Установка насосная винтовая поверхностным приводом. Монтаж скважинного оборудования. Выбор мощности привода

Винтовая насосная установка - комплекс устройств для перемещения жидкости; состоит из винтового насоса и двигателя.

Винтовые насосные установки с поверхностным приводом обеспечивают низкую частоту вращения винта, что создает эффективные условия для работы пласта.

Винтовая насосная установка типа УНВП-600 / 20 введена в эксплуатацию с 17.11.99 г.

Эксплуатация винтовой насосной установки с поверхностным приводом происходит с неравномерной подачей жидкости по причине крутильных колебаний колонны штанг, вызванных характером работы скважинного винтового насоса. Крутильные колебания от штанговой колонны передаются при вращении ротора в резиновой обойме через статор винтового насоса на колонну насосно-компрессорных труб. В результате колонна НКТ также совершает крутильные колебания.

Эксплуатация винтовой насосной установки с поверхностным приводом связана с проблемой отворота насосно-компрессорных труб. Это вызвано тем, что при вращении винта возникает реактивный момент на статоре, обусловленный необходимым натягом между ротором и резиновой обоймой статора. Для решения поставленной задачи использовалась существующая конструкция стенда для испытания винтовых насосов, расположенная в лаборатории кафедры НПМО УГНТУ. С целью приближения к промысловым условиям первоначальная конструкция стенда была модернизирована: добавлен поверхностный привод от УНВП-600 / 20, что позволило расширить функциональные возможности стенда.

В винтовых насосных установках конструкции УГНТУ регулирование частоты вращения вращательной колонны можно производить плавно бесступенчато и скачками путем смены модульной вставки. Для этого необходимо производить остановку поверхностного привода, что нежелательно.

Однако ресурс винтовых насосных установок с погружным электродвигателем небольшой вследствие высокой скорости вращения винта, приводящей к быстрому износу оборудования. Поэтому перспективным является вращение винта при помощи колонны штанг от поверхностного привода.

Схема винтовой насосной установки типа УНВП.

Насосная установка состоит из поверхностного и скважинного оборудования. Поверхностное оборудование включает привод 1, представленный электродвигателем и редуктором, и устьевой сальник-превентор 2. Установка снабжена полой вращательной штанговой колонной 3, размещенной внутри подъемных НКТ 4. Установка снабжена винтовым насосом, включающим винт 5 и статор 6. Полая вращательная штанговая колонна 3 оснащена перфорированным приемным узлом 7. Верхний конец вращательной штанговой колонны 3 снабжен вертлюгом 8, жестко связанным с дросселем 9. Выкидная линия насосной установки 10 имеет задвижку 11 и вентиль 12, который установлен на выкидной линии подъемных НКТ 4 и при необходимости регулирует подачу жидкости в приемный коллектор промысловой системы сбора нефти и газа.

В нижней части вращательной колонны 3 установлена ведущая штанга, связанная с приемным фильтром 7 и винтом 5 насоса. Винтовой насос в нижней части связан с якорем и хвостовиком. Межтрубное пространство скважины имеет выходной трубный канал.

Добыча нефти с повышенным содержанием песка винтовой насосной установкой осуществляется следующим образом. При вращении штанговой полой колонны 3 с помощью поверхностного привода 1 рабочий орган насоса - винт 5 подает скважинную жидкость в подъемные НКТ 4.

Жидкость, поднимаясь по НКТ 4 вверх, сжимает газ, находящийся в трубах до тех пор, пока давление не окажется выше давления жидкости, находящейся в полой штанговой колонне. После заполнения вращательной штанговой колонны жидкость через вертлюг 8, дроссель 9 и выкидную линию 10 будет поступать в приемный коллектор. При этом вентиль 12 должен быть закрыт. Воздух, сжатый в верхней части подъемных НКТ, будет создавать эффект компенсаторного колпака, применяемого для снижения пульсации давления насосов объемного принципа действия. Таким образом, будет работать насосная установка с заданной скоростью движения жидкости в полой штанговой колонне, имеющей расчетное сечение в поперечном разрезе. При максимальной скорости потока скважинной жидкости будет иметь место максимальный вынос песка из скважины, что будет предотвращать образование песчаных пробок в эксплуатируемой скважине.

При необходимости эксплуатацию скважины можно проводить совместно через полую штанговую колонну 3 и через НКТ 4. В этом случае регулировочные дроссель 9 и вентиль 12 должны быть открыты. Степень открытия дросселя 9 и вентиля 12 будет зависеть от необходимости направления заданного количества жидкости по подъемным НКТ 4 или полой штанговой колонне 3.

Более совершенной является винтовая насосная установка типа УНВП, принципиальная схема которой приведена на рисунке. Установка состоит из наземного и глубинного скважинного оборудования.

Применяемые же в поверхностно-приводных винтовых насосных установках частоты вращения многократно больше, следовательно, износ будет происходить в значительно более короткие сроки.