Файл: Учебнометодическое пособие по дисциплине в. 06 Машины и оборудование для бурения.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 318
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Насосы НСН2
Насосы этой группы являются насосами нормального ряда невставной конструкции. Насос НСН2 представляет собой вертикальный плунжерный насос одинарного действия с одним всасывающим и одним нагнетательным клапанами, последний из которых устанавливается в нижней части плунжера (рис. 3). Использование, нижнего нагнетательного клапана позволяет уменьшить вредное пространство насоса и применять его для откачки нефти со сравнительно большим содержанием газа, но незначительным содержанием песка. Расположение нагнетательного клапана в нижней части плунжера вынудило заменить, захватный шток специальным захватным устройством. В нижней части плунжера под нагнетательным клапаном устанавливается замковая муфта 10 с косыми прорезами, а в клапанную клетку всасывающего клапана 8 ввинчивается короткий шток 6 с поперечной шпилькой. В рабочем состоянии всасывающий клапан не имеет механической связи с плунжером. Для извлечения клапана плунжер спускается до упора о всасывающий клапан так, чтобы шпилька вошла в прорезь замковой муфты. После этого колонна штанг вместе с плунжером поворачивается на 90°, шток фиксируется в муфте и при подъеме плунжера клапан поднимается вместе с ним. В остальном насосы НСН2 по своей конструкции не отличаются от насоса НСН1. Насосы этого типа выпускаются с условным диаметром: 32, 43, 55, 68 и 93 мм. Длина хода плунжера достигает 4,5 м, а глубина подвески - 2200 м.
Кроме этих двух насосов, имеются и другие типы невставных насосов, которые пока широкого применения не нашли.
Рис. 3. Схемы невставньк насосов
Существенным недостатком всех невставных насосов является то, что для их замены необходимо поднимать не только колонну штанг с плунжером, но и всю колонну НКГ с цилиндром насоса. Это требует затрат времени и материальных средств особенно, при больших длинах подвески насоса. Кроме того, при спуске плунжера его полированная поверхность портится из-за трения и ударов о НКТ. Частые спускоподъемные операции приводят к износу резьбовых соединений штанг и труб, что сокращает срок их службы. Поэтому невставные насосы должны иметь относительно небольшую длину подвески.
Насосы скважинные вставные
Вставными называются насосы, которые в собранном виде спускаются в скважину на насосных штангах. В этом случае на конце насосных труб заранее устанавливается специальное посадочное устройство - замковая опора, на которой происходит посадка и уплотнение насоса. Для извлечения вставного насоса с целью ремонта или замены достаточно извлечь только штанга, вместе с которыми поднимается и весь насос. Это является основным преимуществом вставных насосов перед невставными, поэтому глубина их спуска может быть значительно выше, чем у невставных насосов. В то же время, при одном и том же диаметре НКТ, подача у вставных насосов всегда меньше, чем у невставных, так как диаметр вставного насоса меньше, чем диаметр невставного насоса. Это приводит к уменьшению производительности насоса.
Основным представителем вставных насосов являются насосы НСВ1, которые нашли в настоящее время наиболее широкое применение на отечественных промыслах.
Насосы НСВ1
Глубинный вставной насос НСВ-1 (рис. 4) состоит из пяти основных монтажных узлов: цилиндра с корпусом 3, узла всасывающих клапанов, плунжера с нагнетательными клапанами, опорного узла, монтируемого в верхней части корпуса и состоящего из посадочного конуса, направляющего штока и упорного ниппеля. Насос снабжен одним спаренным всасывающим 5 и одним спаренным нагнетательным 6 клапанами. При спуске в скважину насос, доходя до замковой опоры 7, раздвигает пружину и посадочным конусом садится на опорное кольцо. В это время пружина замковой опоры заходит за буртик упорного ниппеля и тем самым фиксирует насос в замковой опоре. Эта пружина предупреждает перемещение цилиндра вместе с плунжером при работе установки.
Схема замковой опоры приводится на рис. 5 При подъеме насоса клетка плунжера упирается в упор ниппеля, который раздвигает пружину в стороны. Насос освобождается из замковой опоры и на штангах поднимается вверх. Принцип действия насосов НСВ1 такой же, как и у невставных насосов. Насосы НСВ1 предназначены для эксплуатации глубоких и средней глубины скважин, в продукции которых содержится незначительное количество песка. Но при наличии плунжера "пескобрей" насос может применяться а скважинах, дающих нефть с значительным содержанием песка. Содержание газа при этом может быть более высоким, чем при эксплуатации насосами НСН1. Выпускаются с условным диаметром 28, 32, 33, 43 и 55 им. Длина хода плунжера доходит до 6 м, глубина подвески - 3500 м.
Насосы НСВ2
В отличие от насосов НСВ1 насосы НСВ2 (рис. 4 б) имеют замковую опору, расположенную в нижней части, что позволяет разгрузить кожух цилиндра от растягивающих усилий при ходе плунжера вверх. Насосы НСВ2 предназначены для эксплуатации скважин, в продукции которых не содержится песок. Выпускаются насосы с условным диаметром 32, 33, 43, 55 мм.
Рис. 4. Схемы вставных насосов: 1 - насосные штанги; 2 - колонна НКТ; 3 - корпус с цилиндром; 4 - плунжер; 5 - узел всасывающего клапана; 6 - узел нагнетательного клапана; 7 - замковая опора.
Рис 5. Замковая опора вставного насоса:1 - переводник; 2 - опорная муфта, 3 - опорное кольцо, 4 – пружина.
