Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Насосна експлуатація свердловин система відбирання рідини зі свердловини за якої її підіймання на поверхню здійснюється

Насосна експлуатація свердловин

Насосна експлуатація свердловин

Насосна експлуатація свердловин — система відбирання рідини зі свердловини, за якої її підіймання на поверхню здійснюється за рахунок енергії, котру передає рідині насос. При насосному способі експлуатації підйом нафти зі свердловин на поверхню здійснюється штанговими свердловинними і безштанговими відцентровими насосами. У нафтовидобувній галузі також застосовуються гвинтові, гідропоршневі, струминні, та діафрагмові насоси.

image
Рис. 1

Загальний опис

На сьогодні розроблено і застосовується багато типів свердловинних насосів. Різні за принципом дії і конструкції глибинно-насосні установки набули поширення не тільки у галузі видобутку нафти, але і для експлуатації водяних, гідротермальних та інших свердловин. Різноманітність глибинно-насосних установок потребує їх класифікації.

Класифікація глибино-насосних установок

Можна виділити такі основні ознаки класифікації глибинно-насосних установок.

1. За принципом дії глибинного насосу:

2. За типом передачі енергії глибинному насосу від приводного двигуна:

  • штангові;
  • безштангові.

Штангові глибинно-насосні установки (ШГНУ) поділяються на:

    • балансирні;
    • безбалансирні.

За типом використовуваного приводу ШГНУ поділяються на:

    • механічні;
    • гідравлічні;
    • пневматичні.

Безштангові глибинно-насосні установки (БГНУ) поділяються за типом використовуваного приводу:

    • з електроприводом;
    • з гідроприводом;

За місцезнаходженням використовуваного приводу БГНУ бувають:

    • з приводом, розташованим на поверхні;
    • з приводом, розташованим у свердловині.

3. За призначенням глибинні насоси поділяються на: подача

  • для експлуатації низькодебітних свердловин;
  • для експлуатації середньодебітних свердловин;
  • для експлуатації високодебітних свердловин;

висота підйому (напір)

  • для експлуатації неглибоких свердловин;
  • для експлуатації свердловин середньої глибини;
  • для експлуатації глибоких свердловин.

Спосіб видобутку нафти за допомогою штангових глибинно-насосних установок (ШГНУ)

Спосіб видобутку нафти за допомогою штангових глибинно-насосних установок (ШГНУ) досить поширений. Ним можна добувати від 1 до 500 т нафти на добу. Однак переважно глибинно-насосну експлуатацію застосовують у мало- та середньодебітних нафтових свердловинах. Як глибинні насоси в основному застосовуються плунжерні насоси, пристосовані для роботи в нафтових свердловинах на великих глибинах. Глибинний плунжерний насос складається з циліндра з кульковим усмоктуючим клапаном у нижній частині й пустотілого плунжера, вставленого в циліндр. Плунжер також має один або два кулькові нагнітальні клапани. Циліндр установлюється в нижній частині колони підйомних труб під рівень рідини у свердловині, а плунжер підвішується на насосних штангах.

image
Рис. 2

Штанги передають плунжеру зворотно-поступальний рух від спеціального механізму, встановленого над гирлом свердловини. При русі плунжера вгору (рис. 1а) верхній нагнітальний клапан закритий, тому що на нього тисне стовп рідини, що знаходиться в насосних трубах. У цей час нижній усмоктуючий клапан відкривається внаслідок дії тиску рідини на нього знизу, і рідина надходить у циліндр насоса. При ході плунжера вниз (рис. 1б) нижній усмоктуючий клапан під тиском рідини, яка знаходиться під плунжером, закривається, а верхній клапан відкривається, і рідина з циліндра переходить у простір над плунжером.

Таким чином, при ході плунжера вгору відбувається всмоктування рідини в циліндр насоса, а при ході вниз — нагнітання її в підйомні труби. При безперервній роботі за кожний хід плунжера в циліндр насоса надходитиме рідина в об'ємі, що дорівнює добутку довжини ходу плунжера на його діаметр.

