Уэцн (установка электроцентробежного насоса)

С помощью УЭЦН добывается порядка 80% всей нефти в России. Установки погружных центробежных насосов предназначены для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных пластовой жидкости, содержащей нефть, воду и газ, и механические примеси. 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. В упрощенной схеме состоит из погружного насосного агрегата (электродвигатель с гидрозащитой + насос), кабельной линии, колонны НКТ, оборудования устья скважины и наземного оборудования (трансформатора и станции управления). ЭЦН (электроцентробежный насос) – ключевой элемент установки, который, собственно, и осуществляет подъем жидкости из скважины на поверхность. Состоит он из секций, которые в свою очередь состоят из ступеней (направляющих аппаратов) и большого числа рабочих колес, собранных на валу и заключенных в стальной корпус (трубу). ПЭД (погружной электродвигатель) – второй по важности элемент. Представляет собой асинхронный электродвигатель, заполненный специальным маслом. Протектор (или гидрозащита) – элемент, расположенный между электродвигателем и насосом. Отделяет электродвигатель, заполненный маслом от насоса, заполненного пластовой жидкостью и при этом передает вращение от двигателя к насосу. Кабель, с помощью которого к погружному электродвигателю подводится электроэнергия. Кабель бронированный. На поверхности и до глубины спуска насоса он круглого сечения (КРБК), а на участке погружного агрегата вдоль насоса и гидрозащиты - плоский (КПБК). К дополнительному оборудованию можно отнести Газосепаратор (используется для снижения количества газа на входе в насос. Если необходимости в снижении количества газа нет, то используется простой входной модуль, через который в насос поступает скважинная жидкость. Приборы КИПиА (термоманометрическая система. Выдает нам на поверхность данные о температуре и давлении той среды, в которой работает спущенный в скважину ЭЦН). Вся эта установка собирается непосредственно при ее спуске в скважину. Собирается последовательно, снизу вверх не забывая про кабель, который пристегивается к самой установке и к НКТ, на которых все это и висит, специальными металлическими поясами. На поверхности кабель запитывается на устанавливаемые вблизи куста повышающий трансформатор (ТМПН) и станцию управления. Помимо этого, в колонне насосно-компрессорных труб над электроцентробежным насосом устанавливаются обратный и сливной клапаны.

Ушгн (установка штанговых глубинных насосов

Распространенный сегодня способ механизированной добычи нефти с использование для подъема жидкости из нефтяных скважин штанговых глубинных насосов. Штанговые глубинные насосы предназначены для откачки жидкости из скважин с обводненностью до 99%, объемным содержанием сероводорода до 0,1%, твердых механических примесей до 1,3 г/л, минерализации воды до 200 мг/л, с температурой до130 °С, свободного газа – до 10%. Разделяют вставные и трубные насосы. Поскольку у трубных насосов цилиндр насоса является неотъемлемой частью колонны НКТ, он должен быть встроен вместе с насосно-компрессорными трубами. Плунжер и всасывающий клапан могут быть смонтированы на насосных штангах позже. Всасывающий клапан устанавливается в нижней части насоса при помощи соответствующих устройств. Для разборки всасывающий клапан может быть захвачен и извлечен, в результате чего становится возможным слив жидкости из насоснокомпрессорных труб при ремонте скважины. Всасывающие клапаны изготовляются также в неизвлекаемом исполнении. При применении неподвижно встроенного всасывающего клапана в конструкции насоса применяется дополнительный модуль – сливной клапан со сбивным пальцем. Ввиду того что плунжер имеет точно обработанную поверхность, не рекомендуется его вводить в длинную, необработанную внутри колонну насосно-компрессорных труб. С тех пор как появились надежные съемные соединители, на практике чаще всего сначала встраивают плунжер вместе с насосом, а соединение его с насосными штангами производится позже при помощи автосцепа. Плунжер извлекается вместе с цилиндром насоса по колонне НКТ. Описанный выше принцип действия позволяет применять глубинные насосы, номинальный диаметр которых больше номинального диаметра НКТ. При одинаковом размере НКТ подача трубного насоса всегда будет больше подачи вставного глубинного насоса в результате более крупного диаметра цилиндра. Следовательно, трубные насосы применяются преимущественно для более крупных дебитов с небольшой глубины. Ограниченность глубины отбора обусловлена максимальной предельной нагрузкой на колонну НКТ и насосных штанг. Как правило, срок службы трубного насоса больше, чем срок службы вставного насоса в результате больших размеров изнашивающихся деталей. Главный недостаток трубных насосов заключается в том, что при каждой замене насоса необходимо извлекать всю колонну НКТ. Вставные насосы характеризуются тем, что монтаж комплектного насоса в колонну НКТ, а также демонтаж его осуществляется вместе с насосными штангами; при установке насос находится в замковой опоре, установленной на колонне насосно-компрессорных труб. Благодаря разнообразию типов и многочисленным вариантам материалов, используемых для изготовления элементов насоса, вставные насосы могут быть оптимально адаптированы к условиям скважины. При одинаковом размере НКТ у вставных насосов диаметр плунжера, проходное сечение и, следовательно, объем подачи меньше, чем у трубных насосов.

К основным узлам ШГН относят цилиндр, плунжер, клапаны. Обычные глубинные насосы по принципу действия относятся к плунжерным насосам простого действия. Исходная ситуация: насос и насосно- компрессорная труба заполнены жидкостью. Плунжер находится в верхней мертвой точке; нагнетательный клапан закрыт. Нагрузку столба жидкости над насосом принимают на себя насосные штанги. При прекращении потока жидкости снизу через всасывающий клапан данный клапан закрывается под действием силы тяжести. Цилиндр полностью или частично заполнен жидкостью. При погружении плунжера в эту жидкость нагнетательный клапан открывается, и вся нагрузка жидкости падает на всасывающий клапан и, следовательно, на НКТ. При дальнейшем ходе плунжера вниз верхняя штанга погружается в столб жидкости, вытесняя соответствующий ее объем, который подается в насосно-компрессорные трубы. В случае применения плунжеров, диаметр которых равен диаметру верхней штанги или меньше его, подача жидкости в трубопровод производится только во время хода плунжера вниз, в то время как при ходе плунжера вверх вновь набирается столб жидкости. Как только плунжер начинает двигаться вверх, плунжерный клапан закрывается; нагрузка жидкости снова передается на насосные штанги, при этом давление на приеме насоса превышает давление в цилиндре, всасывающий клапан открывается в момент отхода плунжера от нижней мертвой точки. Поступление жидкости из пласта в освобожденный от давления цилиндр продолжается, пока ход плунжера вверх не закончится в позиции. Одновременно с поднятием столба жидкости над плунжером происходит всасывание равного количества жидкости. На практике, однако, рабочий цикл насоса обычно сложнее. Работа насоса зависит в значительной мере от размера вредного пространства, содержания газа в жидкости и от вязкости откачиваемой среды. Кроме того, вибрации колонны насосно-компрессорных труб и насосных штанг, возникающие в результате непрерывной перемены нагрузки столба жидкости, и вибрации клапанов также влияют на цикл откачки.