Прочие виды бесштанговых погружных насосов

ОКБ по бесштанговым насосам наряду с широко известными по­гружными центробежными электронасосами разработало конструк­ции высоконапорных винтовых и гидропоршневых насосов.

Ведутся изыскания и конструкторские работы по новым типам насосов — вибрационным, диафрагменным и другим. Все эти виды насосов еще не нашли широкого практического применения, по­этому здесь мы ограничимся лишь их кратким описанием.

Винтовые насосы. Винтовой насос, так же как и центробежный, спускают в скважину вместе с погружным электродвигателем на насосно-компрессорных трубах. Вся электрическая часть обеих этих конструкций насосов (поверхностное оборудование, кабель, ПЭД) одинакова. Напор в винтовом насосе создается специальным Винтом, вращающимся в упругой резиновой обойме, охватывающей винт.

Наличие лишь одной подвижной детали (вращающийся винт), простота устройства и обслуживания являются важными преиму­ществами винтовых насосов.

В винтовых насосах производительность может изменяться с из­менением напора, поэтому их характеристика близка к характери­стике центробежных погружных электронасосов. Эти насосы могут быть использованы с большей эффективностью по сравнению с дру­гими видами насосов при эксплуатации скважин с высокой вяз­костью нефти и большими газовыми факторами.

Гидропоршневые насосы. Установка гидропоршневого насоса состоит из подземного и наземного оборудования. В подземное оборудование входят сборка погружного гидропоршневого агре­гата и две колонны насосно-компрессорных труб диаметром 73 114 мм, спущенных концентрически. Наземное оборудование со­стоит из силового насосного агрегата, емкости, арматуры устья сква­жины (специальной головки) и трубопроводов.

Погружной агрегат состоит из поршневого гидравлического дви­гателя двойного действия и поршневого насоса двойного действия. Поршень гидравлического двигателя и поршень поршневого насоса соединены жестким штоком.

Погружной агрегат устанавливают на специальный посадочный конус, предварительно спущенный в скважину на колонне 114-мм насосных труб. Две колонны насосных труб спускают для того, чтобы по одной из них подавать к гидравлическому двигателю ра­бочую жидкость от силового насоса, а по другой добытую и отрабо­танную жидкость подавать на поверхность. Нефть, подаваемая под большим давлением силовым насосом, установленным на поверхности, приводит в действие двигатель и вместе с ним поршне­вой насос. Вышедшая из поршневого по­гружного двигателя нефть смешивается с нефтью, поступающей из скважины в ци­линдр насоса, и возвращается на поверх­ность по кольцевому пространству между 73- и 114-мм трубами. Скважины с незначи­тельным выделением газа могут быть обо­рудованы одной колонной 73-мм труб с пакером.

Гидропоршневой погружной агрегат сбра­сывают в спущенные в скважину 73-мм трубы. Смена погружного агрегата произво­дится без подъема насосных труб. Подни­мают агрегат из скважины под действием рабочей жидкости, которая подается в коль­цевое пространство под агрегат' и выдавли­вает его, поднимая до устьевой головки, где его захватывает ловитель.

В качестве силовых агрегатов приме­няются трехплунжерные горизонтальные насосы производительностью 60 дм³ с /и мак­симальным давлением до 150 -10⁵ Па при 400 двойных ходах в минуту.

Гидропоршневые насосы, находящиеся в эксплуатации, имеют производительность до 20 м³/сут при напоре до 2000 м и до 40 м³/сут при напоре 1000 м.

Вибрационные насосы. Установка вибра­ционного насоса состоит из колонны на­сосно-компрессорных труб, в муфтовых соединениях которой раз­мещены облегченные клапаны, и специального вибратора, уста­новленного на верхнем конце колонны насосно-компрессорных труб.

При помощи вибратора колонне труб непрерывно сообщаются колебания. Возникающие упругие колебания от верхнего конца ко­лонны труб распространяются с различными скоростями: в стали — со скоростью звука, т. е. 5000 м/с, а в откачиваемой жидкости — со скоростью 1000—1500 м/с. В результате резонанса, т. е. при равен­стве частоты внешних колебаний собственной частоте колеблющейся

18 Заказ 2145

системы, различные участки колонны труб то удлиняются, \то сжимаются с достаточно высокой частотой.

Во время колебания колонны труб, конец которой погружен в жид­кость и удлиняется на 10—15 мм с ускорением, превышающим уско­рение свободного падения §, жидкость, приподнимая шарик, дви­жется вверх; при сжатии колонны шарик опускается в седло. При чередовании циклов «удлинение — сжатие» жидкость поступает на поверхность.

Принципиальная схема вибронасосной установки приведена на рис. 136.

Во избежание самоотвинчивания труб вследствие колебаний колонны муфты снабжают стопорными приспособлениями 5.

Вибратор 1 состоит из двух эксцентричных маховиков, враща­ющихся в противоположных направлениях. Встречное движение ма­ховиков обеспечивается зубчатой передачей. Так как маховики вра­щаются навстречу друг другу, эксцентрики перемещаются вниз или вверх одновременно; в горизонтальной же плоскости один дви­жется влево, другой — вправо, чем устраняются горизонтальные колебания и усиливаются вертикальные.

Кроме описанных видов насосов, известны также: диафрагмен-ные насосы, в которых разделительным и исполнительным органом служит диафрагма, приводимая в действие механическим или ги­дравлическим способом; центробежные погружные насосы с приво­дом от гидравлических турбин (турбонасосы); мембранные насосы; электромагнитные насосы и т. п.

Погружные насосы всех этих видов по тем или иным причинам еще не применяются на практике и находятся в основном в стадии проектирования и промышленного испытания.

Глава XII