- Скважинные штанговые насосы предназначены для откачивания из нефтяных скважин жидкости обводненностью до 99 .%, температурой не более 130 °С, содержанием сероводорода не более 50 г/л, минерализацией воды не более 10 г/л.
Скважинные насосы представляют собой вертикальную конструкцию одинарного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером и шариковыми клапанами; спускаются в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и насосных штанг.
Скважинные насосы изготовляются следующих типов:
Н В 1 — вставные с замком наверху; Н В2 — вставные с замком внизу; Н Н — невставные без ловителя; и Н Н 1 — невставные с захватным штоком; 9 Н Н 2 — невставные с ловителем.
Выпускаются насосы следующих конструктивных исполнений:
по конструкции (исполнению) цилиндра: Б — с толстостенным цельным (безвтулочным) цилиндром; С — с составным (втулочным) цилиндром; по конструктивным особенностям, определяемым функциональным назначением (областью применения): Т — с полым (трубчатым) штоком, обеспечивающим подъем жидкости по каналу колонны трубчатых штанг; А — со сцепляющим устройством (только для насосов типа «НН»), обеспечивающим сцепление колонны насосных штанг с плунжером насоса;
Д1 — одноступенчатые, двухплунжерные, обеспечивающие создание гидравлического тяжелого низа; Д2 — двухступенчатые, двух-плунжерные, обеспечивающие двухступенчатое сжатие откачиваемой жидкости (насосы, кроме исполнений Д1 и Д2— одноступенчатые, одноплунжерные); по стойкости к среде: без обозначения — стойкие к среде с содержанием механических примесей до 1,3 г/л (нормальные); И — стойкие к среде с содержанием механических примесей более 1,3 г/л (абразивостойкие).
В условном обозначении насоса, например НН2БА-44-18-15-2, первые две буквы и цифра указывают тип насоса, следующие буквы — исполнение цилиндра и насоса, первые две цифры — диаметр насоса, последующие — длину хода плунжера в мм и напор в метрах, уменьшенные в 100 раз и последняя цифра — группу посадки.
Вставные скважинные насосы закрепляются в насосно-компрессорных трубах на замковой опоре типа ОМ, в условное обозначение которой входит тип опоры; условный размер опоры; номер отраслевого стандарта.
Скважинный штанговый насос — гидравлическая машина объемного типа, где уплотнение между плунжером и цилиндром достигается за счет высокой точности их рабочих поверхностей и регламентируемых зазоров. В зависимости от размера зазора (на диаметр) в паре «цилиндр — плунжер» выпускают насосы четырех групп посадок.
Цилиндры насосов выпускают в двух исполнениях:
ЦБ — цельный (безвтулочный), толстостенный;
ЦС — составной, из набора втулок, стянутых внутри кожуха переводниками.
В зависимости от назначения и области применения скважинных насосов плунжеры и пары «седло — шарик» клапанов выпускаются различных конструкций, материальных исполнений и с различными видами упрочнений их рабочих поверхностей.
Плунжеры насосов выпускают в четырех исполнениях:
П1Х — с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и с хромовым покрытием наружной поверхности;
П2Х — то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце;
П1И — с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и упрочнением наружной поверхности напылением износостойкого порошка;
П2И — то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце.
Пары «седло — шарик» клапанов насосов имеют три исполнения:
К — с цилиндрическим седлом и шариком из нержавеющей стали;
КБ — то же, с седлом с буртиком;
КИ — с цилиндрическим седлом из твердого сплава и шариком из нержавеющей стали.
Скважинные насосы нормального исполнения по стойкости к среде, применяемые преимущественно для подъема жидкости с незначительным содержанием (до 1,3 г/л) механических примесей, комплектуются плунжерами исполнения П1Х или П2Х и парами «седло—шарик» исполнения К или КБ. Скважинные насосы абразивостойкого исполнения И, применяемые преимущественно для подъема жидкости с содержанием более 1,3 г/л механических примесей, комплектуются плунжерами исполнения П1И или П2И и парами «седло — шарик» исполнения КИ.
