачи соединен с электродвигателем3. Головки балансира со­единены с колонной штанг с помощью канатной подвески 13.

Колонна насосных штанг соединяет канатную подвеску на­соса с плунжером глубинного насоса. Колонна собирается из отдельных штанг 17. Штанги имеют длину от 6 до 10 м, диаметр от 12 до 25 мм и более, соединяются друг с другом посредством муфт 23. Полированный шток 14 имеет поверхность, обработан­ную по высокому классу чистоты, иногда ею называют первой или сальниковой штангой.

Колонна насосно-компрессорных труб служит для подъема пластовой жидкости на поверхность и соединяет устьевую ар­матуру с цилиндром глубинного насоса. Она составлена из труб 18 длиной по 8-12 м, диаметром 48-114 мм, соединенных трубными муфтами 22. В верхней части колонны установлен устьевой сальник, герметизирующий НКТ. Через сальник пропущена полированная штанга. Оборудование устья скважины имеет отвод, по которому откачивается жидкость и направляется в промысловую сеть.

Скважинный насос Ⅲ представляет собой насос одностороннего действия. Он состоит из цилиндра 24, прикрепленного к колонне НКТ, плунжера 25, соединенного с колонной штанг. Нагнетательный клапан 26 установлен на плунжере, а всасывающий 27 - в нижней части цилиндра.

Ниже насоса при необходимости устанавливается газовый Ⅳ, или песочный якорь. В них газ или песок отделяются от пластовой жидкости. Газ направляется в затрубное пространство между НКТ 18 и обсадной 16 колоннами, а песок осаждается в корпусе якоря. 

       Безбалансирные станки-качалки. Приводная часть безбалансирного станка-качалки (рисунок 4) включая редуктор та же, что и у балансирного станка-качалки. Конструкция кривошипа у безбалансирного станка-качалки несколько иная — V-образной формы, с углом 30^°. Последнее улучшает уравновешивание станка, снижает вес контргрузов. Грузы размещаются на кривошипе конструктивно так же, как и на кривошипе балансирного станка-качалки.

Рисунок 4- Схема безбалансирного станка-качалки

1 – рама; 2 – стойка; 3 – сальниковый шток; 4 – канатный шкив; 5 – траверса и шатуны; 6 – кривошипы; 7 – редуктор; 8 – тормоз; 9 – электродвигатель; 10 – клиноременная передача

 

 Над устьем скважины, на наклонной стойке, расположен ролик, через который проходит гибкая подвеска, подсоединенная к траверсе, которая, в свою очередь соединена с шатунами. Нижняя головка шатуна соеди­нена с кривошипом. Место подсоединения можно изменить для регулировки длины хода точки подвеса штанг так же, как и у балансирного станка-качалки.

Безбалансирные станки-качалки выпущены с нагрузкой на головку балансира в 30 и 60 кН. Длина хода от 0, 45 до 5 м. Кру­тящие моменты на выходном валу редуктора достигают 80 кН·м.

В шифре станков-качалок (например СБМ3-1, 8-700) приня­ты следующие обозначения: СБМ — станок безбалансирный ме­ханического действия; 3 — нагрузка в точке подвеса штанг, тс; 1, 8 — длина хода, м; 700 крутящий момент, кгс·м.

Безбалансирные станки-качалки имеют меньшие металлоемкость и габариты по сравнению с балансирными. У них несколько лучшая характеристика движения точки подвеса штанг, при которой отклонения от гармонического колебания меньше, а следовательно, меньше ускорение точки подвеса штанг и инерци­онные нагрузки в установке. Однако недостаточная надежность гибкой связи сдерживает внедрение этих установок.

 

 

⇐ Предыдущая23242526272829303132Следующая ⇒

Поделиться: