Замковая опора типа ОМ

Опора предназначена для

₂ закрепления цилиндра сква-

3 жинных насосов исполнений
НВ1 и НВ2 в колонне насос-
но-компрессорных труб. Вы­
сокая точность изготовления

⁴ поверхностей деталей опоры
должна обеспечивать надеж­
ную герметичную фиксацию
цилиндра насоса в насосно-
компрессорных трубах на за­
данной глубине скважины и
одновременно предотвращать
искривление насоса в сква­
жине.

Замковая опора ОМ
6 (рис. 2.4) состоит из перевод-

ника (1), опорного кольца (2), пружинного якоря (3), опор-

___________ ной муфты (4), кожуха (5) и

переводников (6).
Рис. 2.4. Замковая опора ОМ: 1 - пе- Переводник (1) имеет на

реводник, 2 - опорное кольцо, 3 -пру- _{верхнем конце гладкую К0Н}и- жинныи якорь, 4 - опорная муфта, _{ческуюрезьбу}, при помощи ко-5 - кожух, о - переводник

торой опора соединяется с колонной насосно-компрессорных труб. Кольцо изготавливают из нержавеющей стали. Конической внутрен­ней 15-й фаской оно сопрягается с ответной конической поверхнос­тью конуса замка насоса и обеспечивает герметичную посадку насоса.

Якорь предотвращает срыв насоса с опоры от усилий трения дви­жущегося вверх плунжера в период запуска в работу подземного обо­рудования.

Рубашка, на нижний конец которой навинчен переводник, при­соединяется к нижней резьбе муфты и служит для предотвращения изгиба и поперечных перемещений цилиндра при работе насоса, а также для подвешивания труб под опору.

Рис. 2.5. Привод штангового винто- Рис. 2.6. Винтовой насос с приводом вого насоса от погружного электродвигателя

Винтовые насосы работают по принципу ротационного вытесне­ния жидкости. Эта спиралевидная система состоит из ротора, кото­рый эксцентрично вращается внутри неподвижного статора (рис. 2.5). Ротор представляет собой винт небольшого диаметра с глубокой круг­лой нарезкой и очень большим шагом — расстоянием между соседни­ми вершинами резьбы. Статор имеет одну дополнительную ниткурезь-

бы. Шаг резьбы на нем больше, чем у ротора, его поверхность гумми­рована; в результате этого образуется полость, которая плавно пере­двигается к выходу из насоса в процессе вращения, в результате чего развивается почти непульсирующий линейный поток жидкости. Как и в штанговых насосах, ротор обычно приводится в движение с помо­щью штанг, присоединенных к двигателю на поверхности. В новых бесштанговых установках применяются погружные электродвигате­ли и редуктор для вращения ротора (рис. 2.6). Преимущества:

- возможность для работы с газом и вязкой жидкостью;

- относительно дешевый;

- обычно надежен при правильной эксплуатации;

- высокий объемный КПД. Недостатки:

- ограниченный диапазон дебита;

- эластомер может быть поврежден механическими примесями;

- штанговый привод бесполезен в искривленных скважинах;

- электропривод должен быть обеспечен редуктором для снижения оборотов.

Гидросистемы передают энергию к забою скважины путем повы­шения давления специальной рабочей жидкости (обычно легкой очи­щенной или добытой нефти), подаваемой по колонне насосно-комп-рессорных труб к скважинному насосу, который свою потенциальную энергию передает добываемым жидкостям (рис. 2.7). В обычных гид­ропоршневых насосах используются насадки, известные так же как трубки Вентури, и дросселирующие сопла, поршни, совершающие возвратно-поступательные движения, или реже - применяемые вра­щающиеся турбины. Гидропоршневые насосы используются на глу­бинах от 300 до 5500 м и позволяют добывать от 16 до 1600 м³/сут и более. Эффективна для подъема тяжелой вязкой нефти, которую лег­че поднимать на поверхность после смешения с легкой рабочей жид­костью. Поскольку гидропоршневой насос может быть извлечен из скважины потоком жидкости, имеется возможность модификации системы с учетом изменяющихся условий.

Преимущества:

- возможность подъема тяжелой и вязкой нефти;

- может использоваться в искривленных скважинах;

- может спускаться на обычном и гибком НКТ;

Емкость с рабочей жидкостью Насос высокого давления

- не требует специаль­
ной технической
жидкости.

Недостатки:

- крайне неэффектив­ный метод механи­ческой добычи с точ­ки зрения гидрав­лики;

- сложное наземное оборудование;

- механические при­меси могут привести к износу трубки Вен-тури.

В электрических по­гружных системах

(рис. 2.8) используются центробежные насосы в виде ряда ступеней, ко­торые монтируются последовательно в од­ном корпусе и приво­дятся в действие по­гружным маслонапол-ненным электродвига- Рис. 2.7. Схема гидравлического насоса телем. Для передачи

энергии от источника электроэнергии на поверхности и средств уп­равления используется армированный электрический кабель.