Конструктивно все скважинные насосы состоят из цилиндра, плунжера, клапанов, замка (для вставных насосов), присоединительных и установочных деталей. При конструировании насосов соблюдается принцип максимально возможной унификации указанных узлов и деталей для удобства замены потребителем изношенных деталей и сокращения номенклатуры потребных запасных частей.
Скважинные насосы исполнения НВ1С (рис. 13) предназначены для откачивания из нефтяных скважин маловязкой жидкости с содержанием механических примесей до 1,3 г/л и свободного газа на приеме насоса не более 10%.
Насос состоит из составного цилиндра исполнения ЦС, на нижний конец которого навернут сдвоенный всасывающий клапан, а на верхней конец — замок. Плунжера исполнения П1Х, подвижно расположенного внутри цилиндра, на резьбовые концы которого навинчены: снизу — сдвоенный нагнетательный клапан, а сверху — клетка плунжера. Для присоединения плунжера к колонне насосных штанг насос снабжен штоком, навинченным на клетку плунжера и закрепленным контргайкой. В расточке верхнего переводника цилиндра расположен упор, упираясь на который, плунжер обеспечивает срыв скважинного насоса с опоры. Клапаны насосов комплектуются парой «седло — шарик» исполнения КБ или К
Скважинный насос спускается на колонне насосных штанг в колонну насосно-компрессорных труб и закрепляется в опоре. Принцип работы насоса заключается в следующем. При ходе плунжера вверх в межклапанном пространстве цилиндра создается разряжение, за счет чего открывается всасывающий клапан и происходит заполнение цилиндра. Последующим ходом плунжера вниз межклапанный объем сжимается, за счет чего открывается нагнетательный клапан и поступившая в цилиндр жидкость перетекает в зону над плунжером. Периодически совершаемые плунжером перемещения вверх и вниз обеспечивают откачку пластовой жидкости и нагнетание ее на поверхность.
Скважинные насосы исполнения НВ1Б. Эти насосы по назначению, конструктивному исполнению, принципу работы аналогичны насосам исполнения НВ1С и отличаются от них только тем, что в качестве цилиндра использованы цельные цилиндры исполнения ЦБ, характеризующиеся повышенной прочностью, износостойкостью и транспортабельностью по сравнению с цилиндрами исполнения ЦС.
Скважинные насосы исполнения НВ1Б предназначены для откачивания из нефтяных скважин маловязкой жидкости с содержанием механических примесей более 1,6 г/л и свободного газа на приеме насоса до 10 %.
Конструктивно скважинный насос НВ1Б...И аналогичен насосу исполнения НВ1Б, однако он комплектуется одинарными клапанными узлами исполнения КИ с седлами клапанов исполнения КИ и плунжером исполнения П1 И.
Принцип работы скважинного насоса исполнения HBlb. ..н аналогичен насосу исполнения НВ1С.
Скважинные "насосы исполнения НВ1БТ И. Область применения этих насосов аналогична насосу НВ1Б...И. , однако они более стойкие к абразивному износу ввиду подъема жидкости по полости трубчатых штанг из-за значительного уменьшения концентрации абразива в зазоре трущейся пары «цилиндр — плунжер».
Конструктивно насос состоит из цельного цилиндра исполнения ЦБ на нижний конец которого навинчен одинарный всасывающий клапанный узел, а на верхний конец-замок. Внутри цилиндра подвижно расположен плунжер на нижний конец которого навинчен нагнетательный клапан. На плунжер сверху через переводник навинчен полый шток со сливным устройством, имеющим на верхнем конце резьбу для присоединения к колонне полых штанг.
Сливное устройство, взаимодействуя с замком, обеспечивает слив жидкости из внутренней полости полых штанг при демонтаже скважинного насоса.
Скважинные насосы исполнения НВ1БД2-38/57 применяются для откачивания из скважин жидкости с содержанием свободного газа у приема насоса до 25 % и механических примесей до 1,3 г/л.
