Меню Рубрики

Установки для эксплуатации скважин глубинными насосами

Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми глубинными насосами

Наиболее распространенным способом добычи нефти в па­шей стране является эксплуатация нефтяных скважин штанговы­ми насосами с приводом от станков-качалок (СКН). Около 70% действующего фонда нефтяных скважин в нашей стране эксплуа­тируются глубинными насосами, которыми добывается более 30% от общего объема добычи нефти. Этому способствует простота оборудования и его обслуживания, небольшие затраты на обуст­ройство скважин, что позволяет с высокими экономическими по­казателями эксплуатировать скважины с дебитами от нескольких килограммов до нескольких десятков тонн нефти в сутки.

Штанговыми глубинными насосами можно добывать нефть с глубины до 3000 метров. В основном глубинно-насосную экс-

плуатацию применяют в средпедебигных (до 30-40 т/сут) и ма-лодсбитных (до 1 т/сут) нефтяных скважинах. Глубинный штан­говый насос представляет собой плунжерный насос специальной конструкции. Привод насоса осуществляется с поверхности через колонну штанг. Поэтому такие насосы называются глубинными штанговыми насосами.

Штанговая насосная уста­новка (рис. 83) состоит из глу­бинного плунжерного пасоса 1, который спускается на НКТ 4 в скважину под динамический уровень, и станка-качалки, ус­танавливаемого на устье сква­жины, а также устьевого обору­дования, состоящего из тройни­ка с сальником и планшайбы. В скважину на штангах 3 спус­кается плунжер насоса 2.

Верхняя штанга называет­ся полированным штоком, ко­торый проходит через сальник 6 и соединяется с головкой ба­лансира станка-качалки 7 с по­мощью траверсы и гибкой ка­натной подвески. Станок-качал­ка приводится в действие от электродвигателя через систему передач.

Вращение электродвигате­ля 11 станка-качалки при по­мощи редуктора 12, кривошипа 10 и шатуна 9 преобразуется в возвратно-поступательное дви­жения балансира 8, передавае­мое плунжеру пасоса 2 через ко- Р ис — 83. Схема работы штанговой лопну штанг 3. На устье скважи- глубинно-насосной установки ны устанавливается тройник 5,

В.II. Кудннов. Основы нсфтегазопромыслового дела

Глава X. Добыча нефти и газа

r который поступает нефть со скважины. В верхней части трой­ника имеется сальниковое устройство, через которое пропущена верхняя штанга (полированный шток), которое служит для герме­тизации устья и недопущения разлива нефти во время работы на­сосной установки.

В средней части тройника имеется боковой отвод, через ко­торый нефть из скважины поступает в выкидную линию. Глу­бинный насос работает следующим образом.

При движении плунжера
вверх (рис. 84 а) нижний вса-
сывющий клапан иод давлени­
ем столба жидкости в затруб-
ном кольцевом пространстве
открывается и нефть (жид­
кость) поступает в цилиндр
насоса. Б это время верхний
нагнетательный клапан закрыт,
так как на него действует дав­
ление столба жидкости, нахо­
дящейся в насосно-компрес-
сорных трубах. При движении
плунжера вниз (рис. 84 б) ниж­
ний всасывающий клапан под
давлением нефти (жидкости),
находящейся под плунжером,
закрывается, а нагнетательный
клапан открывается, и жид­
кость из цилиндра насоса пе­
реходит в подъемные трубы.
При непрерывной работе насо­
са нефть поступает в насосно-
а\ £ч компрессорные трубы, подни-

мается до устья скважины и

Рис. 84. Схема работы глубин- через Т Р ОЙНИК » КИДН У Ю яинию —

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9866 — | 7529 — или читать все.

источник

Эксплуатация скважин с помощью штанговых глубинно-насосных установок (ШГН). Наземное оборудование штанговых глубинонасосных установок.

Штанговая насосная установка- комплекс оборудования для механизированной добычи жидкости через скважины с помощью штангового насоса, приводимого в действие СТАНКОМ-КАЧАЛКОЙ. Штанговый насос (рис.5) опускается в скважину ниже уровня жидкости и состоит из

· плунжера, соединенного со штангой,

· клапанов всасывающих и нагнетательных

· Цилиндр невставного штангового насоса опускается на колонне насосно-компрессорных труб, а плунжер — на колонне штанг внутри насосно-компрессорных труб;

· цилиндр вставного штангового насоса опускается вместе с плунжером на штангах и закрепляется на замковой опоре, установленной на конце насосно-компрессорных труб или на пакере;

· штанговый насос большого диаметра опускается целиком на колонне насосно-компрессорных труб и соединяется с колонной штанг через сцепное устройство.

