2.2. Эксплуатация скважин штанговыми глубинными насосами

Большинство нефтяных скважин эксплуатируются спущенными в скважину насосами. Насосные установки используют различные по принципу действия и конструкции глубинного насосного оборудования.

По типу передачи энергии от привода скважинному глубинному насосу применяют насосные установки штанговые и бесштанговые. По принципу действия различают насосы поршневые, центробежные, винтовые, струйные,

диафрагменные, вибрационные, роторные и др.

Штанговые скважинные насосные установки (ШСНУ) предназначены для подъема пластовой жидкости из скважины на дневную поверхность. В настоящее время ШСНУ, как правило, применяют на скважинах с дебитом до 30-40 м³ жидкости в сутки, реже до 50 м³ при средних глубинах подвески 1000...1500 м. Широкое распространение ШСНУ обусловливают следующие факторы: простота ее конструкции; простота обслуживания и ремонта в промысловых условиях; удобство регулировки; возможность обслуживания установки работниками низкой квалификации; малое влияние на работу ШГНУ физико-химических свойств откачиваемой жидкости; высокий КПД; возможность эксплуатации скважин малых диаметров.

Длительная работа ШГНУ в скважине будет обеспечена грамотно подобранным режимом – системой следующих параметров: типоразмер насоса, глубина спуска, величина погружения под динамической уровень, длина хода и число ходов полированного штока, а также нагрузкой на колонну штанг. Проектирование оптимального режима производится по данным исследованиям, на основании которых рассчитывают добывные возможности скважины.

Штанговый насос представляет собой плунжерный насос спе­циальной конструкции, привод которого осуществляется с поверхности посредством штанги. Насос в свою очередь состоит из двух основных узлов: цилиндра и плунжера. Привод насоса осуществляется с поверхности с помощью колонны насосных штанг. Глубинные штанговые насосы по конструкции и способу установки делятся на две основные группы: трубные или не вставные и вставные. Трубные насосы характерны тем, что основные узлы спускаются в скважину по отдельности. Цилиндр на колонне насосно-компрессорных труб, а плунжер на колонне насосных штанг. Подъем осуществляется в том же порядке. Вставной насос, в отличие от трубного, спускают в скважину и поднимают из скважины уже в собранном виде с помощью насосных штанг. Насос закрепляется с помощью специального замкового соединения, установленного на колонне насосно-компрессорных труб. Для замены вставного насоса достаточно поднять колонну насосных штанг.

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.

Недостатками штанговых насосов являются громоздкость, воз­можность обрыва штанг, ограниченность применения в наклонных и сильнообводненных скважинах, недостаточно высокая подача, небольшие (до 2 км) глубины эксплуатации. Существенным недостатком этого насоса является и то, что нагнетательный клапан в верхней части плунжера открывается только в том случае, если давление в верхней камере превышает гидростатическое давление в колонне насосно-компрессорных труб, что приводит к снижению п

роизводительности.

Рис 2.2. Схема добычи нефти с помощью штангового насоса:

1 - всасывающий клапан; 2 - нагнетательный клапан;

3 - штанга; 4 - тройник; 5 - устьевой сальник;

6 - балансир станка - качалки; 7 - кривошипно - шатунный механизм;

8 - электродвигатель;9 - головка балансира;

10 - насосные трубы.