Конструкция глубинного штангового насоса

На долю нефти в совокупном мировом энергопотреблении приходится около 40%, и эта цифра, по прогнозам экспертов, останется неизменной до 2020 года. Стабильная доля нефти в мировом потреблении энергоресурсов объясняется тем, что часть производства будет переводиться на природный газ и альтернативные виды топлива. Однако нефть останется ключевым топливом для транспорта и некоторых других секторов экономики, а также важным сырьем для химической промышленности.

Современный процесс добычи нефти можно условно разделить на три этапа:

1. Движение нефти по пласту к скважинам, благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин.

2. Движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности – эксплуатация нефтяных скважин.

3. Сбор нефти и сопутствующих ей газов и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа.

Перемещение жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам называют процессом разработки нефтяного месторождения. Движение жидкостей и газа в нужном направлении происходит за счет определенной комбинации нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, а также их количества и порядка работы.

Важной характеристикой нефтяных скважин является дебит – среднесуточный уровень добычи нефти. По значению дебита (тонны/сутки) различают низкодебитные (до 7 т/с), среднедебитные (от 7 до 25 т/с), высокодебитные (от 25 до 200 т/с) и сверхвысокодебитные (более 200 т/с) нефтяные залежи. По мере извлечения нефти из скважины, она становится все более труднодоступной и дебит скважины падает. Сами насосы состоят из цельного неподвижного цилиндра с удлинителями, подвижного плунжера, нагнетательного и всасывающего клапанов и замка.

Удлинители наворачиваются на цилиндр по одному с каждой стороны. Наличие удлинителей позволяет выдвигать плунжер из цилиндра при работе насоса, при этом предотвращаются отложения на внутренней поверхности цилиндра, что исключает заедание плунжера и создает благоприятные условия при проведении ремонта.

Другим классом насосов для добычи нефти являются бесштанговые насосы. Такие установки содержат скважинный насос и скважинный привод насоса, непосредственно соединенные между собой. Энергия к приводу насоса подводится по кабелю (при электроприводе) или по трубопроводу (при гидро- или пневмоприводе). Структура установки с бесштанговым насосом приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Структурная схема установки с бесштанговым насосом

(ИЭ – источник энергии, ПЭ – преобразовательное устройство, ЛП – линия передачи энергии, СД – скважинный двигатель, СН – скважинный насос, Т – трубопровод, АЭД – асинхронный электродвигатель, ВЭД – вентильный электродвигатель, НКТ – насосно-компрессорные трубы).

Конструкция установки электроприводного центробежного насоса приведена в приложении А на рисунке А.1, где изображены основные детали из которых состоит насос.