· штанговые насосы с подвижным цилиндром и неподвижным плунжером,

· с двумя ступенями сжатия (для откачки сильно газированных нефтей), с двумя цилиндрами и плунжерами (для одновременной откачки из двух горизонтов),

· с камерой разрежения (для высоковязких нефтей) и др.

Штанги (металлические стержни с резьбовыми головками) соединяются в колонну с помощью муфт. Длина штанги 8-10 м, диаметр 12,7 -28,6 мм. Используются также полые неметаллические (стеклопластик) штанги или непрерывные колонны штанг, наматываемые при подъеме на барабан. Длина колонны до 2500м. При длине свыше 1000м колонна штанг делается ступенчатой, с увеличивающимся кверху диаметром для уменьшения массы и достижения равнопрочности.

Станок-качалка преобразует вращение вала двигателя в возвратно-поступательное движение, передаваемое колонне штанг через гибкую (канатную, цепную) подвеску и полированный шток. Применяются в основном

· балансирные (одно- и двухплечевые) и

Максимальная длина хода точки подвеса штанг 1-6 м (башенные до 12 м), максимальная нагрузка 1-20 тс, частота ходов в минуту от 5 до 15. Используют электрические, реже газовые двигатели ( на нефтяном газе от скважины) мощностью до 100 кВт.

Станция управления ШГН обеспечивает пуск, установку, защиту от перегрузок, а также периодическую работу.

Читайте также:  Установка rdp на линуксе

Дополнительное оборудование ШГН.:

· якорь для предотвращения перемещений нижнего конца насосно-компрессорных труб;

· хвостовик — колонна насосно-компрессорных труб малого диаметра (25-40 ниже насоса для выноса воды;

· газовые и песочные якори для защиты насоса от попадания свободного газа и абразивных механических примесей;

· штанговые протекторы (полимерные или с катками) для уменьшения износа труб и штанговых муфт в наклонных скважинах;

· скребки на штангах для удаления парафиновых отложений с насосно-компрессорных труб:

· динамограф, показывающий зависимость нагрузки от перемещения точки подвеса штанг, для технической диагностики узлов ШГН.

Продукция скважины (нефть, вода) подается на поверхность по насосно-компрессорным трубам, обсадной колонне, либо по полым штангам. Производительность при постоянной откачке до 300 м3/сут.

Винтовая насосная установка – комплекс устройств для перемещения жидкости; состоит из винтового насоса и двигателя. Скважинная винтовая насосная установка – одновинтовой насос с погружным электродвигателем и системой токоподвода, аналогичной применяемой в электроцентробежных насосных установках (могут также применяться гидродвигатели вращательного движения – турбинные, винтовые).

Комплекс работ, связанных с устранением неполадок с подземным оборудованием и стволом скважины и воздействием на призабойные зоны пластов, называется подземным ремонтом.

Продолжительность простоев действующего фонда скважин с связи с ремонтными работами учитывается коэффициентом эксплуатации, который представляет собой отношение времени фактической работы скважины к их общему календарному времени за месяц или год.

· капитальный

К текущему ремонту скважин (ТРС) относятся:

· ликвидация обрыва или отвинчивания насосных штанг и труб,

· смена насосно-компрессорных труб или штанг,

· изменение глубины погружения подъемных труб,

· очистка и смена песочного якоря,

· очистка скважин от песчаных пробок,

· удаление со стенок труб парафина, солей и др.

Эти работы выполняются специализированными бригадами по текущему ремонту скважин, организуемыми на каждом предприятии по добыче нефти и газа. Бригады по текущему ремонту работают по вахтно, в состав их входят три человека:

· и оператор работают у устья скважины,

· машинист — на лебедке подъемного механизма.

Более сложные работы, связанные

· с ликвидацией аварий с подземным оборудованием,

· исправлением поврежденных эксплуатационных колонн,

· изоляцией притоков вод в скважину,

· переходом на другой эксплуатационный горизонт,

· обработкой призабойных зон пластов и др.,

относятся к категории капитального ремонта скважин (КРС).

Подземный ремонт скважин выполняется с помощью комплекса оборудования, состоящего из подъемных и транспортных средств, инструмента для выполнения ручных операций, средств механизации, оборудования по чистке скважины и др.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9214 — | 7422 — или читать все.

источник

ПРИНЦИП РАБОТЫ И СХЕМА ГЛУБИННОНАСОСНОИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми глубинными на­сосами является наиболее распространенным способом добычи нефти. На нефтедобывающих площадях Советского Союза около 80% всего действующего фонда скважин эксплуатируются глубинными насо­сами. Такому широкому внедрению глубиннонасосного способа добычи нефти благоприятствуют небольшие затраты при его осу­ществлении, позволяющие экономически выгодно эксплуатировать даже очень малодебитные скважины (с дебитом менее 1 т/сут), а также простота оборудования и обслуживания скважин.

