3.1 Класифікація і основні типи шсн

Основними критеріями класифікації ШСН є: функціональне призначення, принцип роботи, спосіб монтажу у свердловині, конструктивні виконання циліндрів, плунжерів і клапанних пар та розміщення замкової опори. Найбільше застосовуються у нафтовидобуванні два типи ШСН - вставні – НВ і невставні – НН для експлуатації одного нафтоносного горизонту. Розроблені також конструкції перелічених типів насосів для видобутку нафти із двох горизонтів, що експлуатуються однією свердловиною, нестандартні види насосів та насоси для експлуатації в обсадній колоні.

Розроблено сім типів насосів (чотири вставні і три невставні) для експлуатації одного нафтоносного горизонту та два вставних і три невставних для експлуатації двох нафтоносних пластів. Насоси комплектують уніфікованими вузлами і деталями, що зменшує номенклатуру запасних частин і сприяє зручності заміни спрацьованих деталей.

Поряд з цим для обгрунтування вибору насоса до конкретних умов експлуатації необхідно мати дані про матеріали циліндра, клапанної пари, розбірних деталей та типорозмір приєднувальних різьб НКТ і насосних штанг.

3.2 Вставні насоси

Різноманітність конструктивних виконань вставних насосів і механічних характеристик матеріалів, з яких виготовляються їх деталі, забезпечує оптимальний підбір насосів згідно умов експлуатації. За принципом дії насоси поділяють на одно- і двоступеневі, з одним або двома плунжерами, з нерухомим циліндром і рухомим плунжером та рухомим циліндром і нерухомим плунжером.

Монтаж і заміна насосів, які розміщаються в колоні НКТ, проводиться разом з насосними штангами. Вставний насос опускається в свердловину на насосних штангах і встановлюється в замковій опорі, яка монтується в колоні НКТ. Монтуються насоси в механічній або манжетній замковій опорі, яка розміщується у верхній або нижній частинах колони відносно насоса. Рідше застосовуються опори, які встановлюються у верхній і нижній частині насоса одночасно.

Циліндри насоса виготовляються у вигляді кожуха з комплектом циліндрових втулок або безвтулковими – тонкостінними, або товстостінними. Насоси комплектуються металічними плунжерами або плунжерами з еластичними ущільненнями (пластмасові кільця, манжети різних типів) та клапанними вузлами відкритого або закритого типу.

Стосовно насосів з рухомим і нерухомим плунжерами можна зазначити, що перші мають більш високі техніко-економічні показники. Вони забезпечують ефективну роботу при видобуванні рідини з підвищеним вмістом вільного газу і мають найвищий об’ємний коефіцієнт корисної дії. У насосів з нерухомим плунжером і рухомим циліндром ефективність роботи суттєво знижується при експлуатації свердловин з наявністю газу. Ці насоси мають лише нижнє розміщення замкової опори та невигідне співвідношення розмірів клапанів, діаметр всмоктувального клапана менший від діаметра нагнітального клапана. Специфічність конструкцій даного типу насосів обумовлює низьку економічність їх роботи, що в порівнянні з насосами з рухомим плунжером і нерухомим циліндром зменшує об’ємний коефіцієнт корисної дії.

На рис. 3.1 - 3.5 зображено принципіальні схеми встав-них насосів для нормальних (рис. 3.1 – 3.3) та ускладнених умов експлуатації (рис. 3.4 – 3.5).

Насос НВ1 (рис. 3.1) складається з таких основних вузлів і деталей: циліндр, плунжер, кулькові клапани, протипісочний клапан, замок, шток, наконечники та інше.

1 - замок; 2 - шток; 3 - упор; 4 - контргайка; 5 - клітка плунжера; 6 - циліндр; 7 - нагнітальний клапан; 8 – всмоктувальний клапан; 9 - плунжер

Рисунок 3.1 - Насос свердловинний штанговий виконання НВ1С

Для надійної роботи і підвищення довговічності насоса в його конструкції передбачено по дві пари всмоктувальних і нагнітальних клапанів.

Насос опускається у свердловину на насосних штангах і фіксується в замковій опорі, яка монтується в колоні насосно-компресорних труб. Для розділення всмоктувальної і нагнітальної зон насоса на зовнішній поверхні насоса встановлюється опорне конусне кільце, яке при посадці насоса у замковій опорі, в парі з посадочним конусом замка і його пружинним якорем, створює герметичний фіксований вузол.

Для підняття насоса із свердловини достатньо підняти вверх колону насосних штанг. При цьому плунжер, опираючись у верхній торець циліндра, зриває насос із замкової опори.

Насос НВ2 (рис. 3.2) повністю уніфікований зі штанговим свердловинним насосом НВ1 і відрізняється тим, що замкова опора розміщена на нижньому кінці насоса. Таке виконання суттєво покращує умови експлуатації циліндра - зменшує дію на нього колових навантажень і дає можливість збільшити глибину підвіски насоса.

Рисунок 3.2 - Насос типу НВ2С

Насоси типу НВ2Ц (рис. 3.3) – насос вставний з нижнім розміщенням опори і рухомим товстостінним циліндром

Рисунок 3.3 - Насос типу НВ2Ц