Б илет 18. Эксплуатация скважин с помощью шсну. Преимущества и недостатки. Наземная часть шсну.
Штанговый насос представляет собой плунжерный насос специальной конструкции, привод которого осуществляется с поверхности посредством штанги.
В нижней части насоса установлен всасывающий клапан 1. Плунжер насоса, снабженный нагнетательным клапаном 2, подвешивается на насосной штанге 3. Верхняя часть штанги пропускается через устьевой сальник 5 и соединяется с головкой балансира 6 станка-качалки. При помощи кривошипно-шатунного механизма 7 головка 9 балансира передает возвратно-поступательное движение штанге 3 и подвешенному на ней плунжеру. Станок приводится в действие электродвигателем 8 через систему передач.
Работает насос следующим образом. При ходе плунжера вверх верхний клапан 2 закрыт, так как на него действует давление вышележащего столба жидкости и плунжер работает как поршень, выталкивая нефть на поверхность. В это же время открывается приемный клапан 1 и жидкость поступает в цилиндр насоса. При ходе плунжера вниз нижний клапан закрывается, а верхний открывается и через полый плунжер жидкость выдавливается из цилиндра насоса в насосные трубы 10.
При непрерывной работе насоса в результате подкачки жидкости уровень последней в насосных трубах поднимается до устья и она поступает в выкидную линию через тройник 4.
В настоящее время более 2/3 действующего фонда скважин в мире эксплуатируется с помощью штанговых насосов.
Недостатками штанговых насосов являются громоздкость, возможность обрыва штанг, ограниченность применения в наклонных и сильнообводненных скважинах, недостаточно высокая подача, небольшие (до 2 км) глубины эксплуатации
Б илет 19. Эксплуатация скважин с помощью диафрагменных и винтовых насосов. Область применения. Преимущества и недостатки.
Скважинные диафрагменные насосы предназначены для работы в условиях больших пескопроявлений (значительного содержания механических примесей) или для откачки агрессивных жидкостей, так как перекачиваемая жидкость соприкасается только с клапанами, диафрагмой и стенками рабочей полости.
Диафрагменный насос – насос объёмного типа, в к-ром изменение объёма насосной камеры происходит за счёт деформации одной из её стенок, выполненной в виде эластичной пластины – диафрагмы. В связи с тем что подвижные детали приводного механизма Д. н. (кроме насосных клапанов) не имеют контакта с перекачиваемой средой, Д. н. применяется для перекачки кислот, бензина, а также откачки жидкостей, загрязнённых абразивными механич. примесями (в карьерах, шахтах, скважинах и др.). Диафрагмы выполняются из резины (включая армированную) и др. эластичных материалов, а также из нержавеющих сплавов. Имеют форму (в основном) гофрированной пластины или сильфона.
Различают Д. с механич. и гидравлич. (рис.) перемещением диафрагмы. Схема диафрагменного насоса с гидравлическим приводом диафрагмы: 1 - пружина; 2 - поршень; 3 - эксцентрик; 4 - диафрагма; 5 и 6 - клапаны.
В первом случае напор насоса достигает 0,1-1,15 МПа (для резиновых диафрагм), во втором - св. 10 МПа. В качестве рабочей жидкости используют масло. Диафрагменный электронасос для откачки жидкости из скважин состоит из погружного маслозаполненного электродвигателя, углового редуктора и Д. н. с гидравлич. перемещением диафрагмы, имеющих единую масляную систему, а также устройство для стабилизации объёма масла в рабочей камере. Производительность насоса до 20 м3/сут, напор до 10 МПа, кпд до 0,43.
Установки винтовых насосов представляют значительный интерес для эксплуатации скважин на шельфе. Глубинный винтовой насос состоит из ротора в виде простой спирали (винта) и статора в виде двойной спирали с шагом, в два раза превышающим шаг ротора.
О
сновными
параметрами винтового насоса являются:
диаметр ротора D, длина шага статора и
эксцентриситет е. Полости, сформированные
между ротором и статором, разделены.
При вращении ротора эти полости
«перемещаются» как по радиусу, так и по
оси. «Перемещение» полостей приводит
к проталкиванию жидкости снизу вверх,
поэтому иногда этот насос называют
насосом с перемещающейся полостью. При
использовании погружного электродвигателя
агрегат спускается в скважину на НКТ,
а питание к электродвигателю подводится
по специальному кабелю.
Глубинный винтовой насос: а — ротор; б — статор; в — насос в сборе; 1 — корпус насоса; 2 — полость между статором и ротором
В случае использования наземного привода вращение ротору насоса передается через колонну штанг. В качестве приводного двигателя служит электродвигатель, но могут использоваться и другие двигатели.
Установки винтовых насосов имеют широкий диапазон по параметрам: подача от 20 до 240 м3/сут, напор до 2000 м и предназначены для эксплуатации скважин с осложненными условиями. Кроме того, установки винтовых насосов характеризуются низкими капитальными вложениями, являются малогабаритными, имеют низкий уровень шума и достаточно высокий КПД. Эти установки являются хорошим средством добычи нефти на морских платформах.