Меню Рубрики

Установки которыми качают нефть

Легко ли добыть нефть. Что такое ШСНУ и как с ее помощью добывают нефть. Часть 2

В предыдущей части ( https://pikabu.ru/story/legko_li_dobyit_neft_chto_takoe_shsn. ) я вкратце рассказал о том, как добывали нефть до внедрения глубинных насосов. Сегодня я опишу и принцип работы одного из самых распространенных насосов для добычи нефти – штангового скважинного насоса (ШСН или ШСНУ).

Штанговый насос состоит из надземной и подземной части. К надземной относится станок-качалка и скважинная обвязка (фонтанная арматура), а к подземной колонная НКТ, штанг и сам подземный насос.

Надземное оборудование ШСНУ

Станок-качалка состоит из балансира с откидной головкой, стойки, наверху которой закреплен балансир, массивной рамы, которая крепится к железобетонному основанию, и привод балансира, состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи, шатуна и кривошипа.

Привод приводит в действие балансир, который начинает совершать дуговые движения. На головке балансира закреплена канатная подвеска, к которой крепится первая штанга, которая называется полированный шток. Благодаря движению головки балансира она начинает двигать подвеску штанг вверх-вниз.

Устьевое оборудование предназначено для герметизации полированного штока, герметизации трубного и затрубного пространства, изменения направления жидкости и подвешивания НКТ.

Подземное оборудование представлено колонной НКТ, которая предназначена для подъема извлекаемой пластовой жидкости и спуска насоса. Это цельнокатаные трубы, которые на оном конце имеют резьбу (ниппель), на другой стороне на резьбу накручены муфты. С их помощью происходит сращивание труб и спуск на заданную глубину. Трубы бывают разного диаметра, класса крепости, длинны, высаженные и гладкие и пр. Для каждого насоса подбирают свою подвеску труб, в зависимости от условий эксплуатации, дебита скважины, ГТХ скважины и пр.

Трубы НКТ. Резьба муфт прикрыта пластмассовыми колпачками

Внутри трубы размещена колонна штанг. Штанги представляют собой стальные стержни, на концах которых находятся высаженные головки, заканчивающиеся резьбой. Они имеют разный диаметр, от 9 до 36 мм. Для соединения одинаковых штанг используют соединительные муфты, а для штанг разного размера – переводные муфты.

Штанговая колонна наиболее важное устройство в передаче энергии от привода к насосу. Поэтому они испытывают наибольшие нагрузки и большинство аварий так или иначе связаны с повреждением штанг. Еще штанги находятся в постоянном движении и при взаимодействии со стенками НКТ наносят механические повреждения, истирая их, порою до дыр. Чтобы избежать этого, на штанги одевают специальные центраторы и протекторы.

Центраторы различной конструкции

Внизу колонны НКТ размещен глубинный штанговый насос. Его устройство простое и эффективное. Он состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого установлен плунжер. Плунжер пустотелый, в нем находится т. н. нагнетательный клапан. Возвратно-поступательные движения плунжера обеспечивает балансир станка-качалки, который передает это движение через колонну штанг.

Также в корпусе имеется два клапана. Сверху плунжера находится нагнетательный клапан, внизу – всасывающей шариковый клапан.

При движении плунжера вверх в нижней части насоса образуется разрежение, жидкость поступает в насос через всасывающий клапан. При движении плунжера вниз всасывающий клапан закрывается и жидкость через полый поршень поступает в колонны НКТ.

Насосы бывают двух типов. Вставной насос опускается в собранном виде. Плунжер помещают в корпус, он спускается и он закрепляется в специальном замке (анкере). Если насос невставной, то на НКТ спускают только корпус, а затем спускают на штангах плунжер с клапанами. Такие насосы обладают большим диаметром и скважина дает большие дебиты. Но извлечь насос для ревизии и ремонта невозможно, необходимо проводить полный подъем трубы, НКТ и насоса.

Вставные же имеет диаметр, не превышающий внутренний диаметр НКТ, обладают меньшей производительностью, но для ремонта насос легко извлечь прямо на штангах

В последней части я расскажу про достоинства и недостатки этих насосов и их альтернативу

Найдены возможные дубликаты

Мне нравятся такие изящные инженерные штуки. Сейчас бы сделали тупую механику, но электроники навесили для контроля. А тут — тросы, чтобы насос не распидорасило при спуске. Ремни, чтобы не распидорасило при поднятии, и маятник, чтобы при поднятии башки снизить нагрузку на электродвигатель. Красиво

Все это , конечно, интересно . Но расскажите откуда берется нефть тн «грязная» о которой трубят на каждом углу.

