Файл: Минобрнауки россии федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет.docx
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 362
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Устьевые сальники изготавливаются двух типов: СУС1 - с одинарным уплотнением (для скважин с низким статическим уровнем и без газопроявлений): СУС2 - с двойным уплотнением(для скважин с высоким статическим уровнем и с газопроявлениями).Самоустанавливающийся сальник СУС1 (рисунок 8) состоит из шаровой головки 9 с помешенными в ней нижней 2 и верхней втулками с вкладышами 3 и 10 из прессованной древесины и уплотнительной набивки 8.1 - тройник; 2 - втулка нижняя; 3 - вкладыш; 4 - стопор; 5 — кольцо уплотнительное; б — манжетодержатель; 7 - крышка шаровая; 8 –уплотнительная набивка; 9 - головка шаровая, 10-вкладыш; 11 - грундбукса; 12- крышка головки; 13-гайка; 14 - болт откидной; 15 -палец; 16- шплинт; 17 — гайка накидная; 18 — ниппель; 19- наконечник; 20 - сальниковый штокРисунок 8 - Устьевой самоустанавливающийся сальник.На верхнюю часть шаровой головки навинчивается крышка 12 с двумя скобами, которыми подтягивается уплотнительная набивка.В верхней части крышки головки над грундбуксой 11 имеется кольцевой резервуарчик, служащий для смазки трущихся поверхностей сальникового штока, набивки и вкладышей. Для надежного уплотнения шаровой головки предусмотрено уплотнительное кольцо 5. Два стопора 4 в нижней части шаровой головки не позволяют ей проворачиваться вокруг своей оси при затяжке крышки.Шаровая головка крепится к тройнику 1 двумя откидными болтами 14, укрепленными на тройнике пальцами 15, которые входят в проушины болтов. Тройник снабжен быстроразборным соединением для подсоединения к выкидной линии.Устьевой сальник в отличие от сальника СУС1 имеет вторую камеру, включающую шаровую головку с помещенными в ней уплотнительной набивкой и промежуточной втулкой с вкладышами и двумя резиновыми кольцами.При этом основная уплотнительная набивка помещена в корпусе, который навинчен на резьбу шаровой головки. Устьевой сальник с двойным уплотнением позволяет заменять изношенные верхние уплотнительные элементы на скважине. Изношенные направляющие втулки необходимо заменять при текущем ремонте скважин, когда устьевой сальник вместе со штоком находится на мостках.
Перед установкой устьевого сальника на устье скважины вкладыши растачиваются под соответствующий диаметр сальникового штока. Сальниковый шток желательно вставлять в устьевой сальник в горизонтальном положении на мостках. Можно устанавливать устьевой сальник тогда, когда шток находится в скважине. При этом используется зажим, устанавливаемый на сальниковом штоке.При установке устьевых сальников на устье все резиновые кольца и уплотнительные набивки необходимо смазывать густой смазкой.При потере герметичности в шаровой опоре или при ее заклинивании разбирать шаровую крышку и отделять головку от тройника можно только в мастерской. После разборки шаровой крышки и шаровой головки рабочие поверхности шарнира должны быть тщательно очищены. При потере герметичности в шаровой опоре заменяется уплотнительное кольцо.Запорное устройство оборудования - проходной кран с обратной пробкой. Скважинные приборы опускаются по межтрубному пространству через специальный патрубок. 1.5 Погружное оборудование штанговых скважинных насосных установок 1.5.1 Невставные (трубные ) штанговые насосыУстройство невставного (трубного) насоса с плунжером с механическим креплением всасывающего клапана приведено на (рисунке 9). Насосы трубные типа ТНС - аналогичны насосам типа ТНМ, но с манжетным креплением всасывающего клапана. Всасыващий клапан оснащен якорным устройством, крепление которого полностью соответствует нижнему креплению в замковой опоре вставных насосов.При одинаковом размере труб НКТ подача трубного насоса всегда больше подачи вставного насоса из-за большего диаметра цилиндра. конструкция трубного насоса позволяет применять насосы, номинальный диаметр которых больше номинального диаметра труб НКТ. Трубные насосы применяются преимущественно для откачки больших объемов жидкости с небольшой глубины. Ограниченность глубины спуска обусловлена максимальной придельной нагрузкой на колонну НКТ.Как правило, срок службы трубного насоса больше, чем срок службы вставного насоса в результате больших размеров изнашивающих деталей.Рисунок 9 – Трубный штанговый насос
