Принцип работы и схема глубиннонасосной эксплуатации

Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми глубинными насосами является наиболее распространенным способом добычи нефти. На нефтедобывающих площадях Советского Союза около 80% всего действующего фонда скважин эксплуатируются глубинными насосами. Такому широкому внедрению глубиннонасосного способа добычи нефти благоприятствуют небольшие затраты при его осуществлении, позволяющие экономически выгодно эксплуатировать даже очень малодебитные скважины (с дебитом менее 1 т/сут), а также простота оборудования и обслуживания скважин.

За последние годы глубиннонасосное оборудование значительно усовершенствовано, созданы установки различных грузоподъемности и производительности.

Современными штанговыми глубиннонасосными установками можно добывать нефть с глубин до 3000 м, а также эксплуатировать скважины с дебитом жидкости от долей тонны до нескольких сотен тонн в сутки.

В большинстве случаев глубиннонасосную эксплуатацию применяют в малодебитных и среднедебитных скважинах.

Глубинный штанговый насос представляет собой плунжерный насос специальной конструкции, приспособленный для работы в скважинах на большой глубине. Привод насоса осуществляется с поверхности через колонну специальных штанг. Поэтому такие насосы называются глубинными штанговыми насосами.

Глубиннонасосная установка (рис. 96) состоит из насоса, находящегося в скважине, и станка-качалки, установленного на поверхности у устья скважины. Цилиндр 1 насоса укреплен на конце спущенных в скважину насосно-компрессорных (подъемных) труб 4, а плунжер 2 подвешен: на колонне штанг 3. Самая верхняя штанга соединена с головкой 7 балансира станка-качалки гибкой (канатной или цепной) подвеской.

Колонна насосно-компрессорных труб, по которой жидкость от насоса поднимается на поверхность, заканчивается на устье тройником 5. В верхней части тройника имеется сальниковое устройство 6, предназначенное для предотвращения утечек жидкости вдоль движущегося сальникового штока (т. е. последней верхней насосной штанги), а в средней части — боковой отвод, но которому жидкость из скважины направляется в выкидную линию.

В механизме станка-качалки вращение вала электродвигателя 11 через понижающую трансмиссию передается на вал кривошипов и при помощи кривошипов 10 и шатунов 0 преобразуется в качательное движение балансира 8. Возвратно-поступательное движение точки подвеса штанг и, следовательно, плунжера насоса создается качанием балансира относительно его опоры.

Работа глубинного насоса происходит следующим образом.

При движении плунжера вверх (рис. 97, а) нижний всасывающий клапан под давлением жидкости снизу открывается, и жидкость поступает в цилиндр насоса. В это время верхний нагнетательный клапан закрыт, так как на него действует давление столба жидкости, находящейся в насосно-компрессорных трубах.

При движении плунжера вниз (рис. 97, б) нижний всасывающий клапан под давлением жидкости, находящейся под плунжером, закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и жидкость из цилиндра переходит в пространство над плунжером.

Таким образом, при ходе плунжера вверх одновременно происходят всасывание жидкости в цилиндр насоса и подъем ее в насосно-компрессорных трубах, а при ходе вниз — вытеснение жидкости из цилиндра в полость труб. Эти признаки характеризуют глубинный насос как насос одинарного действия. При каждом последующем ходе плунжера в цилиндр поступает почти одно и то же количество жидкости, которая затем переходит в трубы и постепенно поднимается к устью скважины.