Тема: Інші види безштангових насосів.

План:

1. Експлуатація свердловин зануреними гвинтовими електронасосами.

2. Гідропоршева насосна установка (ГПНУ).

3. Гідропоршневий насосний агресат (ГПНА).

4. Діафтагмені електронасоси (ДЕН).

1. Експлуатація свердловин зануреними гвинтовими еклектронасосами.

Принципова схема установки елктронасосів (УЕВН) аналогічна схемі УЕЦН. Головна відмінна особоливість складається в використанні гвинтового насосу і другого електродвигуна.

Працюючий орган гвинтового насосу – однозахідний червяковий гвинт, який обертається в нерухомій обоймі. Гвинт виготовлений зі сталі або титанового сплаву; обійма гумова в сталевому корпусі. Внутрішня поверхня обійми являє собою двухзахідну гвинтову поверхню, відповідна однозахідному гвинту.

Поперечний перетин обійми в будь-якому місці однакові, але повернуті відносно один одного навколо вісі обійми.

Будь–який поперечний перетин гвинта є круг діаметром D. Центр цих кругів лежить на гвинтовій лінії . Вісь гвинтової лінії являється віссю обертів всього гвинта. Під час роботи насосу гвинт здійснює складний рух. Гвинт обертається навколо своє осі. Одночасно вісь гвинта здійснює планетарний рух в зворотьньому направленні.

Конструкція свердловинного гвинтового насосу передбачає використання двух урівняних гвинтів з правим 7 і лівим 4 направленням спіралі. Осьові зусилля від гвинтів приложені до ексцентричної з’єднувальної муфти 5, розташованій між ними, які взаємно компенсуються. Привід гвинтов здійснюється від розташованого в нижній частині електродвигуна через протектор 10, ексцентричну пускову муфту 9 і вал 8. Ексцентричні муфти забезпечують необхідний оберт гвинтів 4 і 7. Пускова муфта здійснює пуск насосу при аварійному виході його з ладу, запобігає руху гвинта в протилежну сторону при знеструмленні двигуна або неправильному підключенні кабелю.

Прийом рідини з свердловини ведеться через дві фільтрові прийомні сітки 2, розташовані зверху верхнього і знизу нижнього гвинтів. Загальний вихід рідини відбувається в просторі між гвинтами, далі вона проходить по кільцю між корпусом обійми верхнього гвинта і кожухом насосу по багатофункціаональному запобіжному клапану 1 поршеньово-золотникового типу. Обійшовши по свердловині запобіжний клапан, рідина проходить в шламову трубу і потраплює в НКТ.

2. Гідропоршнева насосна установка (ГПНУ) включає свердловиний насос і гідродвигун з золотниковим розподільником, який об’єднаний в один агрегат – гідропоршневий насосний агрегат.

По типу принципової схеми циркуляції робочої рідини розрізняють відкриті і закриті ГПНУ.

В установках з закритою схемою (а) ро боча рідина з гідродвигуна і, відкачуєма свердловинна рідина, піднімаються на поверхню зі своїми окремими каналами в блок підготовки і в нафтозбірний промисловий трубопровод. Тобто в свердловині необхідно мати три окремих каналів .

В установких з відкритою схемою (б) робоча рідина, виходячи з гідродвигуна, змішується з продукцією свердловини і підіймається на поверхню по загальному каналу, тобто в цьому випадку необхідно мати тільки два окремих канала. Три канала можуть бути утворені трьома рядами НКТ або двумя рядами НКТ і пакером, а два канали– двума рядами НКТ або одним рядом НКТ і пакером.

В цілому коефіцієнт корисної дії ГПНУ невисокий. Економічна ефективність застосуваня ГПНУ порівняно з насосним обладнанням інших типів збільшується зі збільшенням глибини підвіски ГПНА. ГПНУ дозволяє експлуатувати свердловину з висотою підйома до 4500м, з максимальним дебитом до 800м³/добу при високому вмісті в свердловинній продукції води (до 98%), піску (до 2%) та агресивних компонентів.

