Вопрос 4.13. Схема ШСНУ

Штанговые скважинные насосные установки (ШСНУ) предназ­начены для подъема пластовой жидкости из скважины на дневную поверхность.

Свыше 70% действующего фонда скважин оснащены глубинны­ми скважинными насосами. С их помощью добывается в стране око­ло 30% нефти.

В настоящее время ШСНУ, как правило, применяют на скважи­нах с дебитом до 30...40 м³ жидкости в сутки, реже до 50 м³ при сред­них глубинах подвески 1000...1500 м. В неглубоких скважинах уста­новка обеспечивает подъем жидкости до 200 м³/сут.

В отдельных случаях может применяться подвеска насоса на глу­бину до 3000 м.

Широкое распространение ШСНУ обусловливают следующие факторы:

1) простота ее конструкции;

2) простота обслуживания и ремонта в промысловых условиях;

3) удобство регулировки;

4) возможность обслуживания установки работниками низкой квалификации;

5) малое влияние на работу ШГНУ физико-химических свойств откачиваемой жидкости;

6) высокий КПД;

7) возможность эксплуатации скважин малых диаметров.

Установка состоит из привода, устьевого оборудования, насосных штанг, глубинного насоса, вспомогательного подземного оборудова­ния, насосно-компрессорных труб.

Привод предназначен для преобразования энергии двигателя в возвратно-поступательное движение колонны насосных штанг.

В большинстве ШСНУ (рис. 4.21) в качестве привода применяют балансирные станки-качалки. Балансирный станок-качалка состоит из рамы 2, установленной на массивном фундаменте 1. На раме смон­тированы: стойка 9, на которой с помощью шарнира укреплен балан­сир 10, имеющий на одном конце головку 12 на другом - шарнир, соединяющий его с шатуном 7. Шатун соединен с кривошипом 5, ук­репленном на выходном валу редуктора. Входной вал редуктора по­средством клиноременной передачи соединен с электродвигателем 3. Головка балансира соединена с колонной штанг с помощью канатной подвески 13.

Устьевое оборудование I предназначено для герметизации поли­рованного штока 14 с помощью сальника 21, направления потока жидкости потребителю, подвешивания насосно-компрессорных труб,

-150-

Рис.4.21. Штанговая скважинная насосная установка:

1 — фундамент; 2 - рама; 3 — электродвигатель; 4 - цилиндр; 5 - кривошип; 6 — груз;

7 - шатун; 8 - груз; 9 - стойка; 10 - балансир; 11 - механизм фиксации головки балансира; 12 - головка балансира; 13 - канатная подвеска; 14 - полированная штанга;

15 - оборудование устья скважины; 16 - обсадная колонна; 17 - насосно-

компрессорные трубы; 18 - колонна штанг; 19 - глубинный насос; 20 - газовый якорь;

21 - уплотнение полированной штанги; 22 - муфта трубная; 23 - муфта штанговая;

24 - цилиндр глубинного насоса; 25 - плунжер насоса; 26 - нагнетательный клапан;

27 - всасывающий клапан

-151-

замера затрубного давления и проведения исследовательских работ в скважине.

Колонна насосных штанг II соединяет канатную подвеску насоса с плунжером глубинного насоса. Колонна собирается из отдельных штанг 18. Штанги имеют длину по 8... 10 м, диаметр 16...25 мм и со­единяются друг с другом посредством муфт 23. Первая, верхняя штан­га 14 имеет поверхность, обработанную по высокому классу чистоты, и называется полированной, иногда сальниковой штангой.

Колонна насосно-компрессорных труб II служит для подъема пла­стовой жидкости на поверхность и соединяет устьевую арматуру с цилиндром глубинного насоса. Она составлена из труб 17 длиной по 8...12 м, диаметром 38...100 мм, соединенных трубными муфтами 22. В верхней части колонны установлен устьевой сальник, герметизиру­ющий насосно-компрессорные трубы. Через сальник пропущена по­лированная штанга. Оборудование устья скважины имеет отвод, по ко­торому откачиваемая жидкость направляется в промысловую сеть.

Глубинный штанговый насос III представляет собой насос оди­нарного действия. Он состоит из цилиндра 24, прикрепленного к ко­лонне насосно-компрессорных труб, плунжера 25 соединенного с ко­лонной штанг. Нагнетательный клапан 26 установлен на плунжере, а всасывающий 27 - в нижней части цилиндра.

Ниже насоса при необходимости устанавливается газовый IV или песочный якорь. В них газ и песок отделяются от пластовой жидко­сти. Газ направляется в затрубное пространство между насосно-компрессорной 17 и обсадной 16 колоннами, а песок осаждается в корпу­се якоря.

При работе ШСНУ энергия от электродвигателя передается че­рез редуктор к кривошипно-шатунному механизму, преобразующе­му вращательное движение выходного вала редуктора через балан­сир в возвратно-поступательное движение колонны штанг. Связан­ный с колонной плунжер также совершает возвратно-поступатель­ное движение. При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан зак­рыт давлением жидкости, находящейся над плунжером, и столб жид­кости в колонне насосно-компрессорных труб движется вверх - про­исходит откачивание жидкости. В это время впускной (всасывающий) клапан открывается, и жидкость заполняет объем цилиндра насоса под плунжером.

При ходе плунжера вниз всасывающий клапан под действием дав­ления столба откачиваемой жидкости закрывается, нагнетательный клапан открывается и жидкость перетекает в надплунжерное про­странство цилиндра.

Откачиваемая жидкость отводится из колонны через боковой от­вод устьевого сальника и направляется в промысловую сеть.

-152-