Не знаю как в остальных месторождениях, но на самотлоре и в Томской обл ШГНами не пользуются уже лет 5. Станки- качалки и глубинные насосы добывали нефть постепенно и долго. Но нефтяным воротилам надо сразу все высосать. Значит срезаем нахуй качалку и меняем шгн (штанговый глубинный насос) на ЭЦН (электроцентробежный насос) который осушит скважину лет за 10. Напишите про ЭЦН пожалуйста))

Ооо, сейчас прочтем. Я не в самой добыче работаю просто, я в цппн. Перекачка проще говоря

День нефтяника и газовика все ближе

Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: теория

Если взять любую добывающую скважину: газовую, нефтяную, водяную, то одной из важнейших ее характеристик является дебит. Под дебитом скважины понимается объем продукции, извлекаемый из скважины за единицу времени. Обычно дебит скважины измеряется за сутки, а объем продукции измеряется в кубических метрах. Но газовые скважины обладают гораздо большим дебитом, чем нефтяные и водяные, поэтому дебит в них измеряется тысячами кубометров. А для нефтяных скважин применяют два показателя – дебит по жидкости и дебит по нефти. Дело в том, что нефть очень редко когда добывается безводной. Процент содержания воды в ней может достигать 98%. Возьмем реальную скважину №42678ГС куст 62, noname месторождения. Ее дебит по жидкости Qж составляет 65 м3, а обводненность – 14%, это очень мало. Соответственно дебит по нефти будет 55,9 м3. Но надо также знать, что в России принято измерять продукцию по нефти не в объемах, как в англоязычных странах, а в тоннах. На скважине, про которую идет речь, плотность нефти составляет 0,876 г/см3. Поэтому дебит скважины по нефти (по массе) будет равен 48,96 тонн. Это очень хороший показатель высокодебитной скважины, по крайней мере, на данном месторождении.

Читайте также:  Установка колодца для дачи

Также надо понимать, что дебит – величина крайне непостоянная. Она всегда имеет тенденцию к снижению. Т. е., предположим, мы пробурили скважину, получаем 65 м3 флюида, 49 тонн нефти ежедневно и денег, даже при низком курсе, получаем неплохо. Но проходит неделя, месяц, другой, и мы уже получаем не 65 м3, а, предположим, 60. И, что еще печальнее, обводненность уже не всего 14%, а все 20. И нефти мы получаем 42 тонны. Поток денюжек иссякает, а их хочется всегда. Но и это только начало, черед несколько лет мы будем рады, если получим десять тонн со скважины. Увы, но такова судьба всех скважин.

Почему такое происходит? Давайте разбираться. В основе неизменного падения дебита скважин лежит несколько причин, которые, как правило, действуют в комплексе.

1 причина – связанные с бурением. Как правило, это некачественное вскрытие пласта. Добурились до нефтяного пласта, начали входить в пласт и выбрали неправильный раствор, который закольматировал (забил) поры пласта. Хорошего дебита не жди. Выбрали слишком тяжелый раствор – обводнили пласт, подвижность по нефти резко снижается. Получишь нефти с гулькин нос, если не проведешь освоение. Неправильно провел перфорацию – много нефти не получишь. И тд.

2 причина – снижение пластового давления. Вспоминаем физику, жидкости и газы всегда движутся по градиенту, из точки, где более высокое давление (пласт) туда, где давление ниже (забой скважины). При эксплуатации пластовое давление снижается, поэтому и приток жидкости к скважине снижается. Надо давление повышать

3 причина – загрязнение призабойной зоны пласта. Под этой зоной понимается зона питания скважины (зона притока). Во время работы поры пласта обязательно загрязняются частицами скелета разрушающегося пласта, отложениями парафинов, асфальтенов, солей, приток резко снижается

4 причина – прорыв закачиваемых вод. Напрямую связан с причиной №2. Для поддержания пластового давления в пласт нагнетают воду. Она сдвигает водонефтяной контакт (ВНК) и нефть поступает в скважину. Но, что бывает очень часто, вода проходит быстрее, чем нефть по заранее ужу промытым участкам пласта и мы получаем не нефть, а воду. Обидно? Конечно, обидно.