Конструктивные особенности:1) Насосы состоят из цельного неподвижного цилиндра с удлинителями, подвижного плунжера, нагнетательного и всасывающего клапанов и замка.2) Удлинители навертываются на цилиндр по одному с каждой стороны. Наличие удлинителей позволяет выдвигать плунжер из цилиндра при работе насоса, при этом предотвраща-ются от-ложения на внутренней поверхности цилиндра, что исключает заедание плунжера и создает благоприятные условия при проведении ремонта.3) Детали насосов, находящиеся под напряжением, изготовлены из высоколегированных сталей и сплавов, что обеспечивает длительную, безотказную работу насосов.4) Герметичность посадки насосов, резьбовых соединений, полная взаимозаменяемость всех деталей насоса обеспечены высокой точностью их изготовления.5) По присоединительным размерам и резьбам все насосы модифицированы под отечественное скважинное оборудование. Длина хода плунжера определяется сочетанием длин цилиндра, плунжера и удлинителей. 1.5.3 Вставные штанговые насосыВставной штанговый насос (рисунок 10) - скважинный насос, опускаемый целиком в сборе в скважину на штангах, цилиндр которого фиксируется на расчетной глубине в насосно-компрессорных трубах с помощью замковой опоры.Рисунок 10 – Вставной штанговый насосВставные штанговые насосы с неподвижным цилиндром могут иметь в зависимости от исполнения замковые опоры в верхней или в нижней части насоса. Насосы с подвижным цилиндром могут иметь замковые опоры только в нижней части насоса. Замковая опора ( якорь) вставных штанговых насосов вместе с уплотнением насоса должна обеспечивать герметичное закрепление насоса в опорной муфте колонны НКТ на заданной глубине скважины. Вставные насосы целиком собирают на поверхности земли и опускают в скважину на насосно-компрессорных трубах. Вставной штанговый насос состоит из трех основных узлов: цилиндра, плунжера и замковой опоры цилиндра. Цилиндр насоса в верхней части имеет конус, с помощью которого он опирается на специальную конусную замковую опору, входящую в состав
1.5.4 Насосные штангиНасосные штанги, свинченные в штанговую колонну, передают возвратно-поступательное движение от точки подвеса штанг поверхностного привода к плунжеру насоса.Штанга представляет собой стальной стержень круглого сечения диаметром 12, 16, 18, 22, 25 мм, с высаженными концами. На концах штанги имеется участок квадратного сечения для захвата под ключ при свинчивании-развинчивании, и выполнена резьба метрическая специальная, причем резьба накатывается. Штанги соединяются между собой муфтами.ГОСТ 13877-80 предусматривает изготовление штанг номинальной длиной 8000 мм. Для подбора необходимой длины подвески колонны изготовляются укороченные штанги длиной 1000, 1200, 1500, 2000 и 3000 мм.Для соединения штанг одинаковых размеров выпускают соединительные муфты, а штанг разных размеров - переводные муфты. Муфты каждого типа изготовляют в двух исполнениях: с лысками под ключ и без них.Муфты из стали марок 40 и 45 подвергают поверхностной закалке током высокой частоты (ТВЧ). Для тяжелых условий эксплуатации муфты изготовляют из легированной стали марки 20Н2М.Штанги поставляют с навинченными на один конец муфтами. Открытая резьба штанги и муфты защищается колпачками или пробками.Для изготовления насосных штанг используют сталь следующих марок:1) 40, нормализованная и нормализованная с последующим поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ;2) 20Н2М (никель-молибденовая), нормализованная, нормализованная с последующим поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ или нормализованная с последующей объемной закалкой и высоким отпуском;3) 15Н3МА, нормализованная с последующим поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ; 4) 15Х2НМФ, закалка и высокий отпуск или нормализация и высокий отпуск;5) 30ХМА, нормализованная с последующим высоким отпуском и упрочнением нагревом ТВЧ.В начале 70-х годов разработаны стеклопластиковые насосные штанги (СПНШ) для использования в скважинах с коррозионно-активной средой. Конструкция их аналогична стальным. Основная особенность - при одинаковой прочности они в 3-4 раза легче стальных, но в 2-3 раза эластичнее. Обычно их используют (в сочетании со стальными) в глубоких скважинах (более 2000 м).