Перспективи примінення ГПНУ пов’язують з експлуатацією свердловини, в яких робота штангових насосів стає неможливою, а також при забрудненні родовищ кущами свердловин, що дозволяє обслуговувати однією ГПНУ декілька ГПНА.

3. Гідропоршневий насосний агрегат. ГПНА по принципу дії свердловинного насосу можливо поділити на три групи відповідно насоси: одинарного, подвійної і деференціальної дії.

Р обоча рідина безперервно нагнітається з поверхні силовим насосом насосного блоку по каналу 3 в гідродвигун 4. Золотник, поєднаний с гідродвигуном, переключає подачу робочої рідини почергово в порожнині над і під поршнем 5 гідродвигуна і відповідно відбуається вихід відпрацьваної рідини в канал 2 з порожнини під і над поршнем. Так як тиск нагнітаємої робочої рідини сутєво більше тиску відводної робочої рідини, то під дією перепаду тиску між цими порожнинами поршень гідродвигуна здійснює зворотно-поступальний рух вгору і вниз.

Конструктивно золотник виконаний у вигляді втулки, яка переміщується в своєму циліндрі з підводними і відводними каналами і управляється штоком 6 поршня гідродвигуна.

З поршнем 5 гідродвигуна шток 6 жорстко зв’язує поршень 9 свердловинного насосу 10, який також здійснює зворотно-поступальні рухи. Насос відкачує рідину з свердловини.

В насосі одинарної дії (мал. а) при ході поршня 9 вверх нагнітальний клапан 13 закритий, так як на нього діють значно більший тиск зі сторони лінії 1 виходу свердловинної рідини. При ході поршня 9 вниз закривається всмоктуючий клапан 13 рідина з циліндру насосу 10 витісняється в лінію 1 виходу свердловинної рідини. Порожнина над поршнем через отвір 8 з’єднуєтьться з затрубним простором свердловини.

В насосі подвійної дії (мал. б) подача свердловинної рідини відбувається при ході поршня 9 вгору і вниз, тобто при різних рівних умовах майже в 2 рази більше подачі насосу одинарної дії. В них наприклад, при ході поршня вгору одночасно відбувається всмоктування в порожнину під поршнем і нагнітання в лінію 1 з порожнини над поршнем.

Гідропоршневий насосний агрегат диференціального типу (мал. в) працює за рахунок перепаду тиску, який створює різницю між тиском робочої рідини і тиском відкачуємої рідини. Поршень 9 насосу 10 виготовлений з розташованим в ньому нагнітальним клапаном 13.

За способом спуску ГПНА в свердовину виділяють ГПНА фіксовані (спускаємі на колоні НКТ) і вільні (зкидаючі в свердловину). Максимальний відбір рідини з простору установки досягається в випадку схем фіксованих або вільних ГПНА з використанням одного ряду труб і пакеру.

4 . Діафрагменні електронасоси відносяться до об’ємних насосів з електроприводом. Установка діафрагменного електронасосу (ДЕН) складається з зануреного насосного агрегату (насосу і електроприводу), який спущений в свердловину на НКТ, кабелю, обладноного гирла і станції керування. При оберті валу електродвигуна 8 і кутової зубчатої передачі 7 ексцентрик 6 обертається і поршень 5, притиснутий до ексцентрику пружиною 4, переміщається вгору і вниз. Порожнина А над поршенм і порожнина Б у приводу заповнені маслом. Порожнина А має строго визначений об’єм масла. При ході поршня вниз масло заповнює вільний об’єм і діафрагма 3 опускається вниз. Тиск в робочій порожнині над діафрагмою під клапанами знижується, відбувається всмоктування рідини з свердловини через всмоктуючий клапан 2 в робочу порожнину. При ході поршня 5 вгору масло перемістить діафрагму вгору і відбудеться нагнітання рідини через нагнітальний клапан 1 в НКТ. Зміна об’єму порожнини Б із-за рухомого поршня 5 компенсується діафрагмою 9, порожнина за якій повідомлена з свердловиною.