За цей час така кількість рідини перейде із циліндра насоса в простір над плунжером, тобто в підйомні труби, по яких рідина піднімається на поверхню. Для приведення в рух плунжера глибинного насоса над гирлом свердловини встановлюють спеціальний шатунно-кривошипний механізм, що зветься верстатом-качалкою, котрий слугує для перетворення обертального руху вала електродвигуна у зворотно-поступальний прямолінійний рух колони насосних штанг. Схематично роботу глибинонасосної штангової установки зображено на рис. 2.

Циліндр насоса 1 встановлюють на колоні підйомних труб 4 під рівень рідини у свердловині. Плунжер 2 підвішують на насосних штангах 3 в циліндрі насоса. На гирлі свердловини встановлено трійник 5 для викиду рідини із сальником 6, через який пропускається верхня полірована штанга, що підвішується на канатних або ланцюгових підвісках до головки балансира 7 верстата-качалки.

Обертання вала електродвигуна 11 через ремінну й зубчасту передачі передається кривошипному валу. На подовженому кінці кривошипного вала насаджений кривошип 10 (чи два кривошипи на обох кінцях вала), він з'єднаний шарнірами із шатуном 9 і заднім плечем балансира 8 верстата-качалки. У результаті заднє та переднє плечі балансира здійснюють коливальний рух униз і вгору. Разом з балансиром рухається вгору та вниз також і колона насосних штанг з укріпленим на її кінці глибинним насосом.

Число хитань балансира верстата-качалки відповідає числу обертів кривошипного вала за той же час і може змінюватися у верстатах-качалках від 5 до 15 хитань на хвилину. Електродвигуни, що служать для привода верстатів-качалок, мають постійну швидкість обертання вала, яка дорівнює 730, 1000 та 1500 об/хв.

Зниження швидкості обертання кривошипного вала здійснюється за допомогою системи пасової й зубчастої передач, у яких ведений шків або шестірня мають більший діаметр порівняно з діаметром шківа чи шестірні ведучого шківа.

Недоліками штангових насосів є громіздкість, можливість обриву штанг, обмеженість застосування в похилих і сильно обводнених свердловинах, недостатньо висока подача, невеликі (до 2,5 км) глибини експлуатації.

У зв'язку із цим при експлуатації нафтових свердловин застосовуються також безштангові насоси різних типів (занурені електровідцентрові, гвинтові, гідропоршневі, вібраційні, діафрагмові, струминні).

image

Безштангові занурювані електровідцентрові насоси (ЕВЦН)

Поряд із штанговими найбільше поширення одержали безштангові занурювані електровідцентрові насоси (ЕВЦН). Ці насоси в основному використовуються для експлуатації високодебітних свердловин, що не містять у своїй продукції великих кількостей піску.

Занурюваний електровідцентровий насос являє собою набір окремих ступенів, у кожному з яких є свій ротор (відцентрове колесо) і статор (направляючий апарат). Ротори окремих ступенів посаджені на один вал, жорстко з'єднаний з валом занурюваного електродвигуна.

Установка ЕВЦН (рис. 3) складається із занурюваного агрегату, що спускається у свердловину на насосно-компресорних трубах, наземного обладнання й кабелю живлення.

Занурюваний агрегат складається з трьох основних вузлів, розташованих на одному вертикальному валу: багатоступінчастого відцентрового насоса 4, зануреного електродвигуна 1 і протектора 2. Протектор установлюється між насосом та двигуном і оберігає останній від проникнення в нього зі свердловини нафти або води. Поряд із протектором монтується сітчастий фільтр 3. Ці вузли поміщені в сталеві кожухи одного діаметра. У робочому положенні двигун установлюється під насосом. Корпус двигуна з'єднується герметично з корпусом насоса за допомогою фланцевого з'єднання через протектор, а вал двигуна з'єднується через вал протектора з валом насоса за допомогою шліцевої муфти.

Енергія до двигуна підводиться по спеціальному кабелю 5, який опускається разом з колоною насосних труб і кріпиться до неї зовні за допомогою тонких залізних поясів.

Наземне обладнання складається з напрямними ролика з підвіскою 6, кабельного барабана 7, автоматизованої станції управління 9 та автотрансформатора 8.