Перед установкой устьевого сальника на устье скважины вкладыши растачиваются под соответствующий диаметр сальникового штока. Сальниковый шток желательно вставлять в устьевой сальник в горизонтальном положении на мостках. Можно устанавливать устьевой сальник тогда, когда шток находится в скважине. При этом используется зажим, устанавливаемый на сальниковом штоке.При установке устьевых сальников на устье все резиновые кольца и уплотнительные набивки необходимо смазывать густой смазкой.При потере герметичности в шаровой опоре или при ее заклинивании разбирать шаровую крышку и отделять головку от тройника можно только в мастерской. После разборки шаровой крышки и шаровой головки рабочие поверхности шарнира должны быть тщательно очищены. При потере герметичности в шаровой опоре заменяется уплотнительное кольцо.Запорное устройство оборудования - проходной кран с обратной пробкой. Скважинные приборы опускаются по межтрубному пространству через специальный патрубок. 1.5 Погружное оборудование штанговых скважинных насосных установок 1.5.1 Невставные (трубные ) штанговые насосыУстройство невставного (трубного) насоса с плунжером с механическим креплением всасывающего клапана приведено на (рисунке 9). Насосы трубные типа ТНС - аналогичны насосам типа ТНМ, но с манжетным креплением всасывающего клапана. Всасыващий клапан оснащен якорным устройством, крепление которого полностью соответствует нижнему креплению в замковой опоре вставных насосов.При одинаковом размере труб НКТ подача трубного насоса всегда больше подачи вставного насоса из-за большего диаметра цилиндра. конструкция трубного насоса позволяет применять насосы, номинальный диаметр которых больше номинального диаметра труб НКТ. Трубные насосы применяются преимущественно для откачки больших объемов жидкости с небольшой глубины. Ограниченность глубины спуска обусловлена максимальной придельной нагрузкой на колонну НКТ.Как правило, срок службы трубного насоса больше, чем срок службы вставного насоса в результате больших размеров изнашивающих деталей.Рисунок 9 – Трубный штанговый насос
Конструктивные особенности:1) Насосы состоят из цельного неподвижного цилиндра с удлинителями, подвижного плунжера, нагнетательного и всасывающего клапанов и замка.2) Удлинители навертываются на цилиндр по одному с каждой стороны. Наличие удлинителей позволяет выдвигать плунжер из цилиндра при работе насоса, при этом предотвраща-ются от-ложения на внутренней поверхности цилиндра, что исключает заедание плунжера и создает благоприятные условия при проведении ремонта.3) Детали насосов, находящиеся под напряжением, изготовлены из высоколегированных сталей и сплавов, что обеспечивает длительную, безотказную работу насосов.4) Герметичность посадки насосов, резьбовых соединений, полная взаимозаменяемость всех деталей насоса обеспечены высокой точностью их изготовления.5) По присоединительным размерам и резьбам все насосы модифицированы под отечественное скважинное оборудование. Длина хода плунжера определяется сочетанием длин цилиндра, плунжера и удлинителей. 1.5.3 Вставные штанговые насосыВставной штанговый насос (рисунок 10) - скважинный насос, опускаемый целиком в сборе в скважину на штангах, цилиндр которого фиксируется на расчетной глубине в насосно-компрессорных трубах с помощью замковой опоры.Рисунок 10 – Вставной штанговый насосВставные штанговые насосы с неподвижным цилиндром могут иметь в зависимости от исполнения замковые опоры в верхней или в нижней части насоса. Насосы с подвижным цилиндром могут иметь замковые опоры только в нижней части насоса. Замковая опора ( якорь) вставных штанговых насосов вместе с уплотнением насоса должна обеспечивать герметичное закрепление насоса в опорной муфте колонны НКТ на заданной глубине скважины. Вставные насосы целиком собирают на поверхности земли и опускают в скважину на насосно-компрессорных трубах. Вставной штанговый насос состоит из трех основных узлов: цилиндра, плунжера и замковой опоры цилиндра. Цилиндр насоса в верхней части имеет конус, с помощью которого он опирается на специальную конусную замковую опору, входящую в состав
