Скважинные штанговые насосы
Насосные штанги
Подземное оборудование скважины, оборудованной ШГНУ
Насосные штанги служат соединительным звеном между наземным индивидуальным приводом станка-качалки и скважинным насосом. К штангам предъявляют повышенные требования, так как в процессе работы они испытывают значительные нагрузки, изменяющиеся в широких пределах, в течение каждого хода станка-качалки.
Насосные штанги изготавливают из сталей разных марок, которые для придания равнопрочности подвергают термической обработке (норализации) и обработке токами высокой частоты (ТВЧ). Насосные штанги (табл. 2.1) применяют в виде колонн, составленных из отдельных, соединенных посредством муфт, штанг.
Штанговые муфты выпускают следующих типов: соединительные МШ — для соединения штанг одинаковых размеров; переводные ИШП — для соединения штанг разных размеров.
Муфты каждого типа изготавливают в исполнении 1-е "лыска-ми" под ключи, в исполнении П — без "лысок".
Муфты, в основном, изготавливают из углеродистой стали марок 40 и 45. Предусматривается также изготовление муфт из легированной стали марки 20Н2М — для эксплуатации в тяжелых условиях.
Муфты, как правило, подвергают поверхностной термообработке ТВЧ.
Штанги поставляют с плотно навинченными на один конец муфтами. Открытая резьба штанги и муфты предохраняется колпачками или пробками.
Таблица 2.1. Размеры штанг (мм)
Номинальный диаметр | Размеры квадратной части | |||
Штанга | штанги (по телу) | резьбы штанги (наружный) | головки | штанги |
ШН16 | 23,824 | |||
ШН19 | 26,999 | |||
ШН22 | 30,17 | |||
ШН25 | 34,936 |
Каждую штангу маркируют на двух противоположных сторонах каждого квадрата. На одну сторону квадрата наносят товарный знак или условное обозначение предприятия-изготовителя и условный номер плавки. На другой стороне квадрата проставляют марку стали, год выпуска, квартал и технологическую маркировку предприятия-изготовителя. Штангу, подвергнутую обработке ТВЧ, маркируют на третьей стороне каждого квадрата буквой "Т".
Основные параметры, используемые при выборе колонны, насосных штанг, для обычных условий, — это максимальная нагрузка на штанги и ее возможные колебания. Для быстрого и правильного подбора штанговых колонн следует пользоваться таблицами и специальными номограммами.
Для обеспечения наибольшего срока службы насосных штанг требуются тщательное наблюдение за каждым комплектом штанг, спускаемых в скважину, и своевременная отбраковка негодных.
Штанги изготавливаются диаметром 12,16,19,22 и 25 мм, длиной 8000 мм. Кроме штанг нормальной длины, для подгонки необходимой длины подвески изготавливают укороченные штанги длиной 1000,1200,1500,2000 и 3000 мм.
Скважинные штанговые насосы предназначены для откачивания из нефтяных скважин жидкости, обводненностью до 99%, температурой не более 130 °С, содержанием сероводорода не более 50 мг/л, минерализацией воды не более 10 г/л.
Скважинные насосы имеют вертикальную конструкцию одинарного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером и шариковыми клапанами. Насосы спускают в скважину на штангах и насосно-компрессорных трубах. Скважинные насосы изготавливают следующих типов:
1) НВ1 — вставные, с замком наверху;
2) НВ2 — вставные, с замком внизу;
3) НН — невставные, без ловителя;
4) НН1 — невставные, с захватным штоком;
5) НН2 — невставные, с ловителем.
Выпускают насосы следующих конструктивных исполнений
(рис. 2.3):
1) по цилиндру: Б — с толстостенным цельным (безвтулочным) цилиндром; С - с составным (втулочным) цилиндром;
2) специальные: Т — с полым (трубчатым) штоком для подъема жид
кости по каналу колонны трубчатых штанг; А — со сцепляющим
устройством (только для насосов типа НН), обеспечивающим сцеп
ление колонны насосных штанг с плунжером насоса; Д1 — одно
ступенчатые, двухплунжерные для создания гидравлического тяже
лого низа; Д2 — двухступенчатые, двухплунжерные, обеспечиваю
щие двухступенчатое сжатие откачиваемой жидкости; У - с раз
груженным цилиндром (только для насосов типа НН2), обеспечи
вающим снятие с цилиндра циклической нагрузки при работе.
Насосы всех ис
полнений, кроме--------------------------------------------------------
Д1 и Д2, - одноступенчатые, одноплунжерные.
