25. С хема работы шсну

Установка штангового глубинного насоса состоит из наземного и подземного оборудования:

Подземное оборудование:

1. - перфорационные отверстия

2. - скважинный насос

3. - насосные штанги

4. - насосно-компрессорные трубы

5. - эксплуатационная колонна

Наземное оборудование:

6. - устьевая арматура

7. - станок-качалка

Вращательное движение от электродвигателя передается редуктору, и далее с помощью шатуна и балансира преобразуется в вертикальное возвратно- поступательное движение штанг, подвешенных на головке балансира посредством канатной подвески

Основные элементы станка-качалки:

1. - канатная подвеска

2. - откидная головка

3. - балансир

4. - шатун

5. - противовес

6. - кривошип

7. - редуктор

8. - ременная передача

9. - электродвигатель

Станки-качалки - выпускается стандартный ряд типоразмеров станков на различные нагрузки и различные длины хода плунжера

• Штанговый скважинный насос состоит из длинного (2-4 м) цилиндра. На нижнем конце цилиндра располагается всасывающий клапан. В цилиндре перемещается поршень-плунжер, выполненный в виде длинной (1 - 1,5 м) гладко обработанной трубы, имеющей нагнетательный клапан

• Плунжер подвешивается на штангах

• При движении плунжера вверх, жидкость через всасывающий клапан под воздействием давления на приеме насоса заполняет цилиндр насоса

• При движении плунжера вниз всасывающий клапан закрывается и открывается нагнетательный клапан. Жидкость перетекает в надплунжерное пространство. При очередном ходе вверх, нагнетательный клапан под давлением жидкости, находящейся над плунжером, закрывается. Плунжер поднимает жидкость на высоту, равную длине хода (0,6-6 м).

Невставные (трубные) - цилиндр спускается в скважину на НКТ, а плунжер спускается на штангах

Вставные - цилиндр и плунжер спускают на штангах

Штанги - стальные стержни круглого сечения длиной от 6 до 9 м, диаметром 16,19 и 22 мм

На концах имеются утолщения, участок квадратного сечения и резьба

Соединяются между собой муфтами

Достоинства ШГН

Достаточно высокий общий коэффициент полезного действия

Дешевизна и простота оборудования при малых (до 50 м³/сут) подачах насоса

Недостатки ШГН

Ограниченная мощность станка-качалки

Высокая стоимость и большая масса установки при расходах более 50 м³/сут

Высокая аварийность при эксплуатации наклонных скважин

26. Факторы, влияющие на подачу штангового скважинного насоса

За полный (двойной) ход плунжера подача насоса:

Где F - площадь сечения плунжера, a S_пл - длина хода плунжера.

Если плунжер делает n ходов в минуту, то суточная подача ШГН:

(теоретическая подача)

Факторы, влияющие на коэффициент подачи:

• присутствие свободного газа в откачиваемой смеси

• уменьшение длины хода плунжера по сравнению с длиной хода балансира за счет упругих деформаций штанг и труб

• утечки между цилиндром и плунжером, а также в клапанных узлах

• уменьшение объема смеси в результате ее дегазации и охлаждения в процессе подъема на поверхность

Однако действительная (фактическая) подача Q насоса, из­меренная на поверхности, как правило, меньше теоретиче­ской Q_T. Отношение действительной подачи к теоретической на­зывают коэффициентом подачи штангового насоса aп= Q/Q_T, тогда действительная подача штангового насоса

Коэффициент подачи а_п может изменяться от 0 до 1. В скважинах, в которых проявляется, так называемый, фонтан­ный эффект, то есть в частично фонтанирующих через насос скважинах, может быть а_п>1. Работа насоса считается нор­мальной, если а_п = 0,6—0,8.

Факторы, влияющие на подачу

На коэффициент подачи а_п и, как следствие, на подачу установки Q влияет много факторов: деформация штанг и труб, усадка жидкости, степень наполнения насоса жидкостью и утечки жидкости. Характеризуя влияние этих факторов соот­ветствующими коэффициентами и учитывая независимость их совместного действия, записывают

Длинные колонны штанг и труб при сообщении колонне штанг возвратно-поступательного движения в процессе работы установки ведут себя как упругие стержни. За счет упругих де­формаций штанг и труб уменьшается длина хода плунжера s_пл по сравнению с длиной хода устьевого штока s, что непосредст­венно влияет на подачу. Тогда можно записать выражение ко­эффициента, характеризующего влияние деформаций штанг и труб

Длина хода устьевого штока s задается при проектировании эксплуатации скважины ШСНУ. Для расчета длины хода плун­жера 5пл необходимо определить нагрузки, вызывающие де­формации. Их определение будет рассмотрено в следующем разделе.

Цилиндр насоса заполняется жидкостью при температуре и давлении на приеме насоса (в скважине). На поверхности жидкость дегазируется и охлаждается, ее объем уменьшается, то есть происходит усадка жидкости. Коэффициент, учитываю­щий усадку жидкости,

Насос наполняется жидкостью и свободным газом. Влияние газа на наполнение и подачу насоса учитывают коэффициентом наполнения цилиндра насоса

В процессе работы ШСНУ возможны утечки жидкости че­рез зазор между цилиндром и плунжером насоса (плунжерная пара), в клапанах насоса вследствие их износа, коррозии в частично немгновенного закрытия и открытия клапана, а так­же через неплотности муфтовых соединений НКТ. Эти утечки учитывают коэффициентом утечек

В отличие от рассмотренных выше факторов утечки жидко­сти являются переменными, возрастающими во времени, что приводит к уменьшению во времени коэффициента утечек и соответственно коэффициента подачи.