Эксплуатация скважин штанговыми насосами

НАСОСНЫЙ СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

Оборудования газлифтных скважин

Устье газлифтной скважины оборудуют стандартной фонтанной арматурой,рабочее давление,которой должно соответствовать максимальному ожидаемому на устье скважины.Арматуру до установки на скважину опрессовывают в сборном виде на пробное давление,указанное в паспорте.После установки на устье скважины ее опрессовывают на давление,допустимое для опрессовки эксплуатационной колонны,при этом независимо от ожидаемого рабочего давления арматуру монтируют с полным комплектом шпилек и уплотнений.Под ее выкидными и нагнетательными линиями,расположенными на высоте,устанавливают надежные опоры,предотвращающие падение труб при ремонте,а также вибрацию от ударов струи.

Обвязка скважины и аппаратура,а также газопроводы,находящиеся под давлением,должны отогреваться только паром или горячей водой.

Для оборудования газлифтных подъемников применяют НКТ следующих диаметров:в

однорядных подъемниках —от48до89мм и редко114мм,в двухрядных подъемниках —длянаружного ряда труб73, 89и114мм,а для внутреннего— 48, 60и73мм.При выборе диаметров НКТ необходимо иметь в виду,что минимальный зазор между внутренней обсадной колонны и наружной поверхностью НКТ должен составлять12¸15мм.

При насосном способе эксплуатации подъем нефти из скважин на поверхность осуществляется штанговыми и бесштанговыми насосами(погружные электроцентробежные насосы,винтовые насосы и др).

Штанговые скважинные насосы(ШСН)обеспечивают откачку из скважин углеводородной жидкости,обводненностью до99 % ,абсолютной вязкостью до100мПа·с,содержанием твердых механических примесей до0.5 %,свободного газа на приеме до25 %,объемным содержанием сероводорода до0.1 %,минерализацией воды до10г/л и температурой до130⁰С.

Две трети фонда(66 %)действующих скважин стран СНГ(примерно16.3 %всего объема добычи нефти)эксплуатируются ШСНУ.Дебит скважин составляет от десятков килограммов в сутки до нескольких тонн.Насосы спускают на глубину от нескольких десятков метров до3000м.,

а в отдельных скважинах на3200¸3400м.ШСНУ включает:

Ø Наземное оборудование: станок-качалка (СК), оборудование устья.

Ø Подземное оборудование: насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги (НШ), штанговый скважинный насос(ШСН)и различные защитные устройства,улучшающие работу установки в осложненных условиях.

Отличительная особенность ШСНУ обстоит в том,что в скважине устанавливают плунжерный(поршневой)насос,который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны штанг.

Штанговая глубинная насосная установка(Рисунок4.4)состоит из скважинного насоса2вставного или невставного типов,насосных штанг4насосно-компрессорных труб3,подвешенных на планшайбе или в трубной подвеске8,сальникового уплотнения6,сальникового штока7,станка-качалки9,фундамента10и тройника5.На приеме скважинного насоса устанавливается защитное приспособление в виде газового или песочного фильтра1.

Недостатками штанговых насосов является ограниченность глубины их подвески и малая подача нефти из скважин.

Рисунок4.4 —Схема установки штангового скважинного насоса

Штанговые скважинные насосы

По способу крепления насосов к колонне НКТ различают вставные(НСВ)и не вставные(НСН) скважинные насосы (Рисунок 4.5, 4.6).

У не вставных(трубных)насосов цилиндр с седлом всасывающего клапана опускают в скважину на НКТ.Плунжер с нагнетательным и всасывающим клапаном опускают в скважину на штангах и вводят внутрь цилиндра.Плунжер с помощью специального штока соединен с шариком всасывающего клапана.Недостаток НСН—сложность его сборки в скважине,сложность и длительность извлечения насоса на поверхность для устранения какой-либо неисправности.

Рисунок4.5 —Насосы скважинные вставные1 —впускной клапан; 2 —цилиндр; 3 —нагнетательный клапан; 4 —плунжер; 5 —штанга; 6 —

замок.

Вставные насосы целиком собирают на поверхности земли и опускают в скважину внутрь НКТ на штангах.НСВ состоит из трех основных узлов:цилиндра,плунжера и замковой опоры цилиндра.

В НСН для извлечения цилиндра из скважины необходим подъем всего оборудования(штанг с клапанами, плунжером и НКТ). В этом коренное отличие между НСН и НСВ. При использовании вставных насосов в2¸2.5раза ускоряются спускоподъемные операции при ремонте скважин,и существенно облегчается труд рабочих.Однако производительность вставного насоса при трубах данного диаметра всегда меньше производительности не вставного.

Рисунок4.6 —Невставные скважинные насосы1 —всасывающий клапан; 2 —цилиндр; 3 —нагнетательный клапан; 4 —плунжер; 5 —

захватный шток;6—ловитель Насос НСВ спускается на штангах.Крепление(уплотнение посадками)происходит на

замковой опоре,которая предварительно опускается на НКТ.Насос извлекается из скважины при подъеме только колонны штанг.Поэтому НСВ целесообразно применять в скважинах с небольшим дебитом и при больших глубинах спуска.

Невставной(трубный)насос представляет собой цилиндр,присоединенный к НКТ и вместе с ними спускаемый в скважину,а плунжер спускают и поднимают на штангах.НСН целесообразны в скважинах с большим дебитом,небольшой глубиной спуска и большим межремонтным периодом.

Насосная штанга предназначена для передачи возвратно-поступательного движенияплунжер насоса.Штанга представляет собой стержень круглого сечения с утолщенными головками на концах(Рисунок4.7).Выпускаются штанги из легированных сталей диаметром(по телу) 16, 19, 22, 25мм и длиной8м—для нормальных условий эксплуатации.

Рисунок4.7 —Насосная штанга и соединительная муфта

Для регулирования длины колонн штанг с целью нормальной посадки плунжера в цилиндр насоса имеются также укороченные штанги(футовки)длиной1; 1.2; 1.5; 2и3м.

Штанги соединяются муфтами.Имеются также трубчатые(наружный диаметр42мм,толщина3.5мм).

Начали выпускать насосные штанги из стеклопластика,отличающиеся большей коррозионной стойкостью и позволяющие снизить энергопотребление до20 %.

Применяются непрерывные штанги«Кород» (непрерывные на барабанах,сечение—полуэллипсное).

Особая штанга —устьевой шток,соединяющий колонну штанг с канатной подвеской.Поверхность его полирована(полированный шток).Он изготавливается без головок,а на концах имеет стандартную резьбу.Для защиты от коррозии осуществляют окраску,цинкование и т.п.,а также применяют ингибиторы.

Устьевое оборудование насосных скважин предназначено для герметизации затрубногопространства,внутренней полости НКТ,отвода продукции скважин и подвешивания колонны НКТ(Рисунок4.8).

Рисунок4.8 —Типичное оборудование устья скважины для штанговой насосной установки1 — колонный фланец; 2 — планшайба; 3 — НКТ; 4 — опорная муфта; 5 — тройник, 6 — корпус

сальника, 7 —полированный шток, 8 —головка сальника, 9 —сальниковая набивка

Устьевое оборудование типа ОУ включает устьевой сальник,тройник,крестовину,запорные краны и обратные клапаны.

Устьевой сальник герметизирует выход устьевого штока с помощью сальниковой головки и обеспечивает отвод продукции через тройник.Тройник ввинчивается в муфту НКТ.