Другие возвратно-поступательные насосы

Качалки используются более чем на 99% всех скважин, оборудованных штанговыми насосами, тем не менее существует ряд других установок для штанговых насосов, имеющих ограниченное применение. Теоретически в данном случае пригодно любое устройство, обеспечивающее движение колонны насосных штанг вверх и вниз. Гидравлические и пневматические насосные установки с гидравлическими и пневматическими цилиндрами высокого давления, приводящие в движение колонны насосных штанг, применяются примерно с 1900 г.

Пневматические установки

В случае пневматических установок один или более Цилиндров помещаются над устьем скважины и монтируется балансировочная система, использующая сжатый воздух или газ (рис. 10.18). В такой системе сжатый газ воздействует на нижнюю часть поршней внутренних рабочих цилиндров при движении вверх. Газ низкого давления над поршнями выбрасывается в газопровод товарного газа. При движении вниз сжатый газ действует на верхнюю часть поршней, а газ низкого давления под Поршнями выталкивается в газопровод товарного газа. Из буферной емкости балансира сжатый газ поступает в два пневмобалансира, компенсирующих вес колонных насосных штанг и половину веса скважинных флюидов, так же как и в качалке. Верхняя часть пневмобалансиров открыта в атмосферу. Давление на рабочий поршень в верхней и нижней точках рабочего хода меняется с помощью золотника, управляемого реверсивным штоком, присоединенным к оснастке штока поршня. Такие установки успешно применяются для откачки воды из газовых скважин, где давление в устье скважины существенно превышает давление в товарном газопроводе, что обеспечивает энергию для работы установки. Таким образом, эти установки работают без затрат на энергию, поскольку в качестве источника энергии они используют перепад давления между головкой обсадной колонны и газопроводом товарного газа.

Гидравлические установки

В конце 1940-х годов применялись гидравлические штанговые насосные установки с рабочим ходом более 6 м.. По сравнению с тремя метрами максимального рабочего хода качалок того времени эти установки обеспечивали более плавную работу, более редкую смену штанг и более высокую степень сжатия для сокращения числа газовых пробок. Однако начальные капиталовложения были велики, и теперь, когда доступны качалки с ходом 7,5 м, гидравлические штанговые насосы с большим рабочим ходом используются очень редко.

Насосы с воротом и колесным домкратом

Ограниченно применялись и многие другие конструкции штанговых насосов. Насосная установка с тросами и воротом позволяет добиться длины рабочего хода 12—24 м, что снижает динамические нагрузки, необходимость смены штанг, возникновение газовых пробок и энергопотребление. Это устройство может применяться при глубоком погружении насоса. Колесный домкрат, напротив, применяется только для добычи с небольшой глубины.

Невзирая на многообразие штанговых насосных установок, качалкам отдано предпочтение благодаря их надежности, простоте, гибкости и известности. Хотя принцип работы остался тем же, что и у самых ранних насосных установок, современная качалка благодаря техническому прогрессу становится все более эффективной частью монтажа добывающего оборудования.