Вопрос 4.13. Схема ШСНУ

Штанговые скважинные насосные установки (ШСНУ) предназначены для подъема пластовой жидкости из скважины на дневную поверхность.

Свыше 60 - 70% действующего фонда скважин оснащены глубинными скважинными насосами. С их помощью добывается в стране около 30% нефти.

В настоящее время ШСНУ, как правило, применяют на скважинах с дебитом до 30...40 м³ жидкости в сутки, реже до 50 м³ при средних глубинах подвески 1000... 1500 м. В неглубоких скважинах установка обеспечивает подъем жидкости до 200 м³/сут.

В отдельных случаях может применяться подвеска насоса на глубину до 3000 м.

Широкое распространение ШСНУ обусловливают следующие факторы:

1) простота ее конструкции;

2) простота обслуживания и ремонта в промысловых условиях;

3) удобство регулировки;

4) возможность обслуживания установки работниками низкой

квалификации;

5) малое влияние на работу ШГНУ физико-химических свойств

откачиваемой жидкости;

6) высокий КПД;

7) возможность эксплуатации скважин малых диаметров.

Установка состоит из:

1. Наземное оборудование:

· привода,

· устьевого оборудования,

2. Скважинное (подземное) оборудование:

· насосных штанг,

· глубинного насоса,

· вспомогательного подземного оборудования,

· насосно-компрессорных труб (НКТ).

Привод предназначен для преобразования энергии двигателя в возвратно-поступательное движение колонны насосных штанг.

В большинстве ШСНУ (рис. 4.21) в качестве привода применяют балансирные станки-качалки. Балансирный станок-качалка состоит:

1. массивный фундамент;

2. рама, на раме смонтированы:

стойка 9, на которой с помощью шарнира укреплен балансир 10, имеющий на одном конце головку 12 на другом - шарнир, соединяющий его с шатуном 7.

3. Шатун соединен с кривошипом 5, укрепленном на выходном валу редуктора.

4. Входной вал редуктора посредством клиноременной передачи соединен с электродвигателем 3.

Головка балансира соединена с колонной штанг с помощью канатной

подвески 13.

Устьевое оборудование I предназначено для:

1) герметизации полированного штока 14 с помощью сальника 21,

2) направления потока жидкости потребителю,

3) подвешивания НКТ,

4) замера затрубного давления и проведения исследовательских работ в скважине.

Рис.4.21. Штанговая скважинная насосная установка:

1 - фундамент; 2 - рама; 3 - электродвигатель; 4 - цилиндр; 5 - кривошип; 6 - груз;

7 - шатун; 8 - груз; 9 - стойка; 10 - балансир; 11 - механизм фиксации головки

балансира; 12 - головка балансира; 13 - канатная подвеска; 14 - полированная штанга;

15 - оборудование устья скважины; 16 - обсадная колонна; 17 - насосно-

компрессорные трубы; 18 - колонна штанг; 19 - глубинный насос; 20 - газовый якорь;

21 - уплотнение полированной штанги; 22 - муфта трубная; 23 - муфта штанговая;

24 - цилиндр глубинного насоса; 25 - плунжер насоса; 26 - нагнетательный клапан;

27 - всасывающий клапан

Колонна насосных штанг II соединяет канатную подвеску насоса с плунжером глубинного насоса. Колонна собирается из отдельных штанг 18. Штанги имеют длину по 8...10 м, диаметр 16...25 мм и соединяются друг с другом посредством муфт 23. Первая, верхняя штанга 14 имеет поверхность, обработанную по высокому классу чистоты, и называется полированной, иногда сальниковой штангой.

Колонна НКТ II служит для подъема пластовой жидкости на поверхность и соединяет устьевую арматуру с цилиндром глубинного насоса. Она составлена из труб 17 длиной по 8...12 м, диаметром 38...100 мм, соединенных трубными муфтами 22.

В верхней части колонны установлен устьевой сальник, герметизирующий НКТ. Через сальник пропущена полированная штанга.

Оборудование устья скважины имеет отвод, по которому откачиваемая жидкость направляется в промысловую сеть.

Глубинный штанговый насос III представляет собой насос одинарного действия. Он состоит из:

цилиндра 24, прикрепленного к колонне НКТ, плунжера 25 соединенного с колонной штанг. Нагнетательный клапан 26 установлен на плунжере, а всасывающий 27 - в нижней части цилиндра.

Ниже насоса при необходимости устанавливается газовый IV или песочный якорь. В них газ и песок отделяются от пластовой жидкости.

Газ направляется в затрубное пространство между насосно-компрессорной 17 и обсадной 16 колоннами, а песок осаждается в корпусе якоря.

Принцип работы. При работе ШСНУ энергия от электродвигателя передается через редуктор к кривошипно-шатунному механизму, преобразующему вращательное движение выходного вала редуктора через балансир в возвратно-поступательное движение колонны штанг. Связанный с колонной плунжер также совершает возвратно-поступательное движение. При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан закрыт давлением жидкости, находящейся над плунжером, и столб жидкости в колонне НКТ движется вверх – происходит откачивание жидкости. В это время впускной (всасывающий) клапан открывается, и жидкость заполняет объем цилиндра насоса под плунжером.

При ходе плунжера вниз всасывающий клапан под действием давления столба откачиваемой жидкости закрывается, нагнетательный клапан открывается и жидкость перетекает в надплунжерное пространство цилиндра.

Откачиваемая жидкость отводится из колонны через боковой отвод устьевого сальника и направляется в промысловую сеть.