Данные погружные системы имеют широкий диапазон рабочих характеристик и позволяют использовать один из наиболее универ­сальных способов подъема жидкости с забоя скважины. Стандартные электроприводы на поверхности обеспечивают дебиты от 16 до 4800 м³/сут, а приводы с регулируемой скоростью обеспечивают до­полнительную гибкость в регулировании подачи насоса. Системы до­пускают наличие в продукции высокого газового фактора, но поступ­ление больших объемов газа может привести к образованию газовых пробок и вызвать повреждение насоса. Проблема добычи агрессив­ных флюидов решается при использовании специальных материалов и покрытий.

Газовые сепараторы отделяют некоторое количество выделяющегося из пластовой жидкости газа и направляет его кольцевое пространство между обсадными трубами и НКТ до поступления газа в насос путем изменения направления движения флюида или с помощью ротационной центрифуги.

Силовые кабели подводят электроэнергию к погружным двигателям по изолированным жилам

В корпусе насоса установлены ступени, каждая из которых состоит из вращающегося рабочего колеса и неподвижного направляющего аппарата. Число ступеней определяет его подачу, давление и потребляемую мощность

Протектор двигателя соединяет насос с двигателем, изолирует двигатель от скважинных флюидов, служит в качестве дополнительной емкости для масла и уравновешивает давление в стволе скважины и двигателе, а также позволяет маслу сжиматься и расширяться.

iff

!

Приемный модуль насоса позволяет флюидам поступать в насос и может быть частью газового сепаратора

Погружной двухполюсный трехфазный асинхронный электродвигатель

Электрические приводы и контроллеры защищают путем выключения электропитания, если не выдерживаются рабочие параметры. Регулируемые приводы позволяют изменять подачу насоса путем изменения вращения двигателя

Л"Л"Л"Л"^>

Электрические трансформаторы преобразуют напряжение источника питания в напряжение необходимое для двигателей насосов

ШШШШШШШШЙ11

I

Скважинные КИП представляют собой датчики температуры и давления, которые генерируют сигналы, передаваемые по силовому кабелю на установленное на поверхности считывающее устройство

Рис. 2.8. Установка электроцентробежного погружного насоса

Преимущества

Главное преимущество ЭЦН — это гибкость системы, например, может:

- использоваться в условиях низкого забойного давления;

- надежно работать в наклонных скважинах;

- использоваться на шельфе;

- работать в экстремальных условиях, при высокой температуре на забое, добиваясь этого путем использования альтернативных ма­териалов;

- использоваться в условиях коррозии и солеотложений при помо­щи альтернативных материалов.

Недостатки

Главные недостатки ЭЦН связаны с высокотемпературными ре­жимами.

Ограничения температурных режимов кабеля должны быть опре­делены и учтены, а именно:

- возможны ограничения по напряжению для необходимой мощно­сти;

- использование станций управления на постоянной частоте сни­жает гибкость процесса добычи;

- высокое газосодержание снижает продуктивность системы;

- высокое содержание механических примесей приводит к быстро­му износу и преждевременному отказу оборудования.

Установка погружного центробежного насоса включает в себя назем­ное и подземное оборудование

В наземное оборудование входят: фонтанная арматура, оборудован­ная кабельным вводом, сборные манифольды, замерная установка, а также наземное электрооборудование, включающее в себя станцию управления, трансформатор, клеммную коробку, кабельные линии.

Наземное электрооборудование служит для электроснабжения, уп­равления и защиты электронасосов. Фонтанная арматура позволяет контролировать, регулировать и направлять поток скважинной жид­кости через манифольды в замерную установку, где производится оп­ределение объема добываемой продукции. Подземное оборудование включает в себя: погружной центробежный насос с электродвигате­лем, кабельную линию, колонну насосно-компрессорных труб и дру­гое дополнительное оборудование. Колонна насосно-компрессорных труб обеспечивает подъем скважинной жидкости на поверхность. В корпусе насоса установлены ступени, каждая из которых состоит из

Рис. 2.9. Рабочие пары, собранные на валу, последовательно могут развивать проект­ный напор

Рабочая пара

Осевая опора Направляющий аппарат - Корпус насоса

Вал насоса

Радиальная опора Осевая опора

Рис. 2.10. Погружной центробежный насос

вращающегося рабочего колеса и неподвижного направляющего аппара­та. Число ступеней опре­деляет его подачу, давле­ние и потребляемую мощность (рис. 2.9).

В состав погружного электродвигателя входит ПЭД и гидрозащита, со­стоящая из протектора и компенсатора. Электро­энергия с поверхности передается через брони­рованный трехмильный кабель, который крепит­ся к телу труб при помо­щи поясов.

Скважинные КИП представляют собой дат­чики температуры и дав­ления, которые генери­руют сигналы, передава­емые по силовому кабе­лю на установленное на поверхности считываю­щее устройство.

Погружные центро­бежные насосы применя­ются для подъема пласто­вой жидкости. В России они производятся 5, 5А и 6-ю габарита для сква­жин, соответственно, с 5- и 6-дюймовой эксплу­атационной колонной. Производительность на­сосов (подача) — от 10 до 2000 м³ в сутки, напор -до 3000 м (рис. 2.10).

Пример условного обозначения установки:

УЭЦНМ5-125-1200, где У— установка; Э — привод от погружного электродвигателя; Ц— центробежный; Н— насос; М— модульный; 5— габарит насоса; 125— подача, м³/сут; 1200— напор, м.

Для установок коррозионно-стойкого исполнения перед обозна­чением группы насоса добавляется буква "К".