Скважинные гидропоршневые насосные установки

СКВАЖИННЫХ НАСОСОВ

УСТАНОВКИ ГИДРОПРИВОДНЫХ

Гидропривод широко применяется в общем машиностроении и в нефтепромысловых машинах. Положительные качества гидропривода послужили основой для создания ряда скважинных насосов с гидроприводом. Из них достаточно широко апробированы лопастные турбонасосы, струйные насосы, гидропоршневые, гидроштанговые насосы, гидроимпульсные (гидротаранные) насосы и др.

Наиболее широкое распространение на отечественных и зарубежных промыслах получили струйные и гидропоршневые насосы. В нашей стране гидроприводные насосы разрабатывались в Особом Конструкторском Бюро по Бесштанговым Насосам (ОКБ БН, в настоящее время «ОКБ БН — КОННАС») и начали применяться в 50—60-х годах. Основоположниками гидроприводных нефтепромысловых машин и оборудования были инженеры и конструкторы ОКБ БН — Богданов А.А., Чичеров Л.Г., Росин И.И., Казак А.С., Ляпков П.Д., Шлиндман В.М. и др.

Способ передачи энергии от первичного наземного двигателя к скважинному насосу, откачивающему пластовую жидкость, оказывает решающее влияние, как на основные показатели установки, так и на ее конструкцию и компоновку. Одним из основных наиболее широко распространенных недостатков штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ) является использование для привода скважинного насоса колонны штанг — элемента с относительно низкой прочностью, малой жесткостью, малой износо- и коррозионной стойкостью и со значительным собственным весом. Эти недостатки не позволяют эксплуатировать ШСНУ в глубоких, искривленных скважинах. Гидроприводные насосные агрегаты (ГПНА) лишены этих недостатков, поскольку передача энергии осуществляется потоком жидкости под давлением.

Действие установок гидропоршневых насосов (УГПН), предназначенных для добычи жидкости из нефтяных скважин, основано на преобразовании энергии рабочей жидкости в возвратно-поступательное движение исполнительного механизма. Исполнительный механизм в виде поршневого насоса двойного или дифференциального действия расположен непосредственно в скважине, а силовое оборудование, сообщающее потенциальную и кинетическую энергию рабочей жидкости, — на дневной поверхности. Передача гидравлической энергии осуществляется, как правило, по внутреннему каналу труб.

Гидропоршневые насосы обладают всеми достоинствами гидропривода, а также многими преимуществами по сравнению с другими установками для механизированной добычи. Их применение не требует механических энергопередающих связей (штанг, канатов, кабелей и т.п.); позволяет эксплуатировать скважины любой кривизны, регулировать величину отбора жидкости и создавать общий гидропривод для нескольких скважин. Кроме того, при этом можно использовать насос свободно-сбрасываемого типа; транспортировать глубинные приборы совместно с гидропоршневым насосом потоком жидкости; применять химические реагенты для первичной обработки добытой жидкости. Возможно исключение работы по глушению скважины при смене насоса. Структурная схема ГПНА показана на рис. 8.1. Гидропоршневые насосные установки классифицируются:

- по типу принципиальной схемы циркуляции рабочей жидкости - открытая или закрытая;

- по принципу действия скважинного насоса — одинарного, двойного действия или дифференциальный;

- по принципу работы гидродвигателя - дифференциального или двойного действия;

- по способу спуска погружного агрегата - спускаемые на колонне НКТ - фиксированные или свободные - сбрасываемые в скважину;

- по числу ГПНА, обслуживаемых одной наземной установкой — индивидуальные или групповые.

Для работы в нефтедобывающих скважинах применяют глубинные поршневые насосы с поршневым гидравлическим двигателем с золотниковым распределением.

8.1.1. Состав оборудования скважинных гидропоршневых насосных установок

В состав скважинного оборудования входят: скважинный насосный агрегат, колонны НКТ, различные скважинные устройства — пакеры, якори, центраторы, клапаны-отсекатели и др. Скважинный насосный агрегат включает в себя плунжерный или поршневой насос, плунжерный или поршневой гидравлический двигатель. При этом плунжер насоса соединен штоком с плунжером гидравлического двигателя. К гидравлическому двигателю с поверхности подается силовыми насосами под давлением рабочая жидкость (это может быть подготовленная добытая нефть, отделенная от воды и газа и очищенная от механических примесей). Золотник-распределитель или переключатель гидравлического двигателя направляет рабочую жидкость попеременно в штоковую или рабочую полости цилиндра двигателя, расположенные под и над его поршнем. Поршень двигателя приводится в возвратно-поступательное движение и через шток передает это движение плунжеру насоса. Работа золотника регулируется штоком, соединяющим поршни глубинного агрегата, или специальной системой управления.

Насос отбирает добываемую жидкость. Отработанная рабочая жидкость из двигателя направляется в подъемные трубы, по которым идет жидкость, отбираемая из скважины. На поверхность поднимается их смесь.

На поверхности располагаются насос, подающий рабочую жидкость к скважинному агрегату, и система подготовки рабочей жидкости. Часть жидкости, поднятая из скважины, направляется в промысловую систему сбора продукции НГДУ, а часть идет в открытую систему подготовки рабочей жидкости, откуда отделенные вода и газ направляются в промысловую сеть, а чистая рабочая жидкость — в поверхностный насос. Открытая система циркуляции и подготовки рабочей жидкости имеет отстойники, сепараторы, устройства для подачи реагентов (например, для разделения стойких эмульсий) и иногда подогреватели. Поверхностные силовые насосы обычно плунжерные, но могут применяться и высоконапорные центробежные насосы.

Дата добавления: 2014-01-04