Есть и другие причины, но они встречаются гораздо реже.

Что же теперь делать, как получить больше нефти? Для этого надо либо бурить новые скважины, либо повышать/стабилизировать дебит уже имеющихся.

Как можно возродить скважину, как можно вернуть дебиты на прежние уровни, возможно ли это? Конечно, возможно. Полностью вернуть дебит, который был у новой скважины маловероятно, но снизить падение дебита и уменьшить скорость обводнения вполне возможно.

Для повышения нефтеотдачи используют ряд технологий, которые называются методы увеличения нефтеотдачи (МУН). Их много, они бывают первичные, вторичные, третичные и даже четвертичные. Правда далеко не все используются, потому что ряд МУН низкотехнологичен, другие очень дороги. У меня нет цели рассмотреть все способы увеличения нефтеодачи. Это слишком большая тема, хотя я и планирую написать несколько статей на эту тему. Не говоря уж о том, что я немного про это писал в цикле статей про КИН (коэффициент извлечения нефти). Но там чистая теория.

Поэтому я пойду немного другим путем: напишу несколько статей с более практическим подходом, где рассмотрю только некоторые методы, связанные с капитальным ремонтом скважин (КРС), в которых опишу несколько наиболее распространенных технологий, применяемых во время КРС, их суть, технологию проведения и причины их эффекта.

Кому интересно – ставьте класс и подписывайтесь, следующая тема – перфорация и СКО

источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Что то не могу придумать какую интересную тему вам рассказать, а для этого случая у меня всегда есть ваша помощь в виде майского стола заказов. Обратимся туда и послушаем френда skolik: «Очень хочется понять принцип действия нефтяных качалок, знаете, такие молоточки, которые туда сюда трубу в землю гоняют.»

Сейчас мы узнаем подробнее как там все происходит.

Станок-качалка это один из главных, основных элементов эксплуатации нефтедобывающих скважин насосом. На профессиональном языке это оборудование называется: «Индивидуальный балансирный механический привод штангового насоса».

Используется станок-качалка для механического привода к нефтяным скважинным насосам, называемым штанговыми или плунжерными. Конструкция представляет собой состоящий из редуктора и сдвоенного четырехзвенного шарнирного механизма, балансирный привод штанговых насосов. На фото показан основной принцип работы такого станка:

Читайте также:  Установка зажигания по стробоскопу рысь

В 1712 году Томас Ньюкомен создал аппарат для выкачивания воды из угольных шахт

В 1705 году англичанин Томас Ньюкомен совместно с лудильщиком Дж. Коули построил паровой насос, опыты по совершенствованию которого продолжались около десяти лет, пока он не начал исправно работать в 1712 году. На своё изобретение Томас Ньюкомен так и не смог получить патент. Однако он создал установку внешне и по принципу действия напоминающую современные нефтяные качалки.

Томас Ньюкомен был торговцем скобяными изделиями. Поставляя свою продукцию на шахты, он хорошо знал о проблемах, связанных с затоплением шахт водой, и для их решения и построил свой паровой насос.

Машина Ньюкомена, как и все ее предшественницы, работала прерывисто — между двумя рабочими ходами поршня была пауза, пишет spiraxsarco.com. Высотой она была с четырех-пятиэтажный дом и, следовательно, исключительно «прожорлива»: пятьдесят лошадей еле-еле успевали подвозить ей топливо. Обслуживающий персонал состоял из двух человек: кочегар непрерывно подбрасывал уголь в топку, а механик управ­лял кранами, впускающими пар и холодную воду в цилиндр.

В его установке двигатель был соединён с насосом. Эта довольно эффективная для своего времени пароатмосферная машина использовалась для откачки воды в шахтах и получила широкое распространение в XVIII веке. Такую технологию, в наше время используют бетононасосы на стройках.

Однако на своё изобретение Ньюкомен не смог получить патент, так как паровой водоподъёмник был запатентован ещё в 1698 году Т. Севери, с которым Ньюкомен позднее сотрудничал.

Паровая машина Ньюкомена не была универсальным двигателем и могла работать только как насос. Попытки Ньюкомена использовать возвратно-поступательное движение поршня для вращения гребного колеса на судах оказались неудачными. Однако заслуга Ньюкомена в том, что он одним из первых реализовал идею использования пара для получения механической работы, информирует wikipedia. Его машина стала предшественницей универсального двигателя Дж. Уатта.