насосно-компрессорных труб, т.е. цилиндр подвешен на насосно-компрессорных трубах. На нижнем конце цилиндра смонтирован всасывающий шаровой клапан. Плунжер вставного насоса имеет специальную штангу, с помощью которой он присоединен к колонне насосных штанг. Нагнетательный шаровой клапан вмонтирован в нижнюю часть плунжера. Для сообщения плунжеру возвратно-поступательных движений он соединен колонной насосных штанг 2 со станком-качалкой, находящимся на поверхности земли.
При смене вставного насоса затрачивается значительно меньше времени, чем при смене невставного ( трубного) насоса. При эксплуатации скважин вставными штанговыми насосами насосно-компрессорные трубы служат дольше, чем при эксплуатации скважин невставными насосами, т.к. их подъем и спуск производят сравнительно редко. Это особенно важно при эксплуатации глубоких скважин.
Смазку всех подвижных деталей обеспечивают два масляных насоса, подающих смазку под давлением. Для смазки штока поршня используется вставной штанговый насос, который подает масло внутрь корпуса сальника штока. Смазка, таким образом, фильтруется и циркулирует.
1.5.4 Насосные штангиНасосные штанги, свинченные в штанговую колонну, передают возвратно-поступательное движение от точки подвеса штанг поверхностного привода к плунжеру насоса.Штанга представляет собой стальной стержень круглого сечения диаметром 12, 16, 18, 22, 25 мм, с высаженными концами. На концах штанги имеется участок квадратного сечения для захвата под ключ при свинчивании-развинчивании, и выполнена резьба метрическая специальная, причем резьба накатывается. Штанги соединяются между собой муфтами.ГОСТ 13877-80 предусматривает изготовление штанг номинальной длиной 8000 мм. Для подбора необходимой длины подвески колонны изготовляются укороченные штанги длиной 1000, 1200, 1500, 2000 и 3000 мм.Для соединения штанг одинаковых размеров выпускают соединительные муфты, а штанг разных размеров - переводные муфты. Муфты каждого типа изготовляют в двух исполнениях: с лысками под ключ и без них.Муфты из стали марок 40 и 45 подвергают поверхностной закалке током высокой частоты (ТВЧ). Для тяжелых условий эксплуатации муфты изготовляют из легированной стали марки 20Н2М.Штанги поставляют с навинченными на один конец муфтами. Открытая резьба штанги и муфты защищается колпачками или пробками.Для изготовления насосных штанг используют сталь следующих марок:1) 40, нормализованная и нормализованная с последующим поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ;2) 20Н2М (никель-молибденовая), нормализованная, нормализованная с последующим поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ или нормализованная с последующей объемной закалкой и высоким отпуском;3) 15Н3МА, нормализованная с последующим поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ; 4) 15Х2НМФ, закалка и высокий отпуск или нормализация и высокий отпуск;5) 30ХМА, нормализованная с последующим высоким отпуском и упрочнением нагревом ТВЧ.В начале 70-х годов разработаны стеклопластиковые насосные штанги (СПНШ) для использования в скважинах с коррозионно-активной средой. Конструкция их аналогична стальным. Основная особенность - при одинаковой прочности они в 3-4 раза легче стальных, но в 2-3 раза эластичнее. Обычно их используют (в сочетании со стальными) в глубоких скважинах (более 2000 м).