Штанговый скважинный насос состоит из длинного (2 - 4 м) цилиндра той или иной конструкции. На нижнем конце цилиндра укреплен неподвижный всасывающий клапан, открывающийся при ходе вверх. Цилиндр подвешивается на трубах. В нем перемещается поршень-плунжер, выполненный в виде длинной (1 - 1,5 м) гладко обработанной трубы, имеющей нагнетательный клапан, также открывающийся вверх. Плунжер подвешивается на штангах. При движении плунжера вверх жидкость через всасывающий клапан под воздействием давления на приеме насоса заполняет внутреннюю полость цилиндра. При ходе плунжера вниз всасывающий клапан закрывается, жидкость под плунжером сжимается и открывает нагнетательный клапан. Таким образом, плунжер с открытым клапаном погружается в жидкость. При очередном ходе вверх нагнетательный клапан под давлением жидкости, находящейся над плунжером, закрывается. Плунжер превращается в поршень и поднимает жидкость на высоту, равную длине хода (0,6 - 6 м). Накапливающаяся над плунжером жидкость достигает устья скважины и через тройник поступает в нефтесборную сеть.
Цилиндры насосов. Цилиндры собираются из коротких (0,3 м) стальных или чугунных втулок, вставляемых на специальной оправке в кожух и сжатых с торцов муфтами кожуха. Число втулок в насосах НГН-1 - от 2 до 7, что обеспечивает ход плунжера до 0,9 м; в насосах НГН-2 - от 6 до 24 и в насосах НГВ-1 - от 9 до 27, что обеспечивает ход плунжера до 6 м. В некоторых случаях цилиндры короткоходовых насосов изготовляются из цельной стальной трубы с гладкообработанной внутренней поверхностью. Длинные цельные цилиндры изготовить технически трудно, так как при этом не удается выдержать необходимую точность.
Конструктивно вставные насосы несколько сложнее невставных.
Все насосы по зазору между плунжером и цилиндром делятся на три группы посадки:
Группа посадки ......…….. 1 II III
Зазор, мкм ........………… 20 - 70 70 - 120 120 - 170
Насосы III группы посадки, как правило, применяются для неглубоких скважин при откачке вязких нефтей и эмульсий и при больших отборах жидкости. Насосы II группы посадки применяются при средних глубинах и откачке масляной нефти. Насосы I группы применяют для глубоких скважин при откачке масляной нефти при полном отсутствии песка в откачиваемой жидкости.
Плунжеры насосов. Плунжеры изготавливаются из стальных труб стандартной длины 1,2 м. Наружная поверхность - полированная хромированная. Плунжеры бывают гладкие (рис. 6, а), с кольцевыми канавками (рис. 6, б), с винтовой канавкой (рис. 6, в) и типа «пескобрей» (рис. 6, г).
Кроме того, имеются плунжеры, армированные тремя или четырьмя резиновыми кольцами, которые применяются в насосах НГН-2Р, что означает: насос глубинный невставной типа 2 с плунжером, имеющим резиновые кольца (Р).
Если цилиндр насоса безвтулочный, а плунжер с резиновыми кольцами, то к шифру будет добавлена буква Б, например, НГН-1РБ (буква Б означает безвтулочный). Насосы с гуммированным (обрезиненным) плунжером разработаны в Грозном и применяются в неглубоких скважинах.
Клапаны насоса (рис. 7, 8). Наиболее быстро изнашиваемым узлом в насосе является клапан. Непрерывные удары шарика по седлу под действием столба жидкости в течение длительного времени разбивают поверхность контакта, и герметичность клапана нарушается. Особенно тяжелые условия для работы клапана создаются при откачке жидкости с абразивной взвесью (песок) и при наличии коррозионной среды.
На верхнем переводнике каждого вставного и невставного насоса выбивается клеймо, на котором отмечаются 1 - товарный знак завода-изготовителя, 2 - заводской номер насоса, 3 - шифр насоса, условный диаметр, допустимая длина хода плунжера и максимальная глубина спуска, 4 - год выпуска насоса.
Кроме того, на кожухе каждого насоса у верхнего его конца наносится шифр насоса (по трафарету эмалевой краской), например, НГН2-43-4200-II-П-120. Это означает: насос невставной 2-го типа диаметром 43 мм с максимальным ходом плунжера до 4200 мм, II-й группы пригонки с плунжером типа пескобрей (П) с давлением опрессовки 120 атмосфер (12 МПа). Все насосы, кроме того, снабжаются паспортом с указанием всех технических данных.
Рис. 6. Плунжеры, применяемые для штанговых глубинных насосов
Рис. 7. Клапанные узлы: а - нагнетательный клапан для насосов НГН-1 (43, 55 и 68 мм);
б - всасывающий клапан для насосов НГН-1 (43, 55 и 68 мм);
1 - клетка клапана; 2 - шарик; 3 - седло клапана; 4 - ниппель или ниппель-конус
Рис. 8. Нижний нагнетательный клапан насосов НГН-2 с ловителем для захвата
штока всасывающего клапана: 1- 3 - см. рис. 10.4; 4 - корпус ловителя; 5 - ловитель
Насосные штанги
Насосная штанга предназначена для передачи возвратно-поступательного движения плунжер насоса. Штанга представляет собой стержень круглого сечения с утолщенными головками на концах (Рис. 6). Выпускаются штанги из легированных сталей диаметром (по телу) 16, 19, 22, 25 мм и длиной 8 м — для нормальных условий эксплуатации.
Рис. 6 — Насосная штанга и соединительная муфта
Для регулирования длины колонн штанг с целью нормальной посадки плунжера в цилиндр насоса имеются также укороченные штанги (футовки) длиной 1; 1.2; 1.5; 2 и 3 м.
Штанги соединяются муфтами. Имеются также трубчатые (наружный диаметр 42 мм, толщина 3.5 мм).
Начали выпускать насосные штанги из стеклопластика