Конструкция насоса исполнения НВ1БД2 полностью идентична насосам НВ1 БД 1-38/57 с той лишь разницей, что цилиндр нижнего насоса снабжен всасывающим клапаном исполнения ClK-dB.
Принцип работы насоса по откачиванию высокогазированной жидкости заключается в следующем. При ходе плунжеров вверх в зоне цилиндра нижнего насоса, расположенной над всасывающим клапаном создается разряжение, за счет чего в нее поступает газированная пластовая жидкость при открытом всасывающем клапане. При последующем ходе плунжеров вниз газированная жидкость из этой зоны, сжимаясь, перетекает в зону, расположенную между плунжерами при открытом нижнем клапане блока клапанного. Ввиду того, что межплунжерная зона по объему меньше зоны нижнего цилиндра, газожидкостная смесь в ней будет иметь давление больше давления всасывания. При следующем ходе вверх жидкость между плунжерами, повторно сжимаясь, вытесняется в колонну подъемных труб при открытом верхнем клапане блока клапанного.
Таким образом, откачиваемая жидкость, дважды сжимаясь в насосе, предотвращает его блокировку при большом газосодержании.
Скважинные насосы исполнения НВ2Б (рис. 14) имеют область применения, аналогичную области применения скважинных насосов исполнения НВ1Б, однако могут быть спущены в скважины на большую глубину.
Конструктивно скважинные насосы состоят из цельного цилиндра исполнения ЦБ с всасывающим клапаном, навинченным на нижний конец. На всасывающий клапан навинчен упорный ниппель с конусом. На верхнем конце цилиндра расположен защитный клапан, предотвращающий осаждение песка в цилиндре при остановке насоса.
Внутри цилиндра подвижно установлен плунжер исполнения П1Х с нагнетательным клапаном на нижнем конце и клеткой плунжера на верхнем конце. Клапаны насосов комплектуются парой «седло — шарик» исполнения К или КБ. Для присоединения плунжера насоса к колонне насосных штанг насос снабжен штоком, навинченным на клетку плунжера и законтренным контргайкой. В расточке верхнего конца цилиндра расположен упор.
Насос спускается в колонну насосно-компрессорных труб на колонне насосных штанг и закрепляется в опоре нижней частью при помощи ниппеля упорного с конусом. Такое закрепление насоса позволяет разгрузить от пульсирующих нагрузок. Это обстоятельство обеспечивает применение его на больших глубинах скважин.
Принцип работы насоса исполнения НВ2Б аналогичен принципу работы насосов исполнения НВ1С.
Скважинный насос исполнения ННБА предназначен для форсированного отбора из нефтяных скважин маловязкой жидкости, содержащей механические примеси до 1,3 г/л и свободного газа на приеме насоса до 10 % по объему.
Скважинный насос исполнения ННБА состоит из цельного цилиндра исполнения ЦБ, на нижний конец которого навинчен всасывающий клапан, а на верхний — сливное устройство.
Внутри цилиндра подвижно расположен плунжер исполнения П2Х с нагнетательным клапаном на нижнем конце, клеткой плунжера и сцепляющим устройством на верхнем конце. Для сцепления колонны насосных штанг со сцепляющим устройством насос снабжен цанговым захватом, присоединенным к штоку и законтренным контргайкой. На верхнем конце штока расположен центратор, взаимодействующий со сливным устройством, и переводник штока. Клапаны насосов комплектуются парой «седло — шарик» исполнения К или КБ.
Принцип работы насоса исполнения ННБА аналогичен работе насосов исполнения НВ1С. Однако в отличие от насосов исполнения НВ1С в скважину на колонне подъемных труб спускается насос исполнения ННБА в сборе с отцепленным от сцепляющего устройства цанговым захватом со штоком. При последующем спуске цангового захвата со штоком на конце колонны штанг захват автоматически сцепляется со сцепляющим устройством. При подъеме штанг цанговый захват отцепляется от сцепляющего устройства, а окна сливного устройства открываются, обеспечивая слив жидкости из полости насосно-компрессорных труб.
