Штанговый насос

Штанговый насос

Штанговым называют вертикальный поршневой (плунжерный) насос с проходным плунжером (поршнем).

Штанговые насосы используются для подачи жидкости из глубоких скважин. Чаще всего штанговый насос используют при добычи нефти.

В поршень штангового насоса установлен обратный клапан, пропускающий жидкость в одном направлении.

Запорным элементом представленного клапана является шарик.

При движении поршня вниз шарик перемещается вверх, клапан открывается, пропуская жидкость через поршень. При движении поршня вверх шарик прижимается к седлу, клапан под действием давления столба жидкости закрывается.

Насосы штанговые ШГН

Глубинные (скважинные) штанговые насосы (ШГН) являются наиболее распространенным видом насосов, предназначенных для подъема жидкости из нефтяных скважин.
По конструктивному исполнению насосы по основным параметрам, кроме резьб НКТ, соответствуют требованиям спецификации 11AX Американского нефтяного института и состоят из цельного толстостенного цилиндра с двумя удлинителями, плунжера, нагнетательного и всасывающего клапанов и узла крепления.
Производится более 800 типоразмеров и исполнений насосов как стандартных (по спецификации API 11AX), так и специальных исполнений, в том числе – для работы в особо сложных скважинных условиях.

Типы изготавливаемых насосов

Тип насоса Маркировка насоса Сочетание диаметра НКТ
и диаметра насоса
механическое
крепление
манжетное
крепление
Вставные насосы
с неподвижным цилиндром
С верхним
креплением
RНАМ RHAC 20-106(25-106)
20-125(25-125)
25-150
25-175
30-225
С нижним
креплением
RHBM RHBC
Вставные насосы
с подвижным цилиндром
С нижним
креплением
RHTM 25-175
Вставные
двухступенчатые насосы
С нижним
креплением
RHBM 30-225/150
Трубные насосы ТНМ
(ТНМ-Т, ТНМ-С, ТНМ-К)
ТНС 25-106
20-125 (25-125)
25-150
20-175 (25-175)
25-225
30-275

Все изготавливаемые насосы модифицирова­ны под отечественное скважинное оборудова­ние для установки их в колонне гладких (с невысаженными концами) НКТ по ГОСТ 633-80 и со­единения с колонной штанг по ГОСТ 13877-96. Для подсоединения фильтров или других защитных при­способлений к нижней части — внутренняя резьба LP (резьба трубопроводов) — конус 1:16; 11,5 ниток на дюйм. Диаметр резьбы: 1″, 1 1/4″, 1 1/2″, 2″ (в зависи­мости от типа и диаметра насоса).

Исполнение деталей:

  • из легированной стали, азотированный (HN);
  • из углеродистой стали, хромированный (CR);
  • длина цилиндров: азотированных — до 14 футов, хромированных – до 16 футов, состав­ных (для длинноходовых насосов) — до 28 фу­тов;
  • из углеродистой стали, напыленный хромоникелевым твердосплавным порошком (Т);
  • желобчатый или гладкий;
  • длина — до 5 футов, составных — до 10 фу­тов.

Клапаны:

  • стандартные и специальные исполнения, в том числе сдвоенные нагнетательные и вса­сывающие;

Корпуса клапанов:

  • из легированной стали;
  • из нержавеющей стали.

Седло-шар:

  • из нержавеющей стали (SS);
  • из кобальтового сплава (ST);
  • из карбида вольфрама (ТС1).

Плунжерный зазор определяется разностью номинальных диаметров плунжера и цилиндра, к которой добавляется сумма допусков на диаметр плунжера и цилиндра.

Величина (диапазон) плунжерного зазора:

  • Fit-1 – 0,025 … 0,088 мм;
  • Fit-2 – 0,050 … 0,113 мм;
  • Fit-3 – 0,075 … 0,138 мм;
  • Fit-4 – 0,100 … 0,163 мм.

При оформлении заявки (заказа) потребителю необходимо указать:

  • наименование, полное обозначение, в т.ч. диаметр НКТ;
  • диаметр и тип;
  • длину цилиндра, плунжера и удлинителей (или требуемый ход плунжера);
  • вариант верхнего механического крепления вставных насосов: стандартное (по API), в опоре ОМ (по ОСТ) или специальное крепление типа «Конус в конус»;
  • вариант исполнения всасывающего клапана трубных насосов: стандартное (по API), неизвлекаемый;
  • плунжерный зазор (Fit 1,2,3. );
  • глубину установки насоса (напор);
  • материальное исполнение цилиндра, плунжера, клапанов, корпусов клапанов;
  • дополнительные требования по исполнению.