3) по стойкости к
среде: без обозна
чения - стойкие
к среде, с содер
жанием механи
ческих примесей
до 1,3 г/л - нор
мальные; И —
стойкие к среде, с
содержанием ме
ханических при
месей более
1,3 г/л - абрази-
востойкие.
Скважинные
штанговые насосы
являются гидравли
ческой машиной
объемного типа, где
уплотнение между
плунжером и цилин
дром достигается за
счет высокой точно
сти их рабочих по
верхностей и регла--------------
ментируемых зазо- Лю- 2.3. Плунжерные насосы НВ1С НН5А НШ
ров. При этом, в зависимости от размера зазора (на диаметр) в паре "цилиндр — плунжер", выпускают насосы четырех групп посадок.
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 в мм, последующие — длину хода плунжера в мм и напор в м, уменьшенные в 100 раз, и последняя цифра - группу посадки.
Цилиндры насоса изготавливают двух исполнений:
1) ЦБ — цельный (безвтулочный), толстостенный;
2) ЦС — составной, из набора втулок, стянутых внутри кожуха переводниками.
Исходя из названия и области применения скважинных насосов, плунжеры и пары "седло — шарик" клапанов выпускают различных конструкций, материальных исполнений и с разными видами упрочнений их рабочих поверхностей.
Плунжеры насосов изготавливают четырех исполнений:
1) П1Х - с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и с хромовым покрытием наружной поверхности;
2) П2Х — то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце;
3) ТЛИ — с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и упрочнением наружной поверхности, напылением износостойкого порошка;
4) П2И - то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце.
Пары "седло — шарик" клапанов насосов изготавливают трех исполнений:
1) К — с цилиндрическим седлом и шариком из нержавеющей стали;
2) КБ - то же, с седлом бортиком;
3) КИ — с цилиндрическим седлом из твердого сплава и шариком из нержавеющей стали.
Скважинные насосы нормального исполнения по стойкости к среде применяются, преимущественно, для подъема жидкости с незначительным содержанием (до 1,3 г/л) механических примесей, комплектуют плунжерами исполнения П1Х или П2Х с парами "седло -шарик" исполнения К или КБ. Скважинные насосы абразивостой-кого исполнения И, применяемые преимущественно для подъема жидкости, содержащей более 1,3 г/л механических примесей, комплектуют 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, максимально унифицированных.
Скважинные насосы типа НВ1 выпускают шести исполнений:
1) НВ1С - вставной, с замком наверху, составным (втулочным) цилиндром, исполнения ЦС, нормального исполнения по стойкости к среде;
2) НВ1Б — вставной, с замком наверху, цельным (безвтулочным) цилиндром исполнения ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде;
3) НВ1Б...И - то же, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;
4) НВ1БТ...И — то же, с полым штоком, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;
5) НВ1БД1 - вставной, с замком наверху, цельным цилиндром исполнения ЦБ, одноступенчатый, двухплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде;
6) НВ1БД2 — вставной, с замком наверху, цельным цилиндром исполнения ЦБ, двухступенчатый, двухплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде.
Скважинные насосы всех исполнений, кроме исполнения НВ1БД1 и НВ1БД2, одноплунжерные, одноступенчатые.
Скважинные насосы типа НВ2 изготавливают одного исполнения: НВ2Б - вставной, с замком внизу, цельным цилиндром исполнения ЦБ, одноплунжерный, одноступенчатый, нормального исполнения по стойкости к среде.
Скважинные насосы типа НН выпускают двух исполнений:
1) ННБА - невставной, без ловителя, с цельным цилиндром исполнения ЦБ, сцепляющим устройством, одноступенчатый, одноплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде;
2) ННВД1 - невставной, без ловителя, с цельным цилиндром исполнения ЦБ, одноступенчатый, двухплунжерный, нормального исполнения по стойкости к среде.
Скважинные насосы типа НН1 изготавливают одного исполнения: HHIC — невставной, с захватным штоком, составным цилиндром исполнения ЦС, нормального исполнения по стойкости к среде.
Скважинные насосы типа НН2 выпускают пяти исполнений:
1) 2) 3) |
НН2С - невставной, с ловителем, составным цилиндром исполнения ЦС, нормального исполнения по стойкости к среде; НН2Б - невставной, с ловителем, цельным цилиндром исполнения ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде; НН2Б...И — то же, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;
4) НН2БТ...И — то же, с полым штоком, абразивостойкого исполнения по стойкости к среде;
5) НН2БУ — невставной, с ловителем, разгруженным цельным цилиндром исполнения ЦБ, нормального исполнения по стойкости к среде.
Все насосы типа НН2 — одноплунжерные, одноступенчатые.