За последние годы глубиннонасосное оборудование значительно усовершенствовано, созданы установки различных грузоподъем­ности и производительности.

Современными штанговыми глубиннонасосными установками можно добывать нефть с глубин до 3000 м, а также эксплуатировать скважины с дебитом жидкости от долей тонны до нескольких сотен тонн в сутки.

В большинстве случаев глубиннонасосную эксплуатацию при­меняют в малодебитных и среднедебитных скважинах.

Глубинный штанговый насос представляет собой плунжерный насос специальной конструкции, приспособленный для работы в сква­жинах на большой глубине. Привод насоса осуществляется с поверх­ности через колонну специальных штанг. Поэтому такие насосы называются глубинными штанговыми насосами.

Глубиннонасосная установка (рис. 96) состоит из насоса, нахо­дящегося в скважине, и станка-качалки, установленного на поверх­ности у устья скважины. Цилиндр 1 насоса укреплен на конце спу­щенных в скважину насосно-компрессорных (подъемных) труб 4, а плунжер 2 подвешен на колонне штанг 3. Самая верхняя штанга соединена с головкой 7 балансира станка-качалки гибкой (канатной или цепной) подвеской.

Колонна насосно-компрессорных труб, по которой жидкость от насоса поднимается на поверхность, заканчивается на устье трой­ником 5. В верхней части тройника имеется сальниковое устройство 6, предназначенное для предотвращения утечек жидкости вдоль

движущегося сальникового штока (т. е. последней верхней насосной штанги), а в средней части — боковой отвод, по которому жидкость из скважины направляется в выкидную линию.

В механизме станка-качалки вращение вала электродвигате­ля 11 через понижающую транс­миссию передается на вал кри­вошипов и при помощи криво­шипов 10 и шатунов 9 преобра­зуется в карательное движение балансира 8. Возвратно-посту­пательное движение точки под­веса штанг и, следовательно,

Рис. 96. Схема работы штанговой глу- Рис, 97. Схема работы глубинного
биннонасосной установки. насоса.

плунжера насоса создается качанием балансира относительно его

Работа глубинного насоса происходит следующим образом. При движении плунжера вверх (рис. 97, а) нижний всасывающий

клапан под давлением жидкости снизу открывается, и жидкость

поступает в цилиндр насоса. В это время верхний нагнетательный клапан закрыт, так как на него действует давление столба жидкости, находящейся в насосно-компрессорных трубах.

Читайте также:  Установки электроприводных центробежных насосов

При движении плунжера вниз (рис. 97, б) нижний всасывающий клапан под давлением жидкости, находящейся под плунжером, закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и жидкость из цилиндра переходит в пространство над плунжером.

Таким образом, при ходе плунжера вверх одновременно проис­ходят всасывание жидкости в цилиндр насоса и подъем ее в насосно-компрессорных трубах, а при ходе вниз — вытеснение жидкости из цилиндра в полость труб. Эти признаки характеризуют глубинный насос как насос одинарного действия. При каждом последующем ходе плунжера в цилиндр поступает почти одно и то же количество жидкости, которая затем переходит в трубы и постепенно подни­мается к устью скважины.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9454 — | 7498 — или читать все.

источник

37. Эксплуатация скважин с помощью ШСНУ. Преимущества и недостатки. Наземная часть ШСНУ. Схема и принцип работы.

Штанговые скважинные насосные установки (ШСНУ) предназначены для подъема пластовой жидкости из скважины на дневную поверхность.

Свыше 70% действующего фонда скважин оснащены глубинными скважинными насосами. С их помощью добывается в стране около 30% нефти.

В настоящее время ШСНУ, как правило, применяют на скважинах с дебитом до 30. 40 м3 жидкости в сутки, реже до 50 м3 при средних глубинах подвески 1000. 1500 м. В неглубоких скважинах установка обеспечивает подъем жидкости до 200 м3/сут.

В отдельных случаях может применяться подвеска насоса на глубину до 3000 м.

Широкое распространение ШСНУ обусловливают следующие факторы:

  1. простота ее конструкции;
  2. простота обслуживания и ремонта в промысловых условиях;
  3. удобство регулировки;
  4. возможность обслуживания установки работниками низкой квалификации;
  5. малое влияние на работу ШГНУ физико-химических свойств откачиваемой
  1. высокий КПД;
  2. возможность эксплуатации скважин малых диаметров.

