10. Подбор поверхностного и скважинного оборудования шсну.

_{В качестве основы для подбора скважинных штанговых насосных установок часто используется универсальная методика подбора скважинных насосных установок, разработанная на кафедре машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина [1, 30, 20].}

_{Вышеназванная методика была доработана в соответствии с промысловыми данными и полученными величинами допускаемых приведенных напряжений для насосных штанг, в первую очередь - бывших ранее в эксплуатации.}

_{Основные положения уточненной методики подбора скважинных штанговых насосных установок приведены ниже.}

_{1 По исходным данным (пластовые и скважинные условия, заданный дебит) определяем динамический уровень.}

_{2 Используя коэффициент сепарации и допустимую величину свободного газа на приеме насоса, определяем минимально-возможную глубину спуска насоса.}

_{3 По заданному дебиту определяем типоразмер базового скважинного насоса.}

_{4 По типоразмеру насоса и глубине спуска определяем (предварительно) максимальные и минимальные нагрузки в точке подвеса штанг.}

_{5.По максимальной нагрузке выбираем типоразмер станка- качалки и уточняем параметры работы установки — частоту и длину ходов.}

_{6.По уточненным параметрам работы и кинематическим коэффициентам СК определяем точные значения сил при ходе вверх и вниз с учетом сил трения.}

_{7.По величине силы трения в нижней части колонны штанг и силам сопротивления в скважинном насосе (трение в плунжерной паре и противодавлении клапана).}

_{8. По весу «тяжелого низа» и нагрузкам при ходе вверх и вниз выбираем длину нижней секции штанговой колонны.}

_{9. По длинам и весам «тяжелого низа» и нижней ступени штанговой колонны выбираем длину второй секции колонны.}

10 Определяем длину третьей ступени штанговой колонны.

11 Определяем длину четвертой ступени колонны.

_{12. Все расчеты по пп. 8—12 проводятся для штанг с определенным [σпр]. Если при принятой прочности необходимы 4 и более ступеней штанг переходим к расчету штанг из более прочной стали (20Н2М, 15Н3МА или иной) с повышенным значением [σпр].}

_{13. По величине максимальной и минимальной нагрузки и типу выбранного СК определяются параметры уравновешивания (например — радиус уравновешивания и количество контргрузов на кривошипе станка-качалки).}

11. Винтовые штанговые насосные установки. Общие сведения. Схемы, конструкции насосов и приводов. Области применения, типоразмеры, маркировка, материалы. Характеристика насоса.

Еще одним видом штанговых насосных установок для добычи нефти являются винтовые штанговые насосные установки (ВШНУ) с поверхностным приводом. Их история начинается в 50-е годы XX века от выпускавшихся в СССР установок винтовых артезианских насосов типа ВАН для откачки воды из неглубоких (до 100 м) скважин с приводом через собранный из штанг трансмиссионный вал, вращающийся в радиальных резинометаллических опорах внутри напорного трубопровода.

ВШНУ для отбора пластовых жидкостей из глубоких нефтяных скважин появились на нефтепромысловом рынке в начале 80-х годов в США и во Франции. В настоящее время создано большое количество типоразмеров ВШНУ с диапазоном подач от 0,5 до 1000 м³/сут и давлением от 6 до 30 МПа.

Рациональной областью применения ВШНУ являются вертикаль­ные скважины или скважины с малыми темпами набора кривизны с пластовыми жидкостями высокой вязкости, с повышенным содержанием газа и механических примесей. Чаще всего ВШНУ применяются для дебитов от 3 до 50—100 м³/сутки с напором до 1000—1500 м, однако, как уже отмечалось, некоторые типоразмеры ВШНУ могут иметь гораздо большие добычные возможности.

Состав установки и её особенности

ВШНУ (рис. 7.22) включат в свой состав наземное и скважинное оборудование.

Наземное оборудование ВШНУ устанавливается на трубной головке скважины и предназначено для преобразования энергии приводного двигателя в механическую энергию вращающейся колонны штанг.

Наземное оборудование состоит из:

• тройника для отвода пластовой жидкости;

• приводной головки;

• рамы для крепления приводного двигателя;

• трансмиссии;

• п риводного двигателя с устройством управления;

• устройства для зажима (подвески) полированного штока.

В отдельных компоновках ВШНУ для удобства обслуживания установки под приводной головкой устанавливается дополнительный сальник или плашечный превентор. Первый служит для замены основного сальника без остановки насоса, что особенно актуально в зимних условиях эксплуатации ВШНУ, второй — для герметизации устья скважины при ремонте поверхностного оборудования.

В ряде моделей ВШНУ зарубежных фирм приводная головка снабжается ограничителем крутящего момента.

Рама под приводной двигатель при использовании клиноременной силовой передачи оснащается устройством натяжения ремней.

Зажим полированного штока, как правило, осуществляется двумя полухомутами, внутренняя цилиндрическая поверхность которых закрепляется со штоком с помощью четырех или шести болтов, а наружная профилированная поверхность (например, прямоугольная) вставляется в ступицу приводного вала.

Скважинное оборудование ВШНУ состоит из колонны НКТ, в нижней части которой устанавливается статор насоса и вращающейся в центраторах колонны штанг, нижний конец которой соединен с ротором насоса.

Отличительным параметром, во многом определяющим его характеристики, является кинематическое отношение рабочих органов:

(7.16)