При отсутствии указаний по материальному исполнению, зазору и напору насосы поставля¬ются в исполнении: цилиндр HN, плунжер Т, кла¬паны SS, корпуса клапанов из легированной ста¬ли, Fit2, напор до 1500 м.
Якорные башмаки (замковые опоры) для крепления вставных насосов, а также фильтры, сливные клапаны, автосцепы и другие приспособления для ГШН в комплект поставки насоса не входят и заказываются отдельно.

Насосы для нефти. Основные виды

Нефтяные насосы бывают следующих видов:

  1. штанговые глубинные насосы (ШГН);
  2. штанговые винтовые;
  3. электроцентробежные (ЭЦН);
  4. винтовые;
  5. диафрагменные;
  6. гидропоршневые;
  7. магистральные;
  8. мультифазные;
  9. струйные;
  10. пластинчатые.

Далее мы кратко рассмотрим перечисленные выше агрегаты.

Штанговые глубинные насосы для добычи нефти (ШГН)

Эти механизмы являются устройствами объемного типа. Их используют для подъема добываемого сырья из скважины путем создания так называемой депрессии (перепада давления между продуктивным пластом и забоем горной выработки). Такие насосы многие из вас видели в кинофильмах и по телевидению (знаменитые нефтяные «качалки»).

В состав штангового насоса входит блок цилиндров, плунжеры, клапана, специальные крепления, штоки, штанга, переходники и так далее. Такие насосные установки используются более, чем на половине ныне эксплуатируемых нефтяных промыслов.

Такая широкая популярность этого вида нефтяного насоса обусловлена следующими несомненными качественными и эксплуатационными характеристиками:

  • высокий коэффициент эффективности при эксплуатации;
  • легкость, удобство и простота проведения ремонтных работ;
  • возможность использования самых разных типов приводов;
  • возможность применения даже в экстремальных условиях (к примеру, в случае высокой концентрации механических примесей; повышенного содержания газов в добываемой продукции; при выкачивании сырья с высокой коррозионной агрессивностью).

Штанговые винтовые насосы для нефтедобычи

Эту разновидность штанговых установок, как правило, используют при механизированной эксплуатации добывающих скважин в случаях добычи тяжелых сортов нефтяного сырья, а также шлифовальных и тягучих флюидов.

К основным преимуществам таких установок относятся: отсутствие изолированных газов и вполне демократичная для таких агрегатов стоимость.

Электроцентробежные добывающие насосы (ЭЦН)

Несмотря на то, что количество скважин, оборудованное установками данного типа, значительно меньше по сравнению с ШГН, по объемам добываемого с помощью центробежных электронасосов сырья они намного превосходят штанговые насосы. Достаточно сказать, что на территории нашей страны при помощи ЭЦН добывают около 80-ти процентов всего российского «черного золота».

Если кратко описать это устройство, то оно представляет собой обычный насосный механизм, оборудованный электрическим приводом (разве что, в отличие от штангового, он не имеет наземной части, длинный и тонкий). ЭЦН отлично зарекомендовали себя при работе в средах, отличающихся повышенной коррозионной агрессивностью. В состав таких насосных установок входят:

  1. погружной насосный агрегат, состоящий из самого насоса и электропривода с гидрозащитой;
  2. кабельная линия, соединяющая электродвигатель с трансформаторной подстанцией;
  3. станция управления и регулирования работы установки.

Погружные насосы электроцентробежного типа по сравнению с глубинными штанговыми имеют весомые преимущества, а именно:

  • простое наземное оборудование;
  • возможность производства добычи больших объемов сырья (до 15 тысяч кубометров в сутки);
  • возможность их применения в скважинах, глубина которых превышает 3 тысячи метров;
  • длительный (от 500 дней до двух-трех лет и больше) временной промежуток работы установки без проведения ремонтных работ;
  • возможность выполнения в скважинах необходимых исследовательских работ без необходимости поднимать насосный агрегат на поверхность;
  • более простые и менее трудозатратные способы удаления парафиновых отложений, образующихся на стенках НКТ (насосно-компрессорных труб).

Кроме того, электроцентробежные насосные установки можно использовать на больших глубинах и в наклонных добывающих скважинах (вплоть до скважин горизонтального типа), а также в горных выработках с высокой степенью обводненности, в средах с высоким содержанием йодо-бромистых вода, при высокой степени минерализации пластовых вод и для подъема на поверхность кислотных и соляных растворов.

Читайте также  Как работает маршрутизатор

Помимо этого, существуют модификации ЭЦН для одновременно-раздельной работы на нескольких продуктивных горизонтах в рамках одной скважины. В некоторых случаях такие агрегаты используются также для закачивания в нефтяной пласт минерализованной пластовой воды, в целях поддержания необходимого уровня пластового давления.

