Принцип работы

Штанговые скважинные насосы

ДОБЫЧА НЕФТИ ШГН

4.2.1. Общая схема штанговой насосной установки,
ее элементы и назначение

Одним из распространенных сегодня способов механизированной добычи нефти является штанговый насосный способ, в основе которого лежит использование скважинной штанговой насосной установки (УСШН) для подъема жидкости из нефтяных скважин.

УСШН (рис.1) состоит из станка-качалки, оборудования устья, колонны НКТ, подвешенных на планшайбе, колонны насосных штанг, штангового глубинного насоса (ШГН) вставного или невставного ти па.

Скважинный насос приводится в действие от станка-качалки. Вра­щательное движение, получаемое от двигателя при помощи редуктора, кривошипно-шатунного механизма и балансира, преобразуется в нем в возвратно-поступательное движение, передаваемое плунжеру скважин-ного насоса, подвешенного на штангах. Это обеспечивает подъем жидкости из скважины на поверхность.

Обычные глубинные насосы по принципу действия относятся к плунжер­ным насосам простого действия. Ниже приводится схема процесса откачки глубинным насосом (рис. 2).

Исходная ситуация: насос и насосно-компрессорная труба заполнены жидкостью. Плунжер находится в верхней мертвой точке О.Т.; плунжерный клапан закрыт. Нагрузку столба жидкости над насосом принимают на себя насосные штанги. При прекращении потока жидкости снизу, через всасы­вающий клапан, данный клапан закрывается под действием силы тяжести. Цилиндр полностью или частично заполнен жидкостью. При погружении плунжера в эту жидкость плунжерный клапан открывается и вся нагрузка жидкости падает на всасывающий клапан и, следовательно, на НКТ (рис. 2а).

Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата

траверса и подшипник крестовины траверсы

подшипник шатуна

подшип и ник канатная подвеска i „траверса полированного штока

противовес кривошип подшипник цапфы

клиноременная передача с защитным кожухом тормозной приводной _t |рычаг

насосная штанга

—GZ

производство _

ГУ.-т-

головка балансира
поворотные балансир

устье -скважины

стойка. с лестницей'

и
чг----- т-^

колонна

.колонна НКТ

.глубинный насос

анкерный ловитель НКТ

пласт

^4

Рис. 1. Схема скважинной штанговой насосной установки

Техника и технология добычи нефти

НКТ

плунжер

плунжерный клапан

i

Ш

О.Т.

й

цилиндр

всасывающий клапан

U.Т.

Q

ход вниз аб

Рис. 2 Схема процесса откачки

ход вверх вг

При дальнейшем ходе плунжера вниз (рис. 2б) верхняя штанга погружается в столб жидкости, вытесняя соответствующий ее объем, который подается в трубопровод.

В случае применения плунжеров, диаметр которых равен диаметру верх­ней штанги или меньше его, подача жидкости в трубопровод производится только во время хода плунжера вниз, в то время как при ходе плунжера вверх вновь набирается столб жидкости. Как только плунжер начинает двигаться вверх, плунжерный клапан закрывается; нагрузка жидкости снова переда­ется на насосные штанги. Если пластовое давление превышает давление в цилиндре, всасывающий клапан открывается в момент отхода плунжера от нижней мертвой точки U.T. (рис. 2в). Поступление жидкости из пласта в освобожденный от давления цилиндр продолжается, пока ход плунжера вверх не закончится в позиции О.Т. (рис. 2г). Одновременно с поднятием столба жидкости над плунжером происходит всасывание равного количества жидкости. На практике, однако, рабочий цикл насоса обычно сложнее, чем указано на этой упрощенной схеме. Работа насоса зависит в значительной мере от размера вредного пространства, отношения «газ – жидкость» и от вязкости откачиваемой среды.

Кроме того, вибрации колонны насосно-компрессорных труб и насосных штанг, возникающие в результате непрерывной перемены нагрузки столба жидкости, и вибрации клапанов также влияют на цикл откачки.

Дата добавления: 2015-06-04