Принцип дії установки ЕВЦН такий. Електричний струм із промислової мережі через автотрансформатор 8 і станцію управління 9 по броньованому кабелю надходить до електродвигуна 1. Обертаючи вал насоса 4, електродвигун приводить його в дію. Засмоктана насосом нафта проходить через фільтр 3 і нагнітається по підйомних трубах на поверхню. Щоб нафта при зупинці агрегату не зливалася з підйомних труб у свердловину, в трубах над насосом змонтований зворотний клапан.

Істотними недоліками електровідцентрових насосів є їхня низька ефективність при роботі у свердловинах з дебітом, нижчим ніж 60 м³/добу, зниження подачі, напору і ККД при підвищенні в'язкості нафти, а також при збільшенні вмісту вільного газу в пластовій суміші.

Див. також

Література

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Nasosna ekspluataciya sverdlovin sistema vidbirannya ridini zi sverdlovini za yakoyi yiyi pidijmannya na poverhnyu zdijsnyuyetsya za rahunok energiyi kotru peredaye ridini nasos Pri nasosnomu sposobi ekspluataciyi pidjom nafti zi sverdlovin na poverhnyu zdijsnyuyetsya shtangovimi sverdlovinnimi i bezshtangovimi vidcentrovimi nasosami U naftovidobuvnij galuzi takozh zastosovuyutsya gvintovi gidroporshnevi struminni ta diafragmovi nasosi Ris 1Zagalnij opisNa sogodni rozrobleno i zastosovuyetsya bagato tipiv sverdlovinnih nasosiv Rizni za principom diyi i konstrukciyi glibinno nasosni ustanovki nabuli poshirennya ne tilki u galuzi vidobutku nafti ale i dlya ekspluataciyi vodyanih gidrotermalnih ta inshih sverdlovin Riznomanitnist glibinno nasosnih ustanovok potrebuye yih klasifikaciyi Klasifikaciya glibino nasosnih ustanovok Mozhna vidiliti taki osnovni oznaki klasifikaciyi glibinno nasosnih ustanovok 1 Za principom diyi glibinnogo nasosu plunzherni porshnevi vidcentrovi gvintovi strumenevi vibracijni zvukovi diafragmovi rotorno porshnevi tosho 2 Za tipom peredachi energiyi glibinnomu nasosu vid privodnogo dviguna shtangovi bezshtangovi Shtangovi glibinno nasosni ustanovki ShGNU podilyayutsya na balansirni bezbalansirni Za tipom vikoristovuvanogo privodu ShGNU podilyayutsya na mehanichni gidravlichni pnevmatichni Bezshtangovi glibinno nasosni ustanovki BGNU podilyayutsya za tipom vikoristovuvanogo privodu z elektroprivodom z gidroprivodom Za misceznahodzhennyam vikoristovuvanogo privodu BGNU buvayut z privodom roztashovanim na poverhni z privodom roztashovanim u sverdlovini 3 Za priznachennyam glibinni nasosi podilyayutsya na podacha dlya ekspluataciyi nizkodebitnih sverdlovin dlya ekspluataciyi serednodebitnih sverdlovin dlya ekspluataciyi visokodebitnih sverdlovin visota pidjomu napir dlya ekspluataciyi neglibokih sverdlovin dlya ekspluataciyi sverdlovin serednoyi glibini dlya ekspluataciyi glibokih sverdlovin Sposib vidobutku nafti za dopomogoyu shtangovih glibinno nasosnih ustanovok ShGNU Sposib vidobutku nafti za dopomogoyu shtangovih glibinno nasosnih ustanovok ShGNU dosit poshirenij Nim mozhna dobuvati vid 1 do 500 t nafti na dobu Odnak perevazhno glibinno nasosnu ekspluataciyu zastosovuyut u malo ta serednodebitnih naftovih sverdlovinah Yak glibinni nasosi v osnovnomu zastosovuyutsya plunzherni nasosi pristosovani dlya roboti v naftovih sverdlovinah na velikih glibinah Glibinnij plunzhernij nasos skladayetsya z cilindra z kulkovim usmoktuyuchim klapanom u nizhnij chastini j pustotilogo plunzhera vstavlenogo v cilindr Plunzher takozh maye odin abo dva kulkovi nagnitalni klapani Cilindr ustanovlyuyetsya v nizhnij chastini koloni pidjomnih trub pid riven ridini u sverdlovini a plunzher pidvishuyetsya na nasosnih shtangah Ris 2 Shtangi peredayut plunzheru zvorotno postupalnij ruh vid specialnogo mehanizmu vstanovlenogo nad girlom sverdlovini Pri rusi plunzhera vgoru ris 1a verhnij nagnitalnij klapan zakritij tomu sho na nogo tisne stovp ridini sho znahoditsya v nasosnih trubah U cej chas nizhnij usmoktuyuchij klapan vidkrivayetsya vnaslidok diyi tisku ridini na nogo znizu i ridina nadhodit u cilindr nasosa Pri hodi plunzhera vniz ris 1b nizhnij usmoktuyuchij klapan pid tiskom ridini yaka znahoditsya pid plunzherom zakrivayetsya a verhnij klapan vidkrivayetsya i ridina z cilindra perehodit u prostir nad plunzherom Takim chinom pri hodi plunzhera vgoru vidbuvayetsya vsmoktuvannya ridini v cilindr nasosa a pri hodi vniz nagnitannya yiyi v pidjomni trubi Pri bezperervnij roboti za kozhnij hid plunzhera v cilindr nasosa nadhoditime ridina v ob yemi sho dorivnyuye dobutku dovzhini hodu plunzhera na jogo diametr Za cej chas taka kilkist ridini perejde iz cilindra nasosa v prostir nad plunzherom tobto v pidjomni trubi po yakih ridina pidnimayetsya na poverhnyu Dlya privedennya v ruh plunzhera glibinnogo nasosa nad girlom sverdlovini vstanovlyuyut specialnij shatunno krivoshipnij mehanizm sho zvetsya verstatom kachalkoyu kotrij sluguye dlya peretvorennya obertalnogo ruhu vala elektrodviguna u zvorotno postupalnij pryamolinijnij ruh koloni nasosnih shtang Shematichno robotu glibinonasosnoyi shtangovoyi ustanovki zobrazheno na ris 2 Cilindr nasosa 1 vstanovlyuyut na koloni pidjomnih trub 4 pid riven ridini u sverdlovini Plunzher 2 pidvishuyut na nasosnih shtangah 3 v cilindri nasosa Na girli sverdlovini vstanovleno trijnik 5 dlya vikidu ridini iz salnikom 6 cherez yakij propuskayetsya verhnya polirovana shtanga sho pidvishuyetsya na kanatnih abo lancyugovih pidviskah do golovki balansira 7 verstata kachalki Obertannya vala elektrodviguna 11 cherez reminnu j zubchastu peredachi peredayetsya krivoshipnomu valu Na podovzhenomu kinci krivoshipnogo vala nasadzhenij krivoship 10 chi dva krivoshipi na oboh kincyah vala vin z yednanij sharnirami iz shatunom 9 i zadnim plechem balansira 8 verstata kachalki U rezultati zadnye ta perednye plechi balansira zdijsnyuyut kolivalnij ruh uniz i vgoru Razom z balansirom ruhayetsya vgoru ta vniz takozh i kolona nasosnih shtang z ukriplenim na yiyi kinci glibinnim nasosom Chislo hitan balansira verstata kachalki vidpovidaye chislu obertiv krivoshipnogo vala za toj zhe chas i mozhe zminyuvatisya u verstatah kachalkah vid 5 do 15 hitan na hvilinu Elektrodviguni sho sluzhat dlya privoda verstativ kachalok mayut postijnu shvidkist obertannya vala yaka dorivnyuye 730 1000 ta 1500 ob hv Znizhennya shvidkosti obertannya krivoshipnogo vala zdijsnyuyetsya za dopomogoyu sistemi pasovoyi j zubchastoyi peredach u yakih vedenij shkiv abo shestirnya mayut bilshij diametr porivnyano z diametrom shkiva chi shestirni veduchogo shkiva Nedolikami shtangovih nasosiv ye gromizdkist mozhlivist obrivu shtang obmezhenist zastosuvannya v pohilih i silno obvodnenih sverdlovinah nedostatno visoka podacha