Винтовые насосы для нефтедобычи

Такая насосная конструкция применяется, как правило, для добычи тяжелых и высоковязких нефтей с большим количеством механических примесей (например, песка), а также для перекачивания жидкостей с высоким уровнем вязкости.

Эта разновидность нефтяной насосной установки обладает следующими преимуществами:

Диафрагменные нефтяные насосы

Также, как и штанговые, относятся к устройствам объемного типа. Основу конструкции такого агрегата составляет специальная диафрагма, предохраняющая добываемую продукцию от попадания в другие части насосного механизма. В состав диафрагменного насоса входит подающая нефть колонна, нагнетательный клапан, осевой канал, винтовая пружина, цилиндр, поршень, опоры, электрический кабель и так далее.

Такие насосные агрегаты, как правило, используются на промыслах, где в добываемом нефтяном сырье содержится большое количество механических примесей. К основным достоинствам этой конструкции относят простоту монтажа и последующей эксплуатации.

Насосы гидропоршневые

Они предназначены для откачки из скважины пластовой жидкости. Гидропоршневые агрегаты используются в тех случаях, когда в добываемом сырье нет примесей механического характера.

В состав данных установок входят: скважинный насос, погружной двигатель, канал, через который осуществляется подъема нефти и воды, поверхностная силовая установка и система подготовки рабочей среды. В процессе добычи с помощью таких агрегатов на нефть поверхность выходит вместе с извлекаемой водой.

Основными преимуществами гидропоршневых насосов являются:

  • возможность в значительной степени вносит изменения в их основные характеристики;
  • простота и удобство применения;
  • возможность без особых трудозатрат проводить подземные ремонтные работы;
  • их можно использовать в скважинах, имеющих наклонное направление ствола.

Магистральные нефтяные насосы

Их основное назначение – перекачивать добываемое сырьё или нефтепродукты по промысловым, техническим и магистральным трубопроводам.

Такие агрегаты способны обеспечить высокий напор для обеспечения прокачки транспортируемого сырья. Их основные отличительные характеристики – экономичность процесса эксплуатации и высокая степень надежности.

Мультифазные перекачивающие насосы

Такие установки состоят из двух основных компонентов – корпуса и системы роторов, и применяются для прокачивания нефти и нефтепродуктов по системе магистральных трубопроводов.

Использование установок такого типа позволяет:

  • снижать нагрузки на устье проема;
  • уменьшать количество используемого оборудования;
  • повышать эффективность использования выделяющихся газов;
  • повысить рентабельность эксплуатации отдаленных месторождений.

Мультифазные насосы для нефти и нефтепродуктов

Глубинный насос для скважины, как выбрать

Схема работы глубинного насоса

Для того, чтобы оборудовать собственную скважину глубинным насосом необходимо, в первую очередь учесть, что данноё устройство будет находиться всё время в жидкости, на расстоянии десятков метров от поверхности.

Что нужно предусмотреть:

  • Принимая решение о приобретении устройства, следует тщательно изучить технические условия скважины. Сравнить их с эксплуатационными характеристиками насоса.
  • Проведя анализ рынка, приобрести наиболее надёжное устройство, выпускаемое предприятием, обладающим всеми необходимыми сертификатами качества и стандартизации.

Примечание. В случае неправильного выбора, доставать насос с глубины будет хлопотно и дорого.

Как устанавливается насос в скважине

Руководствоваться, выбирая насосы глубинные для скважин, следует такими показателями, как:

  • Глубина скважины и уровень воды – данные характеристики являются основными при выборе насоса.
  • Они задают комплекс технических параметров необходимых для поставки воды из недр земли в систему водоснабжения на поверхности.
  • В случае если показатели не известны, их можно замерять самостоятельно, с помощью верёвки и привязанного к ней груза.

Совет. Получив результат, столь древним, но до сих пор надёжным способом, станет также известно на какую глубину опускать насос в скважину.

Необходимая скорость поставки воды:

  • Показатель представляет собой величину, измеряемую в литрах/в минуту (л/мин).
  • В зависимости от потребностей домохозяйства, наличия параллельных выходов на воду, количество человек одновременно пользующиеся скважиной или присутствие оросительной системы.

Он может изменяться и соответствовать мощности того или иного насоса. Измеряется показатель в соответствии со средним потреблением одного человека (200 л в сутки), и максимальной потребительской способностью подключенного оборудования (посудомоечные и стиральные машины, системы полива в теплице).

