Штанговый глубинный насос: принцип работы нефтяной качалки

Назначение

Насос прямого вытеснения с плунжером или прямым поршнем называется штанговым насосом.

Штанговые насосы чаще всего используются в нефтяной промышленности для добычи нефти из скважин.

Устройство

Основными конструктивными элементами штангового насоса являются: цилиндрический корпус, внутри которого установлен вытеснитель — плунжер или поршень.

Вытеснитель может линейно перемещаться внутри корпуса за счет энергии, подаваемой приводом с помощью штока.

Обратный клапан давления установлен в верхней части насоса. В нижней части насоса установлен всасывающий обратный клапан.

Обратные клапаны позволяют жидкости течь только в одном направлении.

Процесс нефтедобычи качалкой

Технологическая организация процесса добычи делится на несколько этапов. Работа начинается с бурения скважины, глубина которой может достигать нескольких километров. Как правило, разрабатываются скважины длиной 1500 м, рекордсменами являются скважины длиной 4000 м. Кроме того, устанавливаются обсадные колонны, которые становятся основой нефтедобывающей инфраструктуры. Активатором в этой системе будет помпа. Чтобы понять принцип его работы, необходимо понять, как работает масляный насос в общей структуре трубопровода. Он выполняет функцию приводного механизма, благодаря которому совершаются возвратно-поступательные действия. Насосы работают циклически, позволяя нефти концентрироваться вокруг ствола скважины для эффективной откачки. Более того.

Элементы насосных установок

Насосный агрегат скважины имеет привод ШСН, что позволяет перемещать объект непосредственно под воздействием насосных штанг. Среди основных рабочих органов по ГОСТ 2002 выделяются штанговые насосы:

• цельный цилиндр фиксированного типа с удлинителями;
• плунжер подвижного насоса;
• клапаны, в том числе всасывающие и нагнетательные клапаны;
• замки.

Каждое из удлинителей СН привинчено к цилиндру со всех сторон. Они должны толкать плунжер во время работы насосной конструкции. Промышленные скважинные установки работают без остаточных отложений внутри стационарного цилиндра. В результате плунжер не заедает, поэтому ремонт штангового насоса проходит гладко. Вставные насосы, применяемые в отечественной промышленности, комплектуются агрегатами следующих типов:

• Поддержка замка.
• Цилиндр.
• поршень.

Скважинная насосная установка находится под напряжением, поэтому для изготовления деталей различных типов штанговых насосов или насосов ШР необходимы высоколегированные стали. От этих материалов зависит продолжительность и надежность полезного использования насосного оборудования. Плотность их посадки гарантируется высокой точностью выпуска деталей для насосов. Это относится и к резьбовым соединениям. Все элементы установки полностью взаимозаменяемы. Среди основных элементов его конструкции предусмотрен участок земли, состоящий из следующих звеньев, а именно:

• Столбец.
• Цепь с натяжным винтом.
• Противовес с упором.
• Подвеска (канат, устьевая штанга).
• Узел веревочных блоков.
• Соединительная шестерня.
• Ведомые и ведущие звездочки.
• Ограничитель спуска веревки.
• Забор и дверь купе.
• Крышка ременного привода.

Конструкция насосной установки с электродвигателем и станцией управления предусматривает несколько узлов:

• техническое обслуживание ведомой звездочки;
• редуктор;
• веревочные блоки;
• передний поворотный.

Оборудование имеет комплекс, представляющий собой наземную часть установки, которая называется насосной установкой. Элементы этой конструкции оставались неизменными долгие годы. Установка с дифференциальным механизмом преобразования и редуктором снабжена клиноременной передачей, что позволяет осуществлять привод насосного агрегата.

Российские компании эксклюзивно производили цепной привод для скважинного насоса. Устройства, пришедшие на смену ручному насосу, с 2002 года до сих пор совершенствуются.

Это интересно: глубинные насосы: принцип работы, разновидности, правила выбора

Принцип действия ШГН

• Принцип работы СРП
• Типы штанговых насосов
• Преимущества и недостатки трубчатых и вставных насосов
• Принцип работы и маркировка штангового насосного агрегата
• Источники:

ШРП предназначены для перекачки жидкости из скважин с температурой не более 130 градусов, обводненностью не более 99% по объему, вязкостью до 0,3 Па*с, содержанием механических примесей до 350 мг/л, свободным газом в потребление не более 25%.

Штанговый насос состоит из неподвижного сплошного цилиндра, подвижного плунжера, всасывающего и нагнетательного клапанов, затвора (для вставных насосов), соединительных и монтажных деталей.

В скважину по ряду подъемных труб спускается плунжерный насос, состоящий из цилиндрического корпуса 1 (цилиндра), внутри которого находится полый поршень 2 (плунжер). В верхней части плунжера установлен нагнетательный клапан 3. В нижней части неподвижного цилиндра установлен всасывающий клапан 4. Плунжер подвешен на цепи насосных штанг 5, которые передают ему возвратно-поступательное движение от специального механизм. (насосный агрегат), установленный на поверхности.

При движении плунжера вверх жидкость из скважины поступает через всасывающий (приемный) клапан в цилиндр насоса, так как давление под плунжером значительно ниже, чем в скважине. При движении плунжера вниз всасывающий клапан закрывается под действием давления жидкости ниже плунжера и объема жидкости в цилиндре через полый канал плунжера и открытый нагнетательный клапан, который открывается за счет давления жидкости под плунжером и полым плунжерным каналом она входит в стояки.