Всем приводам приводы

Время фонтанирующих скважин, относящееся к периоду освоения месторождений Западной Сибири, давно закончилось. За новыми фонтанами в Восточную Сибирь и другие регионы с разведанными запасами нефти мы пока не спешим — слишком дорогое это занятие и не всегда рентабельное. Сейчас нефть практически везде добывают с помощью насосов: винтовых, поршневых, центробежных, струйных и т. д. Одновременно создаются все новые и новые технологии и оборудование для трудноизвлекаемых запасов сырья и остаточной нефти.

Тем не менее ведущая роль в добыче «черного золота» по-прежнему принадлежит станкам-качалкам, которые используются на нефтепромыслах России и зарубежья вот уже более 80 лет. Эти станки в специальной литературе чаще называются приводами штанговых глубинных насосов, но аббревиатура ПШГН не особенно прижилась, и их по-прежнему именуют станками-качалками. По мнению многих нефтяников, пока по настоящему не создано другого более надежного и простого в обслуживании оборудования, чем эти приводы.

После распада СССР производство станков-качалок в России были освоено 7—8 предприятиями, но стабильно они производятся тремя-четырьмя, из которых ведущие позиции занимают АО «Ижнефтемаш», АО «Мотовилихинские заводы», ФГУП «Уралтрансмаш». Немаловажно, что эти предприятия выживали в острой конкурентной борьбе и с отечественными, и с зарубежными производителями аналогичной продукции из Азербайджана, Румынии, США. Первые станки-качалки российских предприятий выпускались на основе документации Азербайджанского института нефтяного машиностроения («АзИНМаш») и единственного производителя этих станков в СССР — завода «Бакинский рабочий». В дальнейшем станки совершенствовались в соответствии с передовыми мировыми тенденциями в нефтяном машиностроении, имеют сертификаты API.

1 — рама; 2 — стойка; 3 — головка балансира; 4 — балансир; 5 — фиксатор головки балансира; 6 — траверса; 7 — шатун; 8 — редуктор; 9 — кривошип;10- противовесы; 11 — нижняя головка шатуна; 12 — подвеска сальникового штока; 13 — ограждение; 14 — кожух ременной передачи: 15 -площадка нижняя; 16 — площадка верхняя; 17 — станция управления; 29 — опора балансира; 30 — фундамент станка-качалки; 35 — площадка редукторная

Для первых качалок использовали вышки для ударно-канатного бурения по завершении бурения, при этом для приведения в действие глубинного насоса применяли балансир бурильного станка. Несущие элементы этих установок делали из дерева с металлическими подшипниками и оснасткой. Приводом служили паровые машины или одноцилиндровые низкооборотные двигатели внутреннего сгорания, снабженные ременной передачей. Иногда позже добавляли привод от электромотора. В этих установках вышка оставалась над скважиной и силовая установка и главный маховик использовались для обслуживания скважины. Одно и то же оборудование применялось для бурения, добычи и обслуживания. Эти установки с некоторыми модификациями использовались примерно до 1930 г. К этому времени были пробурены более глубокие скважины, нагрузки на насосы увеличились и применение установок канатного бурения в качестве насосов изжило себя. Изображена старинная качалка, переделанная из вышки для ударно-канатного бурения.

Станок-качалка и есть один из элементов эксплуатации скважин штанговым насосом. По сути, станок-качалка является приводом штангового насоса, расположенного на дне скважины. Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха. Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.

Читайте также:  Установка зажигания на мопеде сабур

Современный насос-качалка, в основном разработанный в 1920-х годах, изображен на рис. Появление эффективных мобильных приспособлений для обслуживания скважин устранило необходимость во встроенных талях на каждой скважине, а создание долговечных, эффективных редукторов легло в основу более высокоскоростных качалок и первичных двигателей меньшего веса.

Противовес. Противовес, расположенный на плече кривошипа качалки — важный компонент системы. Он может быть также помещен на балансире для этой цели можно использовать пневмоцилиндр. Насосные установки делятся на установки с коромысловой, кривошипной и пневматической балансировкой.