Скважинные насосы исполнения НН1С (рис. 15) предназначены для откачивания из малодебитных, относительно неглубоких скважин маловязкой жидкости с содержанием механических примесей до 1,3 г/л и свободного газа до 10 % по объему.
Конструктивно скважинные насосы состоят из составного цилиндра исполнения ЦС с седлом конуса на нижнем конце,
в конусной расточке которого размещен всасывающий клапан. Внутри цилиндра подвижно расположен плунжер исполнения П1Х с навинченным на нижний конец наконечником, а на верхний конец — нагнетательным клапаном.
На всасывающий клапан навинчен захватный шток, располагающийся внутри плунжера.
Насосы диаметром 29, 32 и 44 мм снабжены штоком для соединения колонны насосных штанг с плунжером, а у насосов диаметром 57 мм плунжер привинчивается к насосным штангам резьбой на нагнетательном клапане.
Принцип работы насоса исполнения НН1С аналогичен принципу работы насосов НВ1С, однако цилиндр насоса НН1С спускается на колонне насосно-компрессорных труб, а плунжер с клапанами — на колонне насосных штанг.
При подъеме штанг головка захватного штока упирается в наконечник плунжера и обеспечивает извлечение соединенного с ним всасывающего клапана для слива из колонны насосно-компрессорных труб.
Скважинные насосы исполнения НН2С имеют область применения, аналогичную области применения скважинных насосов исполнения НВ1С.
Конструктивно скважинные насосы исполнения НН2С состоят из составного цилиндра исполнения ЦС с седлом конуса на нижнем конце, в конусной расточке которого размещен всасывающий клапан.
Внутри цилиндра подвижно расположен плунжер исполнения П2Х с нагнетательным клапаном на нижнем конце и клеткой плунжера на верхнем конце. Для присоединения плунжера к колонне насосных штанг насосы диаметрами 32 и 44 мм снабжены штоком, а у насосов диаметрами 57,7 и 95 мм плунжер привинчивается к насосным штангам резьбой на клетке плунжера.
Принцип работы скважинных насосов исполнения НН2С аналогичен принципу работы насоса НН1С, однако для извлечения всасывающего клапана необходимо плунжер в крайнем нижнем положении повернуть при помощи колонны насосных штанг по часовой стрелке. При этом ловитель, расположенный на нагнетательном клапане, войдет в зацепление со штоком-ловителем и обеспечит извлечение всасывающего клапана совместно с плунжером.
Скважинные насосы исполнения НН2Б по области применения, конструктивному исполнению и принципу работы аналогичны скважинным насосам исполнения НН2С и отличаются от них только применением цельного цилиндра исполнения ЦБ, обладающего повышенной износостойкостью, прочностью и транспортабельностью по сравнению с составным цилиндром исполнения ЦС.
Скважинные насосы исполнения НН2Б... И имеют область применения, аналогичную для насосов исполнения НВ1Б...И, а конструктивное исполнение и принцип работы — аналогичные для насосов исполнения НН2Б.
Однако в отличие от насосов исполнения НН2Б насосы исполнения НН2Б... И комплектуются плунжерами исполнения П2И, нагнетательным и всасывающим клапанами с парой «седло — шарик» исполнения К или КБ.
Скважинные насосы исполнения НН2БТ... И имеют область применения, аналогичную для скважинных насосов НВ1БТ...И, и конструктивное исполнение, аналогичное для скважинных насосов, НН2Б ... И.
В отличие от скважинных насосов НН2Б... И в насосах исполнения НН2БТ... .И для присоединения плунжера к колонне полых штанг применен полый шток, а для слива жидкости из полости полых штанг удлинен шток-ловитель.
Принцип работы скважинных насосов исполнения НН2БТ... И аналогичен принципу работы насосов исполнения НН2С, однако подъем жидкости осуществляется по полости
полых штанг, что значительно повышает износостойкость трущейся пары, ввиду уменьшения концентрации абразива в зазоре трущейся пары. Кроме того, удлиненный шток-ловитель обеспечивает слив жидкости из полых штанг через плунжер и нагнетательный клапан насоса.