К минусам штангового оборудования можно отнести следующие свойства:

  • Невысокая подача.
  • Ограничение по спуску оборудования.
  • Ограничение по углу уклона ствола скважины.

  1. Наземное оборудование: станок-качалка (СК), оборудование устья.
  2. Подземное оборудование: насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные

штанги (НШ), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях. Отличительная особенность УШСН состоит в том, что в скважине устанавливают плунжерный (поршневой) насос, который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны штанг

Схема установки штангового скважинного насоса Штанговая глубинная насосная установка состоит из скважинного насоса 2 вставного или невставного типов, насосных штанг 4 насосно- компрессорных труб 3, подвешенных на планшайбе или в трубной подвеске 8, сальникового уплотнения 6, сальникового штока 7, станка- качалки 9, фундамента 10 и тройника 5. На приеме скважинного насоса устанавливается защитное приспособление в виде газового или песочного фильтра 1.

Штанговые скважинные насосы

ШСН обеспечивают откачку из скважин жидкости, обводненностью до 99 %, абсолютной вязкостью до 100 мПас, содержанием твердых механических примесей до 0,5 %, свободного газа на приеме до 25 %, объемным содержанием сероводорода до 0,1 %, минерализацией воды до 10 г/л и температурой до 130 .

По способу крепления к колонне НКТ различают вставные (НСВ) и невставные (НСН) скважинные насосы (рис. 9.2, рис. 9.3). У невставных (трубных) насосов цилиндр с седлом всасывающего клапана опускают в скважину на НКТ. Плунжер с нагнетательным и всасывающим клапаном опускают в скважину на штангах и вводят внутрь цилиндра. Плунжер с помощью специального штока соединен с шариком всасывающего клапана. Недостаток НСН – сложность его сборки в скважине, сложность и длительность извлечения насоса на поверхность для устранения какой- либо неисправности. Вставные насосы целиком собирают на поверхности земли и опускают в скважину внутрь НКТ на штангах. НСВ состоит из трех основных узлов: цилиндра, плунжера и замковой опоры цилиндра.

В трубных же насосах для извлечения цилиндра из скважины необходим подъем всего оборудования (штанг с клапанами, плунжером и НКТ). В этом коренное отличие между НСН и НСВ. При использовании вставных насосов в 2 2,5 раза ускоряются спуско-подъемные операции при ремонте скважин и существенно облегчается труд рабочих. Однако подача вставного насоса при трубах данного диаметра всегда меньше подачи невставного. Насос НСВ-1 – вставной одноступенчатый, плунжерный с втулочным цилиндром и замком наверху, нагнетательным, всасывающим и противопесочным клапанами

Насосы скважинные вставные: 1 – впускной клапан; 2 – цилиндр; 3 – нагнетательный клапан; 4 – плунжер; 5 – штанга; 6 – замок Насос НСВ спускается на штангах. Крепление (уплотнение посадками) происходит на замковой опоре, которая предварительно опускается на НКТ. Насос извлекается из скважины при подъеме только колонны штанг. Поэтому НСВ целесообразно применять в скважинах с небольшим дебитом и при больших глубинах спуска.

Невставной (трубный) насос представляет собой цилиндр, присоединенный к НКТ и вместе с ними спускаемый в скважину, а плунжер спускают и поднимают на штангах (рис. 9.3). НСН целесообразны в скважинах с большим дебитом, небольшой глубиной спуска и большим межремонтным периодом. Невставные скважинные насосы: 1 – всасывающий клапан; 2 – цилиндр; 3 – нагнетательный клапан; 4 – плунжер; 5 – захватный шток; 6 – ловитель

Основные узлы станка-качалки – рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирноподвешенная к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами. СК комплектуется набором сменных шкивов для изменения числа качаний, т. е. регулирование дискретное. Для быстрой смены и натяжения ремней электродвигатель устанавливается на поворотной раме-салазках.

Читайте также:  Установка газовых упоров на капот 21099

Монтируется станок-качалка на раме, устанавливаемой на железобетонное основание (фундамент). Фиксация балансира в необходимом (крайнем верхнем) положении головки осуществляется с помощью тормозного барабана (шкива). Головка балансира откидная или поворотная для беспрепятственного прохода спускоподъемного и глубинного оборудования при подземном ремонте скважины. Поскольку головка балансира совершает движение по дуге, то для сочленения ее с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска 17 (рис. 9.4). Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса или выход плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.

Амплитуду движения головки балансира регулируют путем изменения места сочленения кривошипа с шатуном относительно оси вращения (перестановка пальца кривошипа в другое отверстие).

