Подбор штангового насоса для оптимального отбора жидкости

Скважинный штанговый насос представляет собой одно­плунжерный насос с длинным цилиндром, шариковыми кла­панами и длинным проходным плунжером. При ходе плунжера вверх он нагнетает жидкость, находящуюся между стенками цилиндра и штангами, а в полость под плунжером по­ступает жидкость из скважины. При ходе вниз насос нагнетает (выжимает) объем жидкости, равный объему опускающегося в цилиндр штока, т.е. это насос дифференциального действия.

Скважинные штанговые насосы делятся на трубные (невставные) и вставные. У трубных цилиндр в скважину спускается на трубах, а плунжер и клапаны — на штангах. Вставные насосы спуска­ются в скважину в собранном виде на штангах и фиксируются в нижней части колонны НКТ замком (анкером).

К основным параметрам скважинных штанговых насосов относятся:

1- номинальный диа­метр плунжера (или цилиндра)

2- длина хода плунжера.

Условные диаметры скважинных насосов (плунжеров и цилиндров): 27 (29), 32, 38, 44, 50, 57, 63, 70, 95, 120 мм.

Длина плунжера скважинного штангового насоса выби­рается в зависимости от требуемого напора насоса. Плунжеры длиной:

а) 1200 мм рекомендуется применять до динамического уровня с глубиной до 1200 м;

б) 1500 мм - до 1500 м;

в)1800 мм - 1800 м и более.

Скважинные штанговые насосы имеют:

а) составной (втулочный) цилиндр

б) безвтулочный (цельнометаллический) цилиндр.

Насос с безвтулочным цилиндром (НВ1Б, НВ2Б, НН2Б и др) имеет цельный цилиндр с концевыми резьбами. Переход от втулочного к цельнометаллическому цилиндру позволяет:

а) уменьшить наружный диаметр цилиндра;

б) снизить трудоемкость сборки насоса и изготовления цилин­дра;

в) устраняется возможность сдвига втулок цилиндра при транспортировке, монтаже и эксплуатации насосов.

Насосы с цилиндром без втулок изготавливаются трубными (насосы НН2Б, ННБА и др.) и вставными (насосы НВ1Б, НВ2Б).

Трубные (невставные) скважинные насосы (НН) выполня­ют нескольких типов - НН1, НН2, ННА.

Для эксплуатации скважин с различной геолого-технической характеристикой и различной глубиной подвески насосы в зави­симости от зазора между плунжером и цилиндром имеют 4 группы посадки:

0 — Зазор от 0,000 до 0,045 мм на диаметр;

I —зазор от 0,020 до 0,070 мм на диаметр;

II—зазор от 0,070 до 0,120 мм на диаметр;

III—зазор от 0,120 до 0,170 мм на диаметр (такие насосы изго­товляют по требованию заказчика).

Насосы с тугой пригонкой плунжера, т. е. с группой посадки 0 или I, рекомендуется применять в скважинах с легкой, маловязкой нефтью при значительном глубине подвески насоса. Насосами IIгруппы посадки оборудуется большая часть скважин при самой различной глубине их подвески. Насосы III группы посадки (со слабой пригонкой плунжера) применяют в основном при откачке вязкой нефти, а также в обводнившихся скважинах.

Плунжеры штанговых насосов изготовляют длиной—1200, 1600 или 1800 мм из цельнотянутых стальных труб. Толщина сте­нок плунжера в зависимости от его диаметра составляет от 5 до 9,5 мм. На обоих концах плунжера нарезана внутренняя резьба для присоединения узлов: клапанов, переводников. Наружная по­верхность плунжера шлифуется, покрывается слоем хрома тол­щиной 70 мкм для повышения износостойкости и антикоррозий­ной устойчивости, затем полируется.

Плунжеры изготовляются в трех исполнениях: с гладкой по­верхностью, с кольцевыми канавками на наружной поверхности и с цилиндрической расточкой и фаской на внутренней поверхности (типа пескобрей).

Насосные штанги предназначены для передачи движения от станка-качалки к плунжеру глубинного насоса. Они представляют собой стальные стержни круглого сечения.

Штанги изготовляют диаметром 16, 19, 22 и 25 мм. Средняя длина штанги 8 м, на концах ее высажены утолщенные головки, на которых имеются резьба и участок с квадратным сечением для захвата ключом.

Кроме обычных по длине штанг, заводами поставляются уко­роченные штанги—«метровки» длиной 1000, 1500, 2000, 2500 и 3000 мм. Эти штанги предназначены для регулирования длины колонны штанг в зависимости от глубины подвески насоса и поло­жения его плунжера в цилиндре.

Для соединения колонны штанг с канатной подвеской станка-качалки применяют сальниковые штоки, которые в отличие от обычных штанг изготовляют без головок, но они имеют на концах стандартную резьбу. Длина сальниковых штоков 2600, 4600 и 5600 мм, диаметр 30 и 35 мм.

Выбор насоса осуществляется с учетом состава откачивае­мой жидкости (наличие песка, газа и воды), ее свойств, дебита и глубины его спуска. Диаметр НКТ выбирают в зависимости от типа и условного размера насоса.

Лекция 4