Скважинные штанговые насосы, их элементы

Схема установки скважинного штангового насоса

1 - насос; 2 - насосные штанги; 3 - тройник; 4 - головка балансира; 5 - балансир; 6 - станок-качалка; 7 - редуктор; 8 - электродвигатель на поворотной салазке крестовина; 9 - насосно-компрессорные трубы; 10 - нагнетательный клапан; 11 - цилиндр насоса; 12 - плунжер; 13 - всасывающий клапан.

Рис.4. Схема установки скважинного штангового насоса

Насосная установка состоит из насоса (1), находящегося в скважине, и станка-качалки (6), установленного на поверхности у устья. Цилиндр (11) насоса укреплен на конце спущенных в скважину насосно-компрессорных (подъемных) труб (9), а плунжер (12) подвешен на колонне штанг (из стали, диаметром 0,5”, ¾”, 7/8”; длиной 7,5-10м, а для подводки плунжера длиной 1-3м) (2). Верхняя штанга (сальниковый шток) соединена с головкой (4) балансира (5) станка-качалки (6) канатной или цепной подвеской. В верхней части цилиндра установлен нагнетательный клапан (10), а в нижнее - всасывающий клапан (13).

Колонна насосно-компрессорных труб, по которой жидкость от насоса поднимается на поверхность, заканчивается на устье тройником (3). Сальниковое устройство в верхней части тройника предназначено для предотвращения утечек жидкости вдоль движущегося сальникового штока. По боковому отводу в средней части тройника жидкость из скважины направляется в выкидную линию. Возвратно-поступательное движение колонне насосных штанг передается от электродвигателя (8) через редуктор (7) и кривошипно-шатунный механизм станка-качалки.

Принцип действия насоса следующий. При движении плунжера вверх всасывающий клапан (13) под давлением жидкости открывается, в результате чего жидкость поступает в цилиндр насоса. Нагнетательный клапан (10) в это время закрыт, так как на него действует давление столба жидкости, заполнившей насосные трубы. При движении плунжера (12) вниз всасывающий клапан (13) под давлением жидкости, находящейся под плунжером, закрывается, а нагнетательный клапан (10) открывается, и жидкость из цилиндра переходит в пространство над плунжером [2, С.117].

Невставные штанговые насосы: Вставной насос:

а - двухклапанный НСН-1, НСВ-1

б - трехклапанный НСН-2

1 – нагнетательный клапан; 2 – цилиндр насоса; 1 - шток; 2 - ниппель; 3 - конус;3 – плунжер; 4 – патрубок-удлинитель; 4 - замковая опора; 5 - цилиндр 5 – всасывающий клапан; 6 – седло конуса; насоса; 6 - плунжер; 7 - НКТ.7 – захватный шток; 8 – нижний нагнетательный клапан; 9 – ловитель; 10 – наконечник.

Рис.5. Вставные и невставные штанговые насосы

В промысловых условиях применяются невставные и вставные штанговые насосы.

В невставных насосах основные узлы спускаются в скважину раздельно. Вначале в скважину на НКТ спускается цилиндр насоса, а затем в НКТ на штангах в цилиндр насоса спускаются плунжер и всасывающий клапан. Поднимают невставной штанговый насос также раздельно. Сначала поднимают штанги с плунжером, а затем НКТ с цилиндром насоса.

Вставные штанговые насосы спускаются в скважину в собранном виде, т.е. цилиндр насоса вместе с плунжером спускаются на штангах. Извлекают вставной насос на поверхность также в собранном виде поднятием штанг. Вставной насос в собранном виде спускают, устанавливают и закрепляют с помощью специального замкового приспособления, заранее спускаемого в скважину на трубах.

В промысловой практике применяются в основном невставные насосы двухклапанные НСН-1 (насос скважинный невставной первого типа) и трехклапанные НСН-2.

Насос НСН-1 имеет три основных узла: первый – цилиндр, который состоит из собственно цилиндра (2), патрубка-удлинителя (4) и седла конуса (6); второй – плунжер, в состав которого входят сам плунжер (3) и шариковый нагнетательный клапан (1); третий – шариковый всасывающий клапан (5) с захватным штоком (7), головка которого находится в полости цилиндра. В скважину на НКТ спускается цилиндр насоса с седлом конуса (6). Затем в скважину на штангах спускают плунжер (3) с всасывающим клапаном (5), который висит на захватном штоке (7). Всасывающий клапан устанавливается в седло конуса, надавливая на него весом колонны штанг. Трехклапанный насос НСН-2 состоит из цилиндра, плунжера и всасывающего клапана. Второй нагнетательный клапан (8) устанавливается в нижней части плунжера (3), поэтому отпадает необходимость применять захватный шток, а под плунжером монтируется специальный ловитель (9), который представляет собой муфту с крючкообразным захватом. Вместо захватывающего штока у всасывающего клапана имеется наконечник (10) с поперечной шпилькой на верхнем конце.

Вставные насосы типа НСВ-1 чаще применяются для эксплуатации скважин с глубиной подвески до 2500 м. Вставной насос состоит из трех основных узлов: цилиндра, плунжера и замковой опоры цилиндра. Цилиндр насоса (5) на нижнем конце имеет всасывающий клапан, закреплённый наглухо, а на верхнем конце – конус (3), который входит в замковую опору (4)и герметизирует НКТ (7). Плунжер (6) подвешивается к колонне штанг с помощью штока (1) так, чтобы при ходе вниз он не доходил до всасывающего клапана, а при ходе вверх не доходил до ниппеля (2). Ниппель устанавливается на верхнем конусе и служит для направления штока (1). С целью уменьшения объёма вредного пространства нагнетательный клапан установлен на нижнем конце плунжера. Под замковой опорой (4), которая закреплена на нижнем конце подъёмных НКТ (7), монтируется направляющая труба, которая обеспечивает правильную установку насоса[3, С.65].

Дата добавления: 2017-01-14