Назначение балансировки становится понятным, если рассмотреть движение колонны насосных штанг и качалки на примере идеализированной работы насоса, изображенного. В этом упрощенном случае нагрузка на устьевой сальниковый шток при движении вверх состоит из веса штанг плюс вес скважинных флюидов. При обратном ходе это только вес штанг. Без какой-либо балансировки нагрузка на шестеренчатый редуктор и первичный двигатель во время движения вверх направлены в одну сторону. При движении вниз нагрузка направлена в противоположную сторону. Такой тип нагрузки весьма нежелателен. Он вызывает ненужный износ, срабатывание и перерасход топлива (энергии). На практике используется противовес, равный весу колонны насосных штанг плюс примерно половина веса поднимаемой жидкости. Правильный подбор противовеса создает наименьшие возможные нагрузки на редуктор и первичный двигатель, уменьшает поломки и простои и снижает требования к топливу или энергии. По оценкам, до 25% всех качалок, находящихся в эксплуатации, не сбалансированы должным образом.

Спрос: потенциал высокий

О состоянии рынка приводов штанговых глубинных насосов можно судить как по его оценкам экспертами, так и по статистическим данным. Выводы экспертов подтверждаются данными Госкомстата РФ: за 2001 год производство станков-качалок в сравнении с 2000 годом возросло в полтора раза и опередило по темпам роста другие виды нефтяного оборудования.
Провозглашение государством в качестве одного из приоритетов экономической политики задачи продвижения отечественной продукции на зарубежные рынки сыграло свою положительную роль. В настоящее время качественный уровень станков-качалок и традиционно низкие цены создают возможности для возвращения российской продукции в страны, ранее приобретавшие советское оборудование: Вьетнам, Индию, Ирак, Ливию, Сирию и другие, а также на рынки ближнего зарубежья.

Интересно и то, что ВО «Станкоимпорт» совместно с Союзом производителей нефтегазового оборудования организовали Консорциум ведущих российских предприятий. Основная цель объединения — содействие в продвижении нефтегазового оборудования на традиционные рынки российского экспорта, в первую очередь страны Ближнего и Среднего Востока. Одной из задач Консорциума является координация внешнеэкономической деятельности, связанной с размещением заказов на основе централизованного информационного обеспечения.

Рынок: конкуренция растет

Конкуренция на рынке приводов скважинных насосов существует давно. Ее можно рассматривать в различных аспектах.
Во-первых, это конкуренция между отечественными и зарубежными производителями. Здесь стоит отметить, что подавляющую долю рынка в сегменте станков-качалок занимает продукция отечественных предприятий. Она в полной мере соответствует потребностям по критерию цена-качество.

Во-вторых, конкуренция между самими российскими предприятиями, стремящимися занять свою нишу на рынке нефтегазового оборудования. Помимо уже упомянутых производством станков-качалок в нашей стране занимаются еще и другие предприятия.

В-третьих, в качестве альтернативы балансирным станкам-качалкам на нефтепромыслы продвигаются гидравлические приводы штанговых насосов. Здесь стоит отметить, что ряд предприятий готовы к этому виду конкуренции и их заводы могут выпускать оба типа приводов. К последним можно отнести АО «Мотовилихинские заводы», которое производит и приводы, и насосные штанги, и насосы. Например, гидрофицированный привод штангового насоса МЗ-02 монтируется на верхнем фланце арматуры скважины и не требует фундамента, что очень важно для условий вечной мерзлоты. Бесступенчатое регулирование длины хода и числа двойных ходов в широком интервале позволяет выбрать оптимальный режим работы. Преимущества гидрофицированного привода заключаются также в весе и габаритах. Они составляют 1600 кг и 6650x880x800 мм соответственно. Для сравнения — балансирные станки-качалки весят примерно 12 тонн и имеют размеры (ОМ-2001) 7960x2282x6415 мм.

Гидропривод рассчитан на длительную эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от –50 до плюс 45°С. Однако расчетные параметры, (это касается не только температуры и не только гидропривода) в реальных условиях нефтепромыслов не всегда выдерживаются. Известно, что одной из причин этого является несовершенная система обслуживания и ремонта техники.

Известно также, что эксплуатационники с опаской приобретают новое, малораспространенное оборудование. Балансирные же станки-качалки хорошо изучены, высоконадежны, способны длительное время работать под открытым небом без присутствия людей.

Кроме того, новая техника требует переподготовки кадров, и кадровая проблема — далеко не из последних проблем нефтяников, которая, впрочем, заслуживает самостоятельного разговора.

Однако конкуренция растет, а рынок приводов штанговых насосов развивается и сохраняет положительную динамику.

А я вам напомню про Умный лазер и Как напечатать себе печень.

источник