При непрерывной работе насоса жидкость заполняет объем стояков, а затем выходит на поверхность.

Наиболее распространены насосы двух типов: вставные и не вставные (трубные).

Насосы штанговые используются для откачки жидкости из глубоких скважин. В большинстве случаев при добыче нефти используется штанговый насос.

В поршне штангового насоса установлен обратный клапан, пропускающий жидкость в одном направлении.

Запирающим элементом представленного клапана является шар.

Когда поршень движется вниз, шарик движется вверх, клапан открывается, и жидкость проходит через поршень.

При движении поршня вверх шар прижимается к седлу, клапан закрывается под давлением столба жидкости.

Условия использования ШСН

Выпускаемые типы штанговых насосов для скважин осуществляют подъем жидкостей. Государственный стандарт предусматривает деление трубных цепей по способу крепления на 2 вида:

• Дополнение (NSV).
• Не вставлен (NSN).

Трубчатый насос или ГСН с седлом ВК (клапан всасывающий) снабжен цилиндром, который опускается в скважину по трубопроводу. Плунжер, предусматривающий наличие клапанов, перед всасыванием должен опуститься в скважину, а затем войти в цилиндр. Делается это с помощью стержней. Для обеспечения соединения плунжеров агрегатов с шарами клапанов всасывающего типа применяют специальные штоки.

Недостатком ГСН является не только сложность процесса сборки, но и длительное время подъема устройства на поверхность. Решать дизайнерские задачи сложно. Вставные насосы собираются на поверхности, после чего опускаются под землю на штангах в колонны насосно-компрессорных труб на определенную глубину скважины.

Трубчатый скважинный насос требует при подъеме насосного цилиндра установки из недр извлекать его целиком. Это состояние считается основным отличием ХСН от ГРС. Вставные насосы увеличивают скорость перфорационных работ в 2-2,5 раза, облегчая работу рабочих, выполняющих ремонт скважин.

Подключаемый насос имеет меньшую производительность, чем неподключаемый насос. Это связано с наличием труб определенного диаметра. Спуск НСВ осуществляется на тягах, а усиление или уплотнение элемента при наличии посадок — на опоре цилиндрового замка. Он должен попасть в трубу.

Подъем насоса из нефтяной скважины с помощью НСВ должен производиться одновременно с выносом штанговой колонны на значительную глубину опускания. Операция NSV проводится, если скважина имеет низкий дебит. Движение поршня ГСН вертикальное, так как спуск и подъем осуществляются через штоки.

Типы штанговых насосов

Существует два основных типа штанговых насосов:

• затыкать
• трубка (не вставлена)

 

Трубный штанговый насос

Плунжер насоса перемещается во втулке, прикрепленной к трубной цепи. Муфта устанавливается в колодец вместе с трубами, кроме того, снять ее можно только вместе с трубами.

 

На плунжере расположен обратный клапан 1. Другой клапан 2 прикреплен к днищу втулки.

При движении плунжера вниз клапан 1 открывается, пропуская жидкость из скважины в полость над плунжером, клапан 2 в это время закрыт.

При движении плунжера вверх клапан 1 закрывается, плунжер перемещает жидкость вверх по скважине. Клапан 2 в это время открыт, пластовый флюид заполняет полость скважины.

Вставной штанговый насос

Плунжер и втулка вставного штангового насоса размещаются на уже установленной колонне труб.

 

При движении плунжера вниз клапан 1 открывается, пропуская через себя жидкость, клапан 2 закрывается.

Когда плунжер движется вверх, клапан 1 закрывается, позволяя жидкости течь обратно, жидкость поднимается в скважину. Клапан 2 в это время открыт, пластовая жидкость протекает под плунжером.

Насосы для нефти. Основные виды

Масляные насосы бывают следующих типов:

1. глубинные штанговые насосы (ШР);
2. стержневой винт;
3. электроцентрифуга (ЭЦН);
4. винт;
5. диафрагмальный;
6. гидропоршень;
7. ствол;
8. многофазный;
9. струя;
10. ламинат

Далее мы кратко рассмотрим предыдущие дополнения.

Штанговые глубинные насосы для добычи нефти (ШГН)

Эти механизмы представляют собой трехмерные устройства. Они используются для подъема извлекаемого из скважины сырья, создавая так называемую депрессию (перепад давления между продуктивным пластом и забоем шахты). Многие из вас видели такие насосы в кино и по телевидению (знаменитые «масляные насосы»).

Штанговый насос включает в себя блок цилиндров, плунжеры, клапаны, специальные крепления, штоки, шток, переходники и т.д. Эти насосные агрегаты используются более чем на половине эксплуатируемых в настоящее время нефтяных месторождений.

Большая популярность данного типа масляного насоса обусловлена ​​следующими несомненными характеристиками качества и производительности:

• высокий КПД при эксплуатации;
• легкость, удобство и неприхотливость ремонтных работ;
• возможность использования различных типов дисков;
• возможность использования даже в экстремальных условиях (например, при высокой концентрации механических примесей; повышенном содержании газов в извлекаемом продукте; при перекачке сырья с высокой коррозионной агрессивностью).

Штанговые винтовые насосы для нефтедобычи

Этот тип штанговой установки обычно используется при механизированной эксплуатации добывающих скважин в случаях добычи тяжелых сортов нефти, а также мелющих и вязких жидкостей.