За один двойной ход балансира нагрузка на СК неравномерная. Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Тогда уравновешивание называют соответственно балансирным, кривошипным (роторным) или комбинированным.

Блок управления обеспечивает управление электродвигателем СК в аварийных ситуациях (обрыв штанг, поломки редуктора, насоса, порыв трубопровода и т. д.), а также самозапуск СК после перерыва в подаче электроэнергии. Выпускают СК с грузоподъемностью на головке балансира от 2 до 20 т.

Станок-качалка типа СКД: 1– подвеска устьевого штока; 2 – балансир с опорой; 3 – стойка; 4 – шатун; 5 – кривошип; 6 – редуктор; 7 – ведомый шкив; 8 – ремень; 9 – электродвигатель; 10 – ведущий шкив; 11 – ограждение; 12 – поворотная плита; 13 – рама; 14 – противовес; 15 – траверса; 16 – тормоз; 17 – канатная подвеска

Электродвигателями к СК служат короткозамкнутые асинхронные во влагоморозостойком исполнении трехфазные электродвигатели серии АО и электродвигатели АО2 и их модификации АОП2.

Частота вращения электродвигателей 1500 и 500 мин -1 .

У Входной вал редуктора посредством клиноременной передачи соединен с электродвигателем 3. Головка балансира соединена с колонной штанг с помощью канатной подвески 13.

Привод предназначен для преобразования энергии двигателя в возвратно-поступательное движение колонны насосных штанг.

Штанговая скважинная насосная установка: 1 — фундамент; 2 — рама; 3 — электродвигатель; 4 — цилиндр; 5 — кривошип; 6 — груз; 7 — шатун; 8 — груз; 9 — стойка; 10 — балансир; 11 — механизм фиксации головки балансира; 12 — головка балансира; 13 — канатная подвеска; 14 — полированная штанга; 15 — оборудование устья скважины; 16 — обсадная колонна; 17 — насосно-компрессорные трубы; 18 — колонна штанг; 19 — глубинный насос; 20 — газовый якорь; 21 — уплотнение полированной штанги; 22 — муфта трубная; 23 — муфта штанговая; 24 — цилиндр глубинного насоса; 25 — плунжер насоса; 26 — нагнетательный клапан; 27 — всасывающий клапан

Устьевое оборудование I предназначено для герметизации полированного штока 14 с помощью сальника 21, направления потока жидкости потребителю, подвешивания насосно-компрессорных труб, замера затрубного давления и проведения исследовательских работ в скважине.

Колонна насосных штанг II соединяет канатную подвеску насоса с плунжером глубинного насоса. Колонна собирается из отдельных штанг 18. Штанги имеют длину по 8. 10 м, диаметр 16. 25 мм и соединяются друг с другом посредством муфт 23. Первая, верхняя штанга 14 имеет поверхность, обработанную по высокому классу чистоты, и называется полированной, иногда сальниковой штангой.

Колонна насосно-компрессорных труб II служит для подъема пластовой жидкости на поверхность и соединяет устьевую арматуру с цилиндром глубинного насоса. Она составлена из труб 17 длиной по 8. 12 м, диаметром 38. 100 мм, соединенных трубными муфтами 22. В верхней части колонны установлен устьевой сальник, герметизирующий насосно-компрессорные трубы. Через сальник пропущена полированная штанга. Оборудование устья скважины имеет отвод, по которому откачиваемая жидкостъ направляется в промысловую сеть.

Глубинный штанговый насос III представляет собой насос одинарного действия. Он состоит из цилиндра 24, прикрепленного к колонне насосно-компрессорных труб, 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 и песок отделяются от пластовой жидкости. Газ направляется в затрубное пространство между насосно-компрессорной 17 и обсадной 16 колоннами, а песок осаждается в корпусе якоря.

При работе ШСНУ энергия от электродвигателя передается через редуктор к кривошипно-шатунному механизму, преобразующему вращательное движение выходного вала редуктора через балансир в возвратно-поступательное движение колонны штанг. Связанный с колонной плунжер также совершает возвратно-поступательное движение. При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан закрыт давлением жидкости, находящейся над плунжером, и столб жидкости в колонне насосно-компрессорных труб движется вверх — происходит откачивание жидкости. В это время впускной (всасывающий) клапан открывается, и жидкость заполняет объем цилиндра насоса под плунжером.

При ходе плунжера вниз всасывающий клапан под действием давления столба откачиваемой жидкости закрывается, нагнетательный клапан открывается и жидкость перетекает в надплунжерное пространство цилиндра.

Откачиваемая жидкость отводится из колонны через боковой отвод устьевого сальника и направляется в промысловую сеть.

источник