5.4. Насосный способ эксплуатации
Существуют следующие виды насосной эксплуатации скважин:
Установка штангового глубинного насоса (УШГН);
установка электроцентробежного насоса (УЭЦН);
5.4.1 Установка штангового глубинного насоса (ушгн)
Добыча нефти при помощи штанговых насосов – самый распространенный способ искусственного подъема нефти, что объясняется их простотой, эффективностью и надежностью. Как минимум две трети фонда действующих добывающих скважин эксплуатируются установками ШГН.
Перед другими механизированными способами добычи нефти УШГН имеют следующие преимущества:
обладают высоким коэффициентом полезного действия;
проведение ремонта возможно непосредственно на промыслах;
установки ШГН могут применяться в осложненных условиях эксплуатации - в пескопроявляющих скважинах, при наличии в добываемой нефти парафина, при высоком газовом факторе, при откачке коррозионной жидкости.
Есть у штанговых насосов и недостатки. К основным недостаткам относятся:
ограничение по глубине спуска насоса (чем глубже, тем выше вероятность обрыва штанг);
малая подача насоса;
ограничение по наклону ствола скважины и интенсивности его искривления (неприменимы в наклонных и горизонтальных скважинах, а также в сильно искривленных вертикальных)
Глубинный
штанговый насос в простейшем виде
состоит из плунжера, движущегося
вверх-вниз по хорошо подогнанному
цилиндру. Плунжер снабжен обратным
клапаном, который позволяет жидкости
течь вверх, но не вниз. Обратный клапан,
называемый также выкидным, в современных
насосах обычно представляет собой
клапан типа шар-седло. Второй клапан,
всасывающий, - это шаровой клапан,
расположенный внизу цилиндра также
позволяет жидкости течь вверх, но не
вниз.
Рис. 5.4 - Глубинный штанговый насос
Штанговые насосы бывают вставные (НСВ) и невставные (НСН).
Вставные штанговые насосы спускают в скважину в собранном виде. Предварительно в скважину на НКТ спускается специальное замковое приспособление, а насос на штангах спускают в уже спущенные НКТ. Соответственно для смены такого насоса не требуется лишний раз производить спуск-подъем труб.
Невставные насосы спускаются в полуразобранном виде. Сначала на НКТ спускают цилиндр насоса. А затем на штангах спускают плунжер с обратным клапаном. Поэтому при необходимости замены такого насоса приходится поднимать из скважины сначала плунжер на штангах, а потом и НКТ с цилиндром.
5.4.2. Установка электроцентробежного насоса (уэцн)
УЭЦН – установка электроцентробежного насоса. По количеству скважин, в которых работают такие насосы, они уступают установкам ШГН, но зато по объемам добычи нефти, которая добывается с их помощью, УЭЦН вне конкуренции. С помощью УЭЦН добывается порядка 80% всей нефти в России.
В общем и целом УЭЦН - обычный насосный агрегат, только тонкий и длинный. И умеет работать в среде отличающейся своей агрессивностью к присутствующим в ней механизмам. Состоит он из погружного насосного агрегата (электродвигатель с гидрозащитой + насос), кабельной линии, колонны НКТ, оборудования устья скважины и наземного оборудования (трансформатора и станции управления).
К ключевым узлам относятся следующие элементы: сам насос, который состоит из нескольких секций и ступеней, а также колес и стальной трубы. Электрический мотор погружного типа, который заполняется маслом. Защита от воздействия влажности: она находится между двумя предыдущими элементами, защищая электромотор и передавая вращательный момент на насос. Кабель для подачи электричества от подстанции. Его структура должна быть защищена бронированным слоем, на земле до уровня спуска его сечение должно иметь круглую форму, а от погружного элемента – плоскую.
Достоинства электрических центробежных насосов достаточно обширны и выделяют их по сравнению с глубинными аналогами штангового типа:
Легкость конструкции наземной техники, а также упрощенная схема ее функционирования.
Возможность откачивать большие объемы жидкости из ствола нефтяной или газовой скважины.
Возможность успешной эксплуатации на большой глубине (более 3 км).
Длительное время эксплуатации и минимальные нужды в ремонте, а также долгие промежутки действия между плановыми ремонтными работами.
Исследования внутри нефтяной и газовой скважины могут быть осуществлены без поднятия оборудования на поверхность.
Повышенная легкость процесса удаления парафиновых отложений, которые оседают на стенках НКТ.
Эксплуатация электрических центробежных насосов погружного типа возможно в скважинах, которые имеют определенный угол наклона, а также горизонтальное строение. Кроме того, они могут эксплуатироваться в скважинах с высокой обводненностью, в скважине с высоким содержанием брома в воде, а также для откачки растворов на основе кислот и солей. На современном рынке существуют разновидности, которые могут функционировать в одной скважине на разных уровнях с обсадными колоннами. В ряде случаев центробежные погружные насосы могут эксплуатироваться и для откачки воды из пластов горной породы, чтобы поддержать нужный уровень давления в них. Таким образом, спектр эксплуатации электрических насосов погружного типа для обеспечения работы скважины представляет собой наиболее широкую область, и оборудование данного вида может эксплуатироваться наиболее эффективно.