К основным преимуществам данного типа установки относятся: отсутствие изолированных газов и вполне доступная для данного типа агрегата стоимость.

Электроцентробежные добывающие насосы (ЭЦН)

Несмотря на то, что количество скважин, оснащенных такими установками, значительно меньше по сравнению с ШГН, по объему извлекаемого сырья с помощью электроцентробежных насосов они значительно превосходят штанговые насосы. Достаточно сказать, что с помощью ЭЦН в нашей стране добывается около 80 процентов всего российского «черного золота».

Если кратко описать это устройство, то это обычный насосный механизм, снабженный электроприводом (разве что, в отличие от штока, у него нет шлифованной части, он длинный и тонкий). ЭЦН доказали свою эффективность при работе в средах, характеризующихся повышенной коррозионной активностью. К таким насосным агрегатам относятся:

1. погружной насосный агрегат, состоящий из самого насоса и электропривода с гидрозащитой;
2. кабельная линия, соединяющая электродвигатель с трансформаторной подстанцией;
3. центральный контроль и регулирование работы установки.

Погружные электронасосы центробежного типа имеют существенные преимущества по сравнению с глубинными насосами, а именно:

• простое наземное оборудование;
• возможность производства больших объемов сырья (до 15 тысяч кубометров в сутки);
• возможность его использования в скважинах, глубина которых превышает 3 тысячи метров;
• длительный (от 500 дней до двух-трех лет и более) период времени эксплуатации агрегата без ремонтных работ;
• возможность проведения необходимых исследовательских работ в скважинах без необходимости подъема насосной установки на поверхность;
• более простые и менее трудоемкие способы удаления парафиновых отложений, образующихся на стенках труб (трубопроводов).

Кроме того, электроцентробежные насосные агрегаты могут применяться на больших глубинах и в наклонных добывающих скважинах (вплоть до горизонтальных), а также на горных работах с высокой степенью обводненности, в средах с повышенным содержанием йодоброма в воды., с высокой степенью минерализации пластовой воды и для поднятия на поверхность кислых и солевых растворов.

Кроме того, существуют модификации ЭЦН для раздельной одновременной работы на нескольких продуктивных горизонтах в пределах одной скважины. В некоторых случаях такие установки также используются для закачки минерализованной пластовой воды в нефтяной пласт для поддержания необходимого пластового давления.

Винтовые насосы для нефтедобычи

Такая конструкция насоса применяется, как правило, для добычи высоковязкой и тяжелой нефти с большим количеством механических примесей (например, песка), а также для перекачивания жидкостей с высоким уровнем вязкости.

Этот тип маслонасосной установки имеет следующие преимущества:

№Полезная информация

а	позволяют перекачивать тяжелые и вязкие сорта сырой нефти
два	возможность перекачки большого количества песка
3	устойчив к большим объемам попутных свободных газов
4	иметь хорошую защиту от абразивного износа
пять	имеют малый коэффициент образования эмульсии
6	относительно низкая стоимость оборудования
7	кусок утрамбованной земли

Винтовые насосы

Диафрагменные нефтяные насосы

Также, как и стержень, они относятся к объемным устройствам. В основе конструкции такого агрегата лежит специальная диафрагма, предохраняющая извлекаемые продукты от попадания в другие части насосного механизма. Мембранный насос состоит из колонны подачи масла, нагнетательного клапана, осевого прохода, цилиндрической пружины, цилиндра, поршня, кронштейнов, электропровода и т.д.

Такие насосные агрегаты, как правило, применяются на месторождениях, где добываемая нефть содержит большое количество механических примесей. К основным достоинствам такой конструкции можно отнести простоту монтажа и последующей эксплуатации.

Насосы гидропоршневые

Они предназначены для откачки пластовой жидкости из скважины. Гидравлические поршневые агрегаты применяются в тех случаях, когда в добываемом сырье отсутствуют механические примеси.

К таким сооружениям относятся: скважинный насос, погружной электродвигатель, канал, по которому поднимается нефть и вода, наземная энергетическая установка, система подготовки рабочей среды. В процессе добычи с помощью таких агрегатов поверхность уходит в нефть вместе с извлекаемой водой.

Основными преимуществами гидравлических поршневых насосов являются:

• возможность в значительной степени вносит изменения в его основные характеристики;
• простота и удобство использования;
• возможность проведения подземных ремонтных работ без особых трудозатрат;
• их можно использовать в колодцах с наклонным колодцем.

Магистральные нефтяные насосы

Его основное назначение – перекачка добываемого сырья или нефтепродуктов по промысловым, техническим и магистральным трубопроводам.

Эти агрегаты могут обеспечивать высокое давление, чтобы гарантировать перекачку транспортируемого сырья. Его основными отличительными чертами являются экономичность процесса эксплуатации и высокая степень надежности.

Мультифазные перекачивающие насосы

Такие установки состоят из двух основных узлов: корпуса и роторной системы и служат для перекачки нефти и нефтепродуктов по системе магистральных трубопроводов.

Использование данного типа установки позволяет:

• уменьшить нагрузку на устье проема;
• уменьшить количество используемого оборудования;
• повысить эффективность использования выбрасываемых газов;
• повысить рентабельность эксплуатации удаленных месторождений.

Мультифазные насосы для нефти и производных

Струйные нефтяные насосные установки

Это самые современные и перспективные объекты для нефтяной отрасли. Его применение поможет вывести технологию эксплуатации нефтяных месторождений на более высокий уровень.