Период возобновления скважины (дебит)

Правильная установка насоса

Данный показатель, является индивидуальным для каждого источника артезианской воды, измеряемым в единицах времени (сутки, часы, недели) и свидетельствует о времени заполнения скважины водой после полной её очистки.

Расчетный показатель давления:

  • Данная величина определяет высоту столба воды и расстояние, которое необходимо преодолеть потоку на поверхности.
  • Для его определения согласно, техническим условиям скважины, следует к показателю глубины её прибавить 30 и произведение умножить на 10%.
  • К примеру, если расстояние от источника до поверхности составляет 55 м, тогда необходимо приобретать насос глубинный для скважин с напором в 93,5 м ((55+30)*10%).

Диаметр отверстия скважины:

  • Площадь диметра влияет на вес воды и на дальность напора.

Совет. Поэтому перед тем, как установить глубинный насос в скважину, необходимо узнать её диаметр, который должен быть указан в паспорте, либо его можно померить самостоятельно (стоит помнить, что дюйм 2,54 см).

Цена – приобретая данное устройство:

  • Следует помнить, что установка глубинного насоса в скважину, это процесс сложный, требующий вспомогательного оборудования и материалов (автомат подключения и нержавеющий трос),
  • Стоимость, которых необходимо также учесть в плане затрат. Кроме того, не стоит гнаться за более дешёвой продукцией, поскольку устройство эксплуатируется в труднодоступных местах и его техническое обслуживание.

Совет. В случае неисправности, будет стоить очень дорого. Наиболее качественными устройствами, которые способны выдержать самые суровые условия эксплуатации, на российском рынке, являются глубинные насосы для скважин Грундфос (страна производитель Дания).

  • Подробная инструкция, которой следует руководствоваться, при выборе насоса, кратко изложена в видео в этой статье.

Тщательно ознакомившись со всей вышеизложенной информацией, приобрести и подключить насос для скважин на воду, обладая таковым желанием и некоторыми техническими навыками, можно даже своими руками, не прибегая к дорогостоящим услугам квалифицированных специалистов. Однако если фото и видео, изложенные в статье, привели в небольшое замешательство, то лучше обратиться к профессионалам.

Глубинный насос для скважины нефть

Работа насоса для нефтяной скважины

Данный вид насосов отличается от водяных своими техническими характеристиками и мощностью извлечения ископаемого из недр земли:

  • Нефть обладает большей плотностью и соответственно давление на лопасти насоса будет увеличено в разы.
  • Также вязкость ископаемого обладает большим сопротивлением, поэтому в данном случае, как правило, происходит эксплуатация скважин штанговыми насосами.
  • Технология добычи нефти представляет собой сложную систему, в которой задействовано несколько нагнетательных насосов.
  • Поршень, выкачивающий минерал из резервуара и система подачи черного золота в хранилища. На поверхности у нефтяных месторождений сооружаются специальные наземные приводы штангового насоса.
  • Они обеспечивают внутренние механизмы передачей необходимой вращательной энергией, которые, в свою очередь выталкивают нефть на поверхность.
  • Данные приводы принято называть «станками качалками», они являются основными инструментами добычи нефти в современном мире.
  • Устанавливается данный привод на подготовленный фундамент и состоит из таких основных элементов, как стойка, станция управления и платформа.
Читайте также  Какими приборами измеряют давление газа

Платформа оборудуется электродвигателем и редуктором. Соединяется данное оборудование клино-ременной передачей. На станции управления расположены устройства, с помощью которых оператор «станка-качалки» может определять работает ли он в холостую и останавливать эксплуатацию системы в необходимый для этого момент.

1.3 Состав привода

1.3.1 В состав привода ПЦ 60-18-3,0-0,5/2,5, в соответствии с рисунком 1, входят следующие основные части: корпус 1, электродвигатель 2, редуктор 3, звездочки 4, 5, цепь 6, каретка 7, уравновешивающий груз 8, тормоз 9, подвеска устьевого штока 10, канат 11, клиноременная передача (вариатор) 12, основание 13, станция управления 14.

1 — корпус, 2 — электродвигатель, 3 — редуктор, 4, 5 — звездочки, 6 — цепь, 7 — каретка, 8 — уравновешивающий груз, 9 — тормоз, 10 — подвеска, 11 — канат, 12 — клиноременная передача, 13 — основание, 14 — станция управления

Рисунок 1 — Общий вид цепного привода

Штанговый насос

Заказчик: ОАО «Оренбургнефть»

Объект: Добывающие скважины Пронькинского месторождения ЦДНГ№1 ОАО «Оренбургнефть»

Описание технологического объекта

Применение штанговых глубинных насосов является основным методом при механизированной добыче нефти на месторождениях с высокой степенью выработки. При этