Скважинные штанговые насосы

Насосные штанги

Подземное оборудование скважины, оборудованной ШГНУ

Насосные штанги служат соединительным звеном между назем­ным индивидуальным приводом станка-качалки и скважинным на­сосом. К штангам предъявляют повышенные требования, так как в процессе работы они испытывают значительные нагрузки, изменяю­щиеся в широких пределах, в течение каждого хода станка-качалки.

Насосные штанги изготавливают из сталей разных марок, кото­рые для придания равнопрочности подвергают термической обработке (норализации) и обработке токами высокой частоты (ТВЧ). Насос­ные штанги (табл. 2.1) применяют в виде колонн, составленных из отдельных, соединенных посредством муфт, штанг.

Штанговые муфты выпускают следующих типов: соединительные МШ — для соединения штанг одинаковых размеров; переводные ИШП — для соединения штанг разных размеров.

Муфты каждого типа изготавливают в исполнении 1-е "лыска-ми" под ключи, в исполнении П — без "лысок".

Муфты, в основном, изготавливают из углеродистой стали марок 40 и 45. Предусматривается также изготовление муфт из легирован­ной стали марки 20Н2М — для эксплуатации в тяжелых условиях.

Муфты, как правило, подвергают поверхностной термообработке ТВЧ.

Штанги поставляют с плотно навинченными на один конец муф­тами. Открытая резьба штанги и муфты предохраняется колпачками или пробками.

Таблица 2.1. Размеры штанг (мм)

	Номинальный диаметр	Размеры квадратной части
Штанга	штанги (по телу)	резьбы штанги (наружный)	головки	штанги
ШН16		23,824
ШН19		26,999
ШН22		30,17
ШН25		34,936

Каждую штангу маркируют на двух противоположных сторонах каждого квадрата. На одну сторону квадрата наносят товарный знак или условное обозначение предприятия-изготовителя и условный номер плавки. На другой стороне квадрата проставляют марку стали, год выпуска, квартал и технологическую маркировку предприятия-изготовителя. Штангу, подвергнутую обработке ТВЧ, маркируют на третьей стороне каждого квадрата буквой "Т".

Основные параметры, используемые при выборе колонны, насос­ных штанг, для обычных условий, — это максимальная нагрузка на штанги и ее возможные колебания. Для быстрого и правильного под­бора штанговых колонн следует пользоваться таблицами и специаль­ными номограммами.

Для обеспечения наибольшего срока службы насосных штанг тре­буются тщательное наблюдение за каждым комплектом штанг, спус­каемых в скважину, и своевременная отбраковка негодных.

Штанги изготавливаются диаметром 12,16,19,22 и 25 мм, длиной 8000 мм. Кроме штанг нормальной длины, для подгонки необходи­мой длины подвески изготавливают укороченные штанги длиной 1000,1200,1500,2000 и 3000 мм.

Скважинные штанговые насосы предназначены для откачивания из нефтяных скважин жидкости, обводненностью до 99%, темпера­турой не более 130 °С, содержанием сероводорода не более 50 мг/л, минерализацией воды не более 10 г/л.

Скважинные насосы имеют вертикальную конструкцию одинар­ного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металличес­ким плунжером и шариковыми клапанами. Насосы спускают в сква­жину на штангах и насосно-компрессорных трубах. Скважинные на­сосы изготавливают следующих типов:

1) НВ1 — вставные, с замком наверху;

2) НВ2 — вставные, с замком внизу;

3) НН — невставные, без ловителя;

4) НН1 — невставные, с захватным штоком;

5) НН2 — невставные, с ловителем.

Выпускают насосы следующих конструктивных исполнений

(рис. 2.3):

1) по цилиндру: Б — с толстостенным цельным (безвтулочным) ци­линдром; С - с составным (втулочным) цилиндром;

2) специальные: Т — с полым (трубчатым) штоком для подъема жид­
кости по каналу колонны трубчатых штанг; А — со сцепляющим
устройством (только для насосов типа НН), обеспечивающим сцеп­
ление колонны насосных штанг с плунжером насоса; Д1 — одно­
ступенчатые, двухплунжерные для создания гидравлического тяже­
лого низа; Д2 — двухступенчатые, двухплунжерные, обеспечиваю­
щие двухступенчатое сжатие откачиваемой жидкости; У - с раз­
груженным цилиндром (только для насосов типа НН2), обеспечи­
вающим снятие с цилиндра циклической нагрузки при работе.
Насосы всех ис­
полнений, кроме--------------------------------------------------------

Д1 и Д2, - одно­ступенчатые, од­ноплунжерные.

3) по стойкости к
среде: без обозна­
чения - стойкие
к среде, с содер­
жанием механи­
ческих примесей
до 1,3 г/л - нор­
мальные; И —
стойкие к среде, с
содержанием ме­
ханических при­
месей более
1,3 г/л - абрази-
востойкие.

Скважинные
штанговые насосы
являются гидравли­
ческой машиной
объемного типа, где
уплотнение между
плунжером и цилин­
дром достигается за
счет высокой точно­
сти их рабочих по­
верхностей и регла--------------

ментируемых зазо- Лю- 2.3. Плунжерные насосы НВ1С НН5А НШ

ров. При этом, в зависимости от размера зазора (на диаметр) в паре "цилиндр — плунжер", выпускают насосы четырех групп посадок.

В условном обозначении насоса, например НН2БА-44-18-15-2, первые две буквы и цифра указывают тип насоса, следующие буквы -исполнение цилиндра и насоса, первые две цифры - диаметр насоса в мм, последующие — длину хода плунжера в мм и напор в м, умень­шенные в 100 раз, и последняя цифра - группу посадки.

Цилиндры насоса изготавливают двух исполнений:

1) ЦБ — цельный (безвтулочный), толстостенный;

2) ЦС — составной, из набора втулок, стянутых внутри кожуха пере­водниками.

Исходя из названия и области применения скважинных насосов, плунжеры и пары "седло — шарик" клапанов выпускают различных конструкций, материальных исполнений и с разными видами упроч­нений их рабочих поверхностей.

Плунжеры насосов изготавливают четырех исполнений:

1) П1Х - с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и с хромовым покрытием наружной поверхности;

2) П2Х — то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце;

3) ТЛИ — с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и упрочнением наружной поверхности, напылени­ем износостойкого порошка;

4) П2И - то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце.

Пары "седло — шарик" клапанов насосов изготавливают трех ис­полнений:

1) К — с цилиндрическим седлом и шариком из нержавеющей стали;

2) КБ - то же, с седлом бортиком;

3) КИ — с цилиндрическим седлом из твердого сплава и шариком из нержавеющей стали.

Скважинные насосы нормального исполнения по стойкости к сре­де применяются, преимущественно, для подъема жидкости с незна­чительным содержанием (до 1,3 г/л) механических примесей, комп­лектуют плунжерами исполнения П1Х или П2Х с парами "седло -шарик" исполнения К или КБ. Скважинные насосы абразивостой-кого исполнения И, применяемые преимущественно для подъема жидкости, содержащей более 1,3 г/л механических примесей, комп­лектуют плунжерами исполнения П1И или П2И и парами "седло -шарик" исполнения КИ.

Конструктивно все скважинные насосы состоят из цилиндра, плун­жера, клапанов, замка (для вставных насосов), присоединительных и установочных деталей, максимально унифицированных.

Скважинные насосы типа НВ1 выпускают шести исполнений:

1) НВ1С - вставной, с замком наверху, составным (втулочным) ци­линдром, исполнения ЦС, нормального исполнения по стойкос­ти к среде;

2) НВ1Б — вставной, с замком наверху, цельным (безвтулочным) ци­линдром исполнения ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде;

3) НВ1Б...И - то же, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;

4) НВ1БТ...И — то же, с полым штоком, абразивостойкого исполне­ния по стойкости к среде;

5) НВ1БД1 - вставной, с замком наверху, цельным цилиндром ис­полнения ЦБ, одноступенчатый, двухплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде;

6) НВ1БД2 — вставной, с замком наверху, цельным цилиндром ис­полнения ЦБ, двухступенчатый, двухплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде.

Скважинные насосы всех исполнений, кроме исполнения НВ1БД1 и НВ1БД2, одноплунжерные, одноступенчатые.

Скважинные насосы типа НВ2 изготавливают одного исполне­ния: НВ2Б - вставной, с замком внизу, цельным цилиндром испол­нения ЦБ, одноплунжерный, одноступенчатый, нормального испол­нения по стойкости к среде.

Скважинные насосы типа НН выпускают двух исполнений:

1) ННБА - невставной, без ловителя, с цельным цилиндром испол­нения ЦБ, сцепляющим устройством, одноступенчатый, одно­плунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде;

2) ННВД1 - невставной, без ловителя, с цельным цилиндром испол­нения ЦБ, одноступенчатый, двухплунжерный, нормального ис­полнения по стойкости к среде.

Скважинные насосы типа НН1 изготавливают одного исполне­ния: HHIC — невставной, с захватным штоком, составным цилинд­ром исполнения ЦС, нормального исполнения по стойкости к среде.

Скважинные насосы типа НН2 выпускают пяти исполнений:

1) 2) 3)

НН2С - невставной, с ловителем, составным цилиндром испол­нения ЦС, нормального исполнения по стойкости к среде; НН2Б - невставной, с ловителем, цельным цилиндром исполне­ния ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде; НН2Б...И — то же, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;

4) НН2БТ...И — то же, с полым штоком, абразивостойкого исполне­ния по стойкости к среде;

5) НН2БУ — невставной, с ловителем, разгруженным цельным ци­линдром исполнения ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде.

Все насосы типа НН2 — од­ноплунжерные, одноступен­чатые.