В состав таких объектов входят: механизм подведения итогов рабочей среды. Активное сопло, канал подачи жидкости для впрыска, камера вытеснения и диффузор.

В настоящее время насосные агрегаты данного типа приобретают все большую популярность благодаря простоте конструкции, отсутствию в ней подвижных элементов, высокой степени прочности и надежности работы даже в экстремальных условиях эксплуатации, таких как высокая концентрация механических воздействий примеси в рабочей среде, высокое содержание свободных газов в добываемом сырье, высокие температуры окружающей среды и агрессивность рабочей жидкости.

Струйные установки насосного типа могут обеспечивать:

• стабильность устройства;
• свобода регулирования забойного давления;
• оптимальная работа агрегата при неконтролируемом изменении таких параметров, как степень обводненности, пластовое давление и т.п;
• более легкий и быстрый ввод добываемого сырья;
• быстрый выход на оптимальный режим работы после остановки скважины;
• эффективное использование выделяющихся свободных газов;
• предотвращение перетока в кольцевом пространстве;
• быстрый процесс охлаждения электродвигателей погружного типа;
• стабильность в текущей зарядке устройства;
• повышение эффективности установки по добыче нефти.

Использование таких насосных агрегатов позволяет обеспечить более качественную и быструю добычу нефти.

Пластинчатые насосные установки

Эти насосы включают в себя:

• кейс с крышкой;
• приводной вал с подшипниками;
• рабочий комплект, состоящий из распределительных дисков, ротора, статора и плиты.

Насосы пластинчато-роторные (крыльчатые) ПН

К основным преимуществам плитных агрегатов можно отнести:

• высокое сопротивление;
• хорошая надежность;
• высокая степень эффективности добычи нефти;
• хорошее выступление;
• высокая износостойкость деталей механизма.

Разновидности устьевого оборудования

Устьевая штанга, представляющая собой специальную штангу, необходима для соединения колонны штанг с подвесным канатом. Имеет полированную поверхность, изготавливается без головок с типом резьбы, предусмотренным стандартом. Для защиты полированного стержня от коррозии проводятся работы по покраске, цинкованию и ингибированию. Функции, выполняемые устьевыми бригадами Национального собрания, следующие:

• обеспечить герметичность кольца;
• удаление продукции скважины;
• подвесная труба.

Насосная установка укомплектована устьевым оборудованием, в том числе:

• Щечная железа. Обеспечивает герметизацию устья устья за счет сальника.
• Тройник. Вкручивается в патрубок трубы, необходим для добычи продуктов из колодца.
• Крест. Позволяет подвесить колонну насосно-компрессорных труб на конус для правильного позиционирования относительно оси ствола скважины.
• Запорная арматура и обратные клапаны.

Для самовыравнивания заливной головки предусмотрен шаровой шарнир. Это гарантируется в случае несоосности сальника и трубы, которые не имеют одинаковых осей. Это важно для предотвращения износа уплотнительной набивки и облегчения замены специальной набивки. Наличие крестовины позволяет спускать приборы в затрубное пространство посредством устьевого патрубка, имеющего клапан.

Комплектация станка-качалки

Среди узлов насосной установки выделяются:

• Рамка.
• Стойка, имеющая форму 4-гранной усеченной пирамиды;
• Балансировочный станок с вращающейся головкой.
• Ригель с шатунами.
• Редуктор

Полный комплект SC включает в себя набор шкивов, которые позволяют изменять число колебаний путем незаметного регулирования. Замена и натяжение ремней двигателя осуществляется достаточно быстро с помощью вращающихся салазок-рам. Насосный агрегат смонтирован на раме, установленной на железобетонном основании. Для фиксации балансира насоса используется шкив, который называется тормозным барабаном. Напор обеспечивает пропуск насосной установки в процессе ремонта подземной скважины.

Движение по дуге, осуществляемое головкой балансира, предполагает ее соединение со штангами и устьевым штоком за счет гибкого тросового подвеса, регулирующего зацепление плунжера насоса в цилиндре ЦГ. Амплитуда перемещения головки балансира регулируется изменением сочленения кривошипа с шатуном относительно оси вращения. Перемещение грузов на балансире приводит к уравновешиванию действия насосной установки. Процесс рассматривается как балансировка, вращательная балансировка или комбинированная балансировка стержня.

Основные разновидности

В зависимости от конструкции штанговые насосы бывают:

• затыкать;
• не вставлен.

Спуск в скважину вставных штанговых насосов, а также их извлечение осуществляется в собранном виде. Для выполнения такой операции плунжер помещается внутрь цилиндра, а вся конструкция из насосных штанг опускается на вал.

Подключаемые SRP также делятся на два типа устройств:

• подключаемые насосы с верхним расположением замка (HB1);
• насосы, замок которых расположен в нижней его части (НВ2).

Вставные устройства применяются в основном для обслуживания очень глубоких скважин, которые также характеризуются небольшим расходом откачиваемой из них жидкой среды. Применение таких насосов ШРП, для снятия которых достаточно поднять штоки, с которыми соединяется вся конструкция насоса, значительно упрощает ремонт скважины в случае необходимости.

Для размещения штангового насоса вставного типа в скважину необходимо выполнить более сложные действия. Сначала в скважину помещается цилиндр, для чего используется труба, и только потом с помощью штоков в уже установленный цилиндр опускается плунжер с клапанами. Демонтаж такого штангового насоса также осуществляется в два приема: сначала из цилиндра насоса вынимается плунжер с клапанами, а затем из скважины поднимается цилиндр с трубой.

Неподключаемые устройства также делятся на несколько категорий:

• агрегаты насосные без коллектора (НН);
• насосы глубинные невстраиваемые с грейферной штангой (НН1);
• насосы невставные с коллектором (НН2).

Среди перечисленных выше видов неподключаемой аппаратуры наиболее популярны устройства, оснащенные ресивером (НН2). Большая популярность последних объясняется тем, что механизм их опорожнения имеет простую конструкцию, а соответственно и более надежную работу.

Выбор оборудования той или иной модели осуществляется в зависимости от конкретных условий эксплуатации, а также характеристик жидкой среды, которую планируется перекачивать с его помощью.

Отдельные модели станков

Специалист, который занимается заказами оборудования для нефтедобычи, должен хорошо знать его отдельные модели и их основные характеристики. Несмотря на то, что каждое устройство этого типа рассчитано на долгие годы эксплуатации, действующие рыболовные хозяйства время от времени модернизируют оборудование и приобретают более современные виды. Рассмотрим некоторые модели насосных агрегатов, сравнив их особенности и характеристики.

Качалки СК

Насосный агрегат СК, распространенный в нефтяной промышленности, представляет собой скважинный насос с отдельным приводом. Во время работы насос опускается в обсадную трубу скважины и к нему крепится специальная приводная штанга. Стержень состоит из колонны отдельных стержней, что обеспечивает необходимую длину.

Как и в других классических вариантах горно-насосного оборудования, вращение электродвигателя машины преобразуется кривошипом в поступательное движение штанговой колонны. Два варианта насосных агрегатов SK изготавливаются со своим отдельным номером типоразмера. Устройства СК имеют семь типоразмеров, а СКД шесть.

Основные отличия насосных групп СКД и СК заключаются в следующем:

• асимметрия кинематической схемы преобразования и более высокое кинематическое отношение преобразования;
• уменьшенные габаритные размеры;
• расположение редуктора непосредственно на раме машины.

В установках СК применяются трехфазные электродвигатели асинхронного типа во влагостойком исполнении в искробезопасном корпусе. В зависимости от модификации машины могут применяться двигатели мощностью от 4 до 40 кВт.

Тормозной механизм машины включает в себя две колодки, правую и левую, он предназначен для фиксации машины в нужном положении в момент ее остановки.

Качалки СКДР

Более совершенной моделью семейства СК является насосный агрегат СКДР. Устройство развивает тяговое усилие 60 кН при длине стержня от 1,2 до 3 м. В устройстве используется редуктор типоразмера Ц2НШ-450-28 или Ц3НШ-450-28.

Машины СКДР применяются для откачки нефти из скважин с усилием на бар до 80 000 Н. Они разработаны с учетом последних достижений отечественного и зарубежного машиностроения. Основные элементы кинематики машин выполнены с учетом всех требований ГОСТ на нефтедобывающее оборудование.

Частота колебаний установки СКДР регулируется в пределах от 1,7 до 11,8 в минуту и ​​зависит от передаточного числа редуктора, установленного на раме машины. Мощность двигателя качалки может быть от 5,5 до 22 кВт в зависимости от передаточного числа редуктора.

Полная масса установки СКДР составляет 13 100 кг, а ее габариты составляют 7200х6350х3100 мм.

Качалки ПШГН

Приводная часть глубинного нефтяного насоса ступенчатого типа или насосной установки ПШГН через систему штанг передает движение напора на плунжер насоса, расположенный в глубине обсадной колонны скважины. Балансировочная головка аппарата соединена со штоком насоса подвесным тросом.

По производительности кресло-качалку ПКШГН можно регулировать, увеличивая или уменьшая количество колебаний в минуту, амплитуду этих колебаний и размер плунжера насоса. Для регулировки длины хода штока необходимо переставить пальцы кривошипно-шатунного механизма в другие отверстия.

Как и все вышеперечисленные маслонасосы, тип ПШГН не является отдельным от них типом, а типом основного механизма установки добычи нефти.

Достоинства и недостатки цепного привода

Модель ПК-80х6.1 в нашей стране производит ОАО «Ижнефтемаш». Отечественное оборудование создано на базе разработки американской компании Weatherford под названием Rotaflex. Конструкция агрегата оснащена рамой, которая размещена на отдельном основании. В процессе сборки оборудования на раму устанавливаются следующие детали:

• электрический двигатель;
• редуктор;
• приводной ремень;
• ведущая и ведомая звездочки;
• тележки с противовесом;
• стержневые столбы.

Для соединения элементов используются гибкие звенья неразрезного типа. В нефтяной промышленности широко применяются не только балансирные передачи, считающиеся традиционными, но и дебалансные передачи, т е цепные передачи. К преимуществам цепной передачи скважинного штангового насоса можно отнести следующее:

• Размеры дебалансных приводов и их масса меньше зависят от длины хода, чем параметры этих элементов насосного агрегата балансирного типа.
• Скорость перемещения штоков цепного привода в части хода меньше параметра скорости подъема колонны за цикл для насосных агрегатов балансировочного типа в 1,6-1,7 раза.
• Повышается производительность оборудования и снижаются энергозатраты на подъем продукции из скважины.
• Коэффициент использования мощности (КИМ) повышен, так как нагрузка электродвигателя на привод штангового насоса равномерна.

Нагрузки различных видов, падающие на штанги, снижаются в бесшумном режиме прокачки жидкости в скважину с длинным ходом. Эти преимущества позволяют выровнять следующие виды показателей, характеризующих работу оборудования:

• перекачка состава, имеющего высокую степень вязкости;
• количество аварий, произошедших со штангами;
• износ труб, в том числе стержней;
• коэффициент заполнения скважинного насоса;
• долговечность и производительность устьевого кабельного ввода.

При всей надежности устройства балансировочный узел имеет следующие недостатки:

• Короткий срок службы шестерни.
• Разрушение деталей, из которых состоит трансформирующий механизм.
• Сложная перестановка шатунных пальцев.
• Высокий уровень трудоемкости движения товара при достижении его равновесия.
• Массовый дисбаланс.
• Важность наличия фундамента для установки, которая имеет высокую стоимость.

Модификации насосов российского производства отличаются параметрами подключения.

Как читать маркировку

Чтобы определить, к какой категории относится глубинный штанговый насос, а также узнать, какими характеристиками обладает такое устройство, достаточно расшифровать его марку. Такой знак, расшифровка которого не представляет особой сложности, выглядит так:

ХХХ Х – ХХ – ХХ – ХХ – Х

Буквы и цифры, присутствующие в таких знаках, последовательно указывают на следующие параметры:

• тип штангового насоса, который, как указано выше, может относиться к одной из следующих категорий: НВ1, НВ2, НН, НН1, НН2;
• тип конструкции цилиндра и конструктивные особенности устройства в целом;
• условный диаметр плунжера, измеряемый в мм (современные модели штанговых насосов по этому параметру могут относиться к аппаратам следующих категорий: 29, 32, 38, 44, 57, 70, 95 и 102 мм);
• максимальный ход, который может сделать плунжер (чтобы узнать, сколько перемещается плунжер в мм, значение на отметке нужно разделить на сто);
• напор в м вод ст., которое способна обеспечить представленная глубинная бомба (данное значение в марке также необходимо разделить на сто);
• посадочная группа (в зависимости от степени увеличения расстояния между плунжером и внутренними стенками цилиндра рассматриваемые устройства могут соответствовать одной из следующих посадочных групп: 0, 1, 2, 3).

Конструктивные элементы насосной установки

Вставные и невставные штанговые насосы имеют аналогичную конструкцию. Ваша схема включает в себя следующие элементы:

• качалка;
• стержни;
• тройник;
• уплотнения;
• фундамент;
• подвесная труба;
• значения.

Принцип работы насосного агрегата предполагает следующее. Наличие защитного устройства на входе в насос обеспечивает использование газового или песчаного фильтра. Это позволяет создать новый тип установки SHSN с разными дисками:

• повязка на голову;
• цепь;
• веревка и т д

Крутящий момент должен передаваться от двигателя к редуктору, затем он достигает нижней звездочки на ее оси, затем переходит на приводную цепь, преобразующую вращательное движение звездочки в поступательное.

Соединение тяговой цепи с тележкой осуществляется через ролик при наличии груза для сохранения равновесия. Различают несколько групп посадок применяемых насосов, отличающихся величиной зазора между цилиндром установки и плунжером. Чем выше вязкость скважинного флюида, тем больше посадочный бассейн. Производительность установки зависит от конструктивных параметров насосов. Они определяются диаметром элемента конструкции плунжера и соответствующей длиной хода этой детали:

• от 29 до 57 мм, от 1,2 до 6,0 м — для НСВ;
• от 32 до 95 мм, от 0,6 до 4,5 м — для ХСН.

Обозначение ХСН2-32-30-12-0 можно расшифровать следующим образом:

• 0 — отображение десантной группы;
• 12х100 — максимально возможная глубина спуска насосного оборудования (м);
• 30х100 — длина хода плунжера насоса (мм);
• 32 — значение диаметра плунжера (мм).

Назначение штанговой насосной штанги, представляющей собой штангу, снабженную штанговым насосом, заключается в передаче возвратно-поступательного движения устройства по схеме плунжерного насоса. Насосная штанга снабжена на концах утолщенными головками, сечение ее круглое.

Для создания стержней требуются только легированные стали. Длина штоковых конструкций для нормальных условий эксплуатации должна быть 8 м. Длина штоковых колонн регулируется с учетом посадки плунжера в цилиндре. Оборудование предполагает наличие укороченных ножек или стержней, длина которых может быть: 1, 1,2, 1,5, 2 и 3 м.

Муфты необходимы для соединения шатунов. Отечественные компании выпускают насосные стеклопластиковые штанги, которые отличаются высокой коррозионной стойкостью. В результате потребление энергии снижается до 20 %.

 

Характеристики станков-качалок

Технологи анализируют широкий спектр технических и эксплуатационных параметров, которые приводят к выбору той или иной машины. В частности, оцениваются нагрузка на шток, длина хода, габариты редуктора, крутящий момент, диапазон частот колебаний и т.д.

Одной из основных характеристик насосных групп является мощность электродвигателя. Таким образом, типичные масляные насосы выполняют свои обязанности, пока приложено усилие 20-25 кВт. Более глубокий анализ параметров также учитывает тип ремня, диаметры шкивов и характеристики тормозной системы. При этом, кроме оперативных эксплуатационных возможностей, следует учитывать и общие параметры, позволяющие принципиально установить конкретную машину в определенных условиях. Опять же, типичная установка может иметь длину 7 м и ширину 2-2,5 м, а масса часто превышает 10 тонн.

Плюсы и минусы штанговых насосов

По сравнению с другими видами различного насосного оборудования, штанговые насосы имеют определенные преимущества и недостатки.

Преимущества:

1. Высокая эффективность.
2. Простота обслуживания и ремонтных работ.
3. Для его работы можно использовать разные типы двигателей.
4. Может использоваться для обслуживания источников выноса песка, перекачки нефти с газовыми компонентами.

Недостатки:

1. Невозможность использования в колодцах различной глубины. Риск поломки штанги увеличивается с глубиной скважины.
2. Низкий уровень подачи, обеспечиваемый этими насосами.
3. Его нельзя использовать для обслуживания нескольких скважин с большим наклоном и большой степенью кривизны.
4. Его нельзя использовать для сервисных источников горизонтального типа.

Выбор правильной гидравлической буровой установки для глубокого заглубления зависит от многих факторов и параметров, которые в значительной степени влияют на эффективность и долговечность вашего применения.

Как работает нефтяная вышка — Спецтехника

В такой отрасли, как нефтедобыча, одним из основных видов оборудования является кресло-качалка. Сама по себе кресло-качалка является не самостоятельным элементом оборудования, а одним из основных элементов штангового насосного аппарата, через который осуществляется забор, а точнее, перекачка нефти.

Устройство нефтяной качалки

Само масляное коромысло играет роль механического привода в данном нефтедобывающем оборудовании.

Такое оборудование, как масляный насос, всегда изготавливается строго по ГОСТу, а в РФ типовых насосов тринадцать, разница в размерах.

Установка кресла-качалки осуществляется на фундаментное основание, возводимое специально для этой цели, как правило, из бетона.

Кроме того, эта база оборудована стеллажом, платформой и станцией управления.

В общем, принцип работы масляного коромысла более или менее похож на принцип работы велосипедного насоса, который работает по принципу взаимного обмена.

Во время работы, выполняя эти действия, масляный насос производит преобразование жидкости через насос, которая проходит вверх.

Принцип работы нефтяной качалки

Все происходит по следующему принципу. С помощью электрической энергии работает двигатель, который в свою очередь приводит весь механизм в рабочее положение.

Начинается вращение механических частей масляного насоса, за счет чего элемент баланса начинает совершать движение, подобное движению качелей. Подвеска, на которой находится шток устьевого типа, начинает совершать возвратно-поступательные движения.

Таким образом, энергия, поступающая через штанговые элементы, доставляется к штанговому насосу, что, в свою очередь, позволяет ему улавливать нефть из недр земли.

Станция, управляющая всем механизмом, выглядит так. Это коробчатый блок, который буквально напичкан электроникой внутри.

Поэтому для управления этой установкой не требуется никаких силовых или ручных действий, все управление осуществляется нажатием клавиш и выбором нужной программы.

Разновидности нефтяных качалок

Сегодня среди разновидностей маслонасосных кресел есть и кресло-качалка, работающая посредством бесштангового насоса.

В этом случае нефть перекачивается с помощью насоса погружного типа. То есть действием электродвигателя, который запускает насос и таким образом выполняет всю работу.

Этот тип насоса имеет широкий рабочий диапазон и может работать в четырехстах режимах.

Таким образом, видно, что производительность данного типа оборудования имеет достаточно высокий уровень.

Для возможности использования этого типа насоса во всех его модальностях требуется дополнительная мощность, что достигается подключением к установке дополнительного трансформаторного устройства.

Поэтому с помощью этого оборудования можно поднять уровень напряжения до предела в две тысячи вольт.

Управление этой станцией осуществляется вручную или посредством работы автоматической системы, если установлены специальные режимы, работающие автоматически.

Однако наибольшей популярностью по-прежнему пользуются стержневые коромысла, так как при их использовании происходит значительная экономия электроэнергии, которая требуется гораздо меньше за счет работы масляного насоса механическим способом.

Также этот метод является наиболее проверенным и дает хорошие результаты по производительности.

Кроме того, эта база оборудована стеллажом, платформой и станцией управления. В общем, масляные коромысла имеют более-менее похожий принцип работы…

Кроме того, буровые долота можно разделить по таким параметрам, как способ воздействия на горные породы, это долота-дробилки…

Общий принцип работы любого бурового насоса таков: через передачу от электродвигателя на главный вал, который снабжен кривошипно-шатунным механизмом с шатунами, соединенными траверсой, передается вращательное движение. Кривошипно-шатунный механизм и шатуны совершают вращательное движение вала, возвратно-поступательные движения крейцкопфа, а также шатуна и поршня…

Однако большое значение в развитии нефтедобычи имеет не только люди, но и качественное оборудование для бурения скважин, ведь добраться до нефти – задача не из легких, и без Специализированной Бригады человеку не обойтись. Обычно для этих целей используются различные буровые установки разных размеров…

Как добывают нефть в море: как создаётся и работает морская нефтяная платформа

Морская добыча нефти вкупе с разработкой сланцевых и трудноизвлекаемых запасов углеводородов со временем вытеснит разработку традиционных месторождений «черного золота» на суше из-за истощения последних. При этом добыча сырья в морских акваториях осуществляется в основном трудоемкими и дорогостоящими методами, при этом привлекаются сложнейшие технические комплексы — нефтяные платформы

Специфика добычи нефти в море

Сокращение запасов традиционных наземных нефтяных месторождений вынудило ведущие компании отрасли направить свои усилия на разработку богатых морских месторождений. Ранее Пронедра писал, что толчок к развитию этого продуктивного сегмента пришелся на 1970-е годы, после того как страны ОПЕК ввели нефтяное эмбарго.

По единодушным оценкам специалистов, предполагаемые геологические запасы нефти, находящиеся в осадочных слоях морей и океанов, достигают 70% всего мирового объема и могут составлять сотни миллиардов тонн. Около 60% этого объема приходится на шельфовые участки.

На сегодняшний день половина из четырехсот мировых нефтегазоносных бассейнов охватывает не только континенты на суше, но и простирается над шельфом.

Сейчас разрабатывается около 350 месторождений в разных зонах Мирового океана.

Все они расположены в пределах платформенных площадей, а добыча ведется, как правило, на глубине до 200 метров.

Высокая сейсмичность, айсберги, ледяные поля, цунами, ураганы и смерчи, вечная мерзлота, сильные течения и большие глубины зачастую являются препятствиями для эффективной работы в море.

Быстрому развитию морской добычи нефти также препятствует высокая стоимость оборудования и работ по разработке месторождений.

Количество эксплуатационных расходов увеличивается по мере увеличения глубины добычи, прочности и мощности пород, а также удаленности месторождения от береговой линии и сложности рельефа дна между зоной добычи и береговой линией, где прокладываются трубы. Серьезные затраты также связаны с проведением мероприятий по предотвращению утечек масла.

Стоимость одной только буровой установки, предназначенной для работы на глубине до 45 метров, составляет 2 миллиона долларов. Оборудование, рассчитанное на глубину до 320 метров, может стоить от 30 до 113 миллионов долларов.

Отгрузка добытой нефти на танкер

Эксплуатация мобильной буровой установки на глубину до пятнадцати метров оценивается в 16 тысяч долларов в сутки, 40 метров – в 21 тысячу долларов.

, самоходная платформа при использовании на глубинах 30-180 метров — 1,5-7 млн ​​долларов.

Стоимость разработки морских месторождений делает их рентабельными только в тех случаях, когда задействованы большие запасы нефти.

Также следует отметить, что себестоимость добычи нефти в разных регионах будет разной.

Работы, связанные с открытием месторождения в Персидском заливе, оцениваются в 4 миллиона долларов, в морях Индонезии — в 5 миллионов долларов, а в Северном море цены вырастают до 11 миллионов долларов.

Лицензия на разработку морского месторождения также обойдется оператору дорого: ему придется заплатить в два раза больше, чем разрешение на разработку участка на суше.

Типы и устройство нефтяных платформ

При добыче нефти с месторождений Мирового океана операционные компании, как правило, используют специальные морские платформы.

Последние представляют собой инженерные комплексы, с помощью которых осуществляется как бурение, так и непосредственная добыча углеводородного сырья с морского дна.

Первая морская нефтяная платформа была спущена на воду в американском штате Луизиана в 1938 году. Первая в мире непосредственно морская платформа под названием «Нефтяные камни» была введена в эксплуатацию в 1949 году на Каспии Азербайджана.

Основные типы платформ:

• стационарный;
• свободно фиксируется;
• полупогружные (разведка, бурение и добыча);
• самоподъемные буровые установки;
• с расширенными опорами;
• плавающие залежи нефти.

Плавучая буровая установка с выдвижными опорами «Арктика»

Различные типы платформ можно встретить как в чистом, так и в комбинированном виде. Выбор того или иного типа платформы связан с конкретными задачами и условиями разработки месторождений. Использование различных типов платформ в процессе применения основных технологий морской добычи будет рассмотрено ниже.

Конструктивно нефтедобывающая платформа состоит из четырех элементов: корпуса, якорной системы, палубы и буровой платформы. Корпус представляет собой треугольный или четырехугольный понтон, установленный на шести колоннах.

Конструкция остается на плаву за счет того, что понтон наполнен воздухом. На палубе бурильные трубы, краны и вертолетная площадка.

Башня непосредственно опускает бур на морское дно и поднимает его по мере необходимости.

1 — буровая платформа; 2 — вертолетная площадка; 3 — анкерная система; 4 — корпус; 5 — крышка

Комплекс удерживается на месте системой анкеровки, включающей девять лебедок по бокам платформы и стальные тросы. Вес каждого якоря достигает 13 тонн.

Современные платформы стабилизируются в заданной точке не только с помощью анкеров и свай, но и передовых технологий, в том числе систем позиционирования.

Платформа может швартоваться на одном и том же месте несколько лет, вне зависимости от погодных условий на море.

Бур, управляемый подводными роботами, собирается секциями. Длина одной секции, состоящей из стальных труб, составляет 28 метров. Сверла выпускаются с достаточно широким диапазоном мощностей. Например, бурение платформы EVA-4000 может включать до трехсот участков, что позволяет углубить 9,5 километров.

Как обслуживается качалка нефтяная?

Для работы с насосными агрегатами конструкторы предусматривают специальные механизмы. Например, для обслуживания траверсы с балансиром монтируется специальная платформа с приводными системами. Операторы могут управлять параметрами со съемной балансировочной опоры, встроенной в корпус машины. Кинематика системы привода обеспечивает оптимальное движение головы и при необходимости может быть отрегулирована для быстрого движения вниз. При этом важно прямо разделить функции операторов и персонала, осуществляющего техническое обслуживание маслонасосов в процессе эксплуатации. Если первые посвящены регулированию подъема нефти.