- •Глава 6
- •6.1. Область применения установок электропогружных центробежных насосов (уэцн)
- •6.2. Схема установки эцн
- •6.3. Основные узлы установки эцн, их назначение и характеристика
- •6.4. Оборудование устья скважины с уэцн
- •6.5. Техническая характеристика уэцн
- •6.6. Методика подбора уэцн для скважин
- •6.7. Монтаж и эксплуатация уэцн
- •6.8. Контроль параметров работы установки в процессе эксплуатации
- •6.9. Автоматизация скважин, оборудованных уэцн
- •6.10. Пуск установки эцн и вывод ее на режим после подземного ремонта
- •6.11. Влияние газа на работу уэцн и методы борьбы с ним
- •6.12. Принцип действия и конструкции газосепараторов
- •6.13. Принцип действия и конструкции диспергаторов
- •6.14. Винтовые насосы для добычи нефти
- •6.15. Гидропоршневые насосы для добычи нефти
- •6.16. Диафрагменные насосы для добычи нефти
- •6.17. Струйные насосы для добычи нефти
- •6.18. Вибрационные насосы для добычи нефти
- •6.19. Гидроимпульсные насосные установки для добычи нефти
- •6.20. Турбонасосные установки для добычи нефти
- •6.21. Сравнение различных способов эксплуатации нефтяных скважин
6.19. Гидроимпульсные насосные установки для добычи нефти
Работа гидроимпульсного насоса основана на принципе преобразования энергии упругих волн, индуцируемых в столбе жидкости в рабочих трубках, в полезную работу, в частности преобразования энергии упругих волн силовой жидкости, возникающих при гидравлических импульсах (изменение давления в потоке жидкости в зависимости от скорости течения потока). При этом различают положительный гидравлический импульс, когда давление в трубопроводе повышается, и отрицательный, когда давление в трубопроводе падает.
Рабочий цикл гидроимпульсного насоса разделяется на два полупериода: зарядки, когда расходуется силовая жидкость с постоянной скоростью, и разрядки, когда жидкость всасывается из скважины с той же скоростью.
Оптимальным условием работы гидроимпульсного насоса является синхронизация частоты перемещения распределительного устройства и волновых процессов в рабочих трубках.
Рис. 6.27. Схемы гидроимпульсной насосной установки:
а - общий вид установки; б - скважинного агрегата; в - управления распределительным клапаном; г - эффективного привода распределительного клапана УГИН
В этом случае подача установки зависит только от расхода силовой жидкости или от давления на силовом насосе, поскольку гидравлические потери являются также функцией расхода. Гидравлические потери установки суммируются из потерь в рабочих узлах глубинного агрегата и потерь в подводящем канале (трубопроводах, НКТ).
Оптимальная синхронизация работы распределительного клапана и собственной частоты колебаний жидкости в рабочих трубках возможна, если перемещение распределительного клапана управляется импульсами. Неустойчивость распределительного клапана 9 в крайних положениях возникает вследствие закрепления на нем шайбы 13. В любом крайнем положении клапана один из отводных каналов А для жидкости закрыт, и весь поток проходит через противоположный поток Б. В радиальной щели скорость потока возрастает, а давление снижается. С противоположной стороны шайбы жидкость находится в покое, поэтому там нет перепада давления. Длина рабочих трубок подбирается и рассчитывается так, чтобы продолжительность переключения составляла 1 —3 % рабочего цикла. Этому способствует также уменьшение щели, снижение массы распределительного клапана с шайбой путем применения легких полимерных материалов. Рабочие трубки, поочередно соединяясь с нагнетательной трубой при помощи распределительного клапана, получают от силовой жидкости импульсную энергию, которая после отключения рабочих трубок от нагнетательной трубы превращается в полезную работу по подъему жидкости из скважины через нагнетательные клапаны.
Относительно высокие КПД и подача гидроимпульсных установок, особенно на больших глубинах порядка 3000 м, свидетельствуют об их перспективности в нефтяной отрасли.
Преимущества, которыми обладает гидроимпульсный насос по сравнению с существующими типами насосов:
1) отсутствие в стволе скважины длинной механической связи глубинного агрегата с наземным приводом (ШСНУ) или электрокабеля (УЭЦН);
2) возможность использования потоков рабочей жидкости не только для передачи энергии для привода забойного агрегата, но и для проведения многих технологических операций, например, передачи к забою химических реагентов, тепла, растворителей и т.д.;
3) возможность осуществления наземного группового привода на кустах скважин, что позволяет увеличить технологические возможности.
К очевидным недостаткам можно отнести неотработанность конструкций гидроимпульсных насосных установок.