Гидравлические системы

Открытые системы. Большинство используемых в настоящее время гидравлических насосов имеют открытую гидравлическую систему, использующую добытую сырую нефть в качестве насосно-компрессорной жидкости. Для большинства внутрискважинных устройств существуют обвязки устья скважины. Масляный резервуар снабжен компенсатором давления и разделителем потока для уменьшения взбалтывания и улучшения оседания взвешенных частиц. Прием плунжерного гидравлического насоса находится вблизи верхнего уровня нефти в резервуаре, для того чтобы закачивать по возможности чистую нефть. Общепринятые стандарты максимального содержания взвешенных частиц в рабочей Жидкости следующие:

• суммарное содержание взвешенных частиц — не более 20ррт (частей на млн);

• не более 12 фунт, соли на 1000 бар. нефти (34 г/м3);

• отсутствие твердых частиц размером более 15 микрон (малое количество).

Замкнутые системы. Если переработка эмульсий затруднительна и нельзя обеспечить чистоту масла в открытой системе, можно прибегнуть к замкнутой системе. В такой системе рециркулируют чистые жидкости — масло или очищенная вода. Замкнутая масляная гидравлическая система требует еще одной дополнительной магистрали внутри скважины по сравнению с аналогичными открытыми установками.

Масляные насосы

Вытеснительные масляные насосы высокого давления, используемые для передачи мощности на гидравлические насосные системы, обычно имеют поршни и вкладыши цилиндров типа металл—металл, которые могут быть откалиброваны так, чтобы соответствовать требованиям системы по объему и давлению. Обычно эти насосы предназначены для подачи рабочей жидкости (масла) к нескольким скважинам. Один производитель поставляет пять разных размеров масляных насосов входной мощностью от 30 до 250 л.с, работающих при давлении до 6000 psi (43 МПа). Для каждого насоса разработано по меньшей мере семь различных комбинаций поршень-вкладыш.

Гидравлические струйные насосы

Особый вид гидравлических насосов, завоевывающий широкое признание, — это гидравлические струйные насосы. Обычно они работают как безобсадные насосы только с одной магистралью и не требующие газоотвода. Основные рабочие детали гидравлического струйного насоса: форсунка, горловина и диффузор. Форсунка преобразует энергию рабочей жидкости высокого давления и малой скорости в энергию высокой скорости и низкого давления. После этого рабочая жидкость смешивается в горловине с жидкостью низкого давления на приеме насоса, создавая поток низкого давления со скоростью меньшей, чем на выходе из форсунки, но тем не менее достаточно высокой.

Кинетическая энергия этого смешанного потока далее преобразуется в диффузоре в статическое давление, чтобы обеспечить подъем жидкости из скважины. В качестве рабочей жидкости можно использовать нефть или воду.

Работа струйного насоса зависит скорее от массы, чем от объема перекачиваемой жидкости. Это позволяет оперировать с некоторым, хотя и небольшим, количеством газа. Гидравлические струйные насосы также чувствительны к колебаниям давления всасывания, которое должно быть известно, чтобы выбрать эффективное сочетание форсунки и горловины для достижения заданной нормы отбора из скважины. Выбор соотношения глубины установки насоса, давления всасывания, отбора из скважины, скорости и давления рабочей жидкости настолько сложен, что рассчитывать размеры форсунки и горловины обычно приходится с помощью компьютера.