Глава 4

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАСОСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

Фонтанный и газлифтный (компрессорный и бескомпрессорный) способы добычи нефти эффективны при достаточной пластовой энергии и значительном газовом факторе. По мере разработки месторождения пластовая энергия истощается, увеличивается обводненность добываемой жидкости, уменьшается относительное содержание газа в отбираемой смеси. Уровень отбираемой жидкости в скважине снижается. Фонтанный способ добычи нефти становится невозможным, а компрессорный - неэффективным, и тогда они сменяются насосным способом добычи нефти.

Для добычи нефти используются штанговые и бесштанговые насосы. Штанговые насосы имеют наземный (поверхностный) привод, скважинный насос и длинную связь между ними, которая представляет собою колонну, составленную из металлических штанг.

Бесштанговые насосы имеют скважинный насос и скважинный привод насоса, непосредственно соединенные между собой. Энергия к приводу насоса подводится по кабелю (при электроприводе) или по трубопроводу (при гидро- или пневмоприводе). Благодаря отсутствию длинной механической связи между приводом и насосом бесштанговые насосы имеют значительно большую мощность, чем штанговые. Это дает возможность поддерживать большие отборы жидкости некоторыми видами бесштанговых насосов. К таким насосам, прежде всего, относятся погружные центробежные насосы с электроприводом. Ими производится наибольший отбор жидкости и нефти из скважин при насосной эксплуатации. В Российской Федерации установками погружных центробежных насосов, имеющих абривеатуру УЭЦН (установки электроприводных центробежных насосов), оснащено более 35% всех нефтяных скважин и добывается около 70% всей нефти.

На рис. 4.1. дана краткая классификация известных бесштанговых насосных установок. Основной вид энергии для этих установок - электроэнергия или энергия жидкости или газа, подаваемых с п0мощью различных видов коммуникаций к скважинному двигателю. С помощью трансмиссии энергия от двигателя передается к скважинному насосу, который в зависимости от условий эксплуатации может иметь разную конструкцию основных рабочих органов.

Большое разнообразие схем и конструкций лопастных, объем- ных и инжекционных (струйных) насосов обусловливает обилие возможных разновидностей скважинных агрегатов бесштанговых насосов.

В настоящее время широко применяются или проходят промышленное испытание бесштанговые насосы около 10 разновидностей. Основные из них - центробежные, винтовые и диафрагменные насосы с электроприводом, гидропоршневые, струйные с гидроприводом.

Установки бесштанговых насосов имеют, кроме насоса и привода, оборудование для управления, транспортировки энергии и т. п.

Разработка бесштанговых насосов в нашей стране началась еще в начале 20-го века, когда А.С. Арутюнов вместе с В.К. Долговым разработали скважинный агрегат, в котором центробежный насос приводился в действие погружным электродвигателем.

Советские инженеры, начиная с 20-х годов, предлагали разработку поршневых насосов с поршневым пневматическим двигателем. Одним из первых такие насосы разработал М.И. Марцишевский.

Разработка скважинного насоса с пневмодвигателем была продолжена в АзИНМаше В. И. Документовым. Скважинные центробежные насосы с электроприводом разрабатывались в предвоенный период (А.А. Богданов, А.В. Крылов, Л.И. Штурман и др.). После Великой Отечественной войны были начаты работы по созданию отечественных гидропоршневых насосов (Л.Г. Чичеров, В.М. Калинин, А.С. Казак, В.Р. Розанцев и др.).

Промышленные образцы центробежных насосов с электроприводом и гидропоршневых насосов были разработаны в Особом кон-структорском бюро по бесштанговым насосам (ОКБ БН). Эта организация долгие годы являлась ведущей во всех работах по скважинным бесштанговым насосам, в том числе и по винтовым, диафрагменным и др. В настоящее время АО «ОКБ БН-КОННАС» продолжает создание бесштанговых насосов новых типов и типо-размеров и следит за рациональным применением разработанных конструкций.

Представленная классификация бесштанговых насосных установок для добычи нефти не является чем-то незыблемым и может постоянно обновляться и дополняться новыми элементами, получающими путевку в жизнь в результате научно-технического прогресса.