- •Глава 6
- •6.1. Область применения установок электропогружных центробежных насосов (уэцн)
- •6.2. Схема установки эцн
- •6.3. Основные узлы установки эцн, их назначение и характеристика
- •6.4. Оборудование устья скважины с уэцн
- •6.5. Техническая характеристика уэцн
- •6.6. Методика подбора уэцн для скважин
- •6.7. Монтаж и эксплуатация уэцн
- •6.8. Контроль параметров работы установки в процессе эксплуатации
- •6.9. Автоматизация скважин, оборудованных уэцн
- •6.10. Пуск установки эцн и вывод ее на режим после подземного ремонта
- •6.11. Влияние газа на работу уэцн и методы борьбы с ним
- •6.12. Принцип действия и конструкции газосепараторов
- •6.13. Принцип действия и конструкции диспергаторов
- •6.14. Винтовые насосы для добычи нефти
- •6.15. Гидропоршневые насосы для добычи нефти
- •6.16. Диафрагменные насосы для добычи нефти
- •6.17. Струйные насосы для добычи нефти
- •6.18. Вибрационные насосы для добычи нефти
- •6.19. Гидроимпульсные насосные установки для добычи нефти
- •6.20. Турбонасосные установки для добычи нефти
- •6.21. Сравнение различных способов эксплуатации нефтяных скважин
6.15. Гидропоршневые насосы для добычи нефти
Гидравлические поршневые насосные установки (ГПНУ) предназначены для эксплуатации высокодебитных глубоких скважин, продукция которых не содержит механических примесей.
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, 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, рис. 6.21. 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.
Применяется также схема с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости. В этом случае в скважине должен быть третий трубопровод, по которому рабочая жидкость, отработавшая в двигателе, поднимается на поверхность, не смешиваясь с добытой жидкостью. Таким образом, подготовка рабочей жидкости резко упрощается. Практически в этом случае в основном надо отделить лишь механические примеси (окалина с труб, продукты износа трущихся деталей). Поверхностное оборудование значительно упрощается, но требуется иметь три канала в скважине, что не всегда экономично, а иногда и невозможно.
Целесообразно иметь одну мощную поверхностную систему подготовки жидкости установки на несколько эксплуатируемых скважин (7—40 скважин). Скважинные гидропоршневые насосы при этом могут быть нескольких типоразмеров. В этом случае облегчается обслуживание и уменьшается число единиц оборудования. Такие установки называют групповыми, в отличие от индивидуальных, имеющих у каждой эксплуатируемой скважины поверхностный насос и систему подготовки рабочей жидкости.
ГПНУ в сравнении с другими типами бесштанговых установок обладают следующими преимуществами:
- возможность регулирования в достаточно широком диапазоне основных характеристик;
- высокий КПД установки;
- простота управления;
- упрощение подземного ремонта, т.к. спуск и подъем погружного агрегата осуществляются собственным силовым насосом;
- возможность эффективной эксплуатации наклонно-направленных скважин.
В то же время этим установкам присущи и существенные недостатки:
- сложность и громоздкость наземного оборудования;
- высокая металлоемкость;
- для двухканальных схем необходима специальная подготовка силовой жидкости, в качестве которой используется часть продукции скважин;
- при использовании нефти в качестве рабочей жидкости установка пожароопасна;
- плохая работа с газированной жидкостью;
- высокая стоимость как погружного агрегата, так и наземного оборудования;
- невозможность откачки продукции с механическими примесями.
Современные гидропоршневые установки способны добывать до 400-600 т/сут жидкости, позволяют эксплуатировать скважины с глубиной до 4500 м.