4.5.6. Подбор оборудования скважинных штанговых винтовых насосных установок

Подбор оборудования ШВНУ начинается с определения глубины спуска насоса под динамический уровень жидкости в скважине. Этот этап подбора аналогичен первому этапу подбора других видов скважинных насосов, рассмотренных ранее. Единственным отличием здесь является величина заглубления под дийамический уровень, т.к. винтовые насосы могут работать с довольно высоким содержанием свободного газа на приеме. Эта величина может достигать 50%.

После определения глубины подвески насосы, т.е. длины колонны штанг и НКТ, определяют типоразмеры подходящих винтовых насосов и требуемые частоты вращения колонны, исходя из заданной величины подачи насоса.

Выпускаемые винтовые насосы имеют разные рабочие объемы, поэтому указанные в паспортных данных теоретические подачи насоса относятся к постоянной частоте вращения ротора насоса, равной 100 об/мин. Поэтому для заданного дебита скважины могут быть приняты разные насосы с разными частотами вращения ротора. Обычно выбирается частота вращения в интервале от 150 до 350 об/мин. Меньшая частота приводит к большим потерям напора насоса, большая - к повышению потерь трения как в винтовой паре, так и в колонне штанг.

По выбранному типоразмеру насоса определяется момент вращения ротора насоса и момент трения колонны штанг, сумма которых определяет необходимый момент на полированном штоке и приводной головке. По моменту и частоте вращения полированного штока проводится выбор приводной головки и приводного двигателя.

По максимальному крутящему моменту на полированном штоке проводится расчет колонны штанг. Так как чаще всего в ВШНУ применяются штанги диаметром 22 мм, то по величине крутящего момента подбирается марка стали, обеспечивающая необходимый запас прочности по эквивалентным напряжениям, рассмотренным в п. 4.5.5.

Выбор приводного электродвигателя осуществляется по мощности и частоте вращения на полированном штоке, а также с учетом передаточного отношения выбранного типоразмера приводной головки.

4.6. Гидроприводные насосные установки.

В нефтепромысловой практике известны турбонасосы, струйные насосы, гидропорпшевые, гидроштанговые насосы, гидроимпульсные (гидротаранные) насосы и др.

Наиболее широкое распространение на отечественных и зарубежных промыслах получили струйные и гидропоршневые насосы. В нашей стране гидроприводные насосы разрабатывались в Особом Конструкторском Бюро по Бесштанговым Насосам (ОКБ БН, в настоящее время «ОКБ БН - КОННАС») и начали применяться в 50-60-х годах. Основоположниками гидроприводных нефтепромысловых машин и оборудования были инженеры и конструкторы ОКБ БН — Богданов А.А., Чичеров Л.Г.. Росин И.И., Казак А.С., Ляпков П.Д., Шлиндман В.М. и др.

4.6.1. Скважинные гидропоршневые насосные установки

Действие установок гидропоршневых насосов (УГПН), предназначенных для добычи жидкости из нефтяных скважин, основано на преобразовании энергии рабочей жидкости в возвратно-поступательное движение исполнительного механизма. Исполнительный механизм в виде поршневого насоса двойного или дифференциального действия расположен непосредственно в скважине, а силовое оборудование, сообщающее потенциальную и кинетическую энергию рабочей жидкости, — на дневной поверхности. Передача гидравлической энергии осуществляется, как правило, по внутреннему каналу труб.

Применение этих насосов не требует механических энергопередающих связей (штанг, канатов, кабелей и т.п.) и позволяет эксплуатировать скважины любой кривизны, регулировать величину отбора жидкости и создавать общий гидропривод для нескольких скважин. Кроме того, при этом можно использовать насос свободно- сбрасываемого типа;

транспортировать глубинные приборы совместно с гидропоршневым насосом потоком жидкости; применять химические реагенты Для первичной обработки добытой жидкости.

Структурная схема ГПНА показана на рисунке 4.135.

Гидропоршневые насосные установки классифицируются:

- по типу принципиальной схемы циркуляции рабочей жидкости - открытая или закрытая;

- по принципу действия скважинногд насоса - одинарного, двойного действия или дифференциальный;'

- по принципу работы гидродвигателя - дифференциального или двойного действия;

- по способу спуска погружного агрегата - спускаемые на колонне НКТ - фиксированные или свободные - сбрасываемые в скважину;

- по числу ГПНА, обслуживаемых одной наземной установкой - индивидуальные или групповые.