neveliki do 2 5 km glibini ekspluataciyi U zv yazku iz cim pri ekspluataciyi naftovih sverdlovin zastosovuyutsya takozh bezshtangovi nasosi riznih tipiv zanureni elektrovidcentrovi gvintovi gidroporshnevi vibracijni diafragmovi struminni Bezshtangovi zanuryuvani elektrovidcentrovi nasosi EVCN Poryad iz shtangovimi najbilshe poshirennya oderzhali bezshtangovi zanuryuvani elektrovidcentrovi nasosi EVCN Ci nasosi v osnovnomu vikoristovuyutsya dlya ekspluataciyi visokodebitnih sverdlovin sho ne mistyat u svoyij produkciyi velikih kilkostej pisku Zanuryuvanij elektrovidcentrovij nasos yavlyaye soboyu nabir okremih stupeniv u kozhnomu z yakih ye svij rotor vidcentrove koleso i stator napravlyayuchij aparat Rotori okremih stupeniv posadzheni na odin val zhorstko z yednanij z valom zanuryuvanogo elektrodviguna Ustanovka EVCN ris 3 skladayetsya iz zanuryuvanogo agregatu sho spuskayetsya u sverdlovinu na nasosno kompresornih trubah nazemnogo obladnannya j kabelyu zhivlennya Zanuryuvanij agregat skladayetsya z troh osnovnih vuzliv roztashovanih na odnomu vertikalnomu valu bagatostupinchastogo vidcentrovogo nasosa 4 zanurenogo elektrodviguna 1 i protektora 2 Protektor ustanovlyuyetsya mizh nasosom ta dvigunom i oberigaye ostannij vid proniknennya v nogo zi sverdlovini nafti abo vodi Poryad iz protektorom montuyetsya sitchastij filtr 3 Ci vuzli pomisheni v stalevi kozhuhi odnogo diametra U robochomu polozhenni dvigun ustanovlyuyetsya pid nasosom Korpus dviguna z yednuyetsya germetichno z korpusom nasosa za dopomogoyu flancevogo z yednannya cherez protektor a val dviguna z yednuyetsya cherez val protektora z valom nasosa za dopomogoyu shlicevoyi mufti Energiya do dviguna pidvoditsya po specialnomu kabelyu 5 yakij opuskayetsya razom z kolonoyu nasosnih trub i kripitsya do neyi zovni za dopomogoyu tonkih zaliznih poyasiv Nazemne obladnannya skladayetsya z napryamnimi rolika z pidviskoyu 6 kabelnogo barabana 7 avtomatizovanoyi stanciyi upravlinnya 9 ta avtotransformatora 8 Princip diyi ustanovki EVCN takij Elektrichnij strum iz promislovoyi merezhi cherez avtotransformator 8 i stanciyu upravlinnya 9 po bronovanomu kabelyu nadhodit do elektrodviguna 1 Obertayuchi val nasosa 4 elektrodvigun privodit jogo v diyu Zasmoktana nasosom nafta prohodit cherez filtr 3 i nagnitayetsya po pidjomnih trubah na poverhnyu Shob nafta pri zupinci agregatu ne zlivalasya z pidjomnih trub u sverdlovinu v trubah nad nasosom zmontovanij zvorotnij klapan Istotnimi nedolikami elektrovidcentrovih nasosiv ye yihnya nizka efektivnist pri roboti u sverdlovinah z debitom nizhchim nizh 60 m dobu znizhennya podachi naporu i KKD pri pidvishenni v yazkosti nafti a takozh pri zbilshenni vmistu vilnogo gazu v plastovij sumishi Div takozhEkspluataciya sverdlovin Ekspluataciya gazovih sverdlovinLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 Bileckij V S Osnovi naftogazovoyi spravi V S Bileckij V M Orlovskij V I Dmitrenko A M Pohilko Poltava Kiyiv PoltNTU FOP Halikov R H 2017 312 s ISBN 978 617 7565 05 4 Bojko V S Bojko R V Tlumachno terminologichnij slovnik dovidnik z nafti i gazu u 2 h tomah Kiyiv Mizhnarodna ekonomichna fundaciya 2004 T 1 A K 560 s Bojko V S Bojko R V Tlumachno terminologichnij slovnik dovidnik z nafti i gazu u 2 h tomah Lviv Apriori 2006 T 2 L Ya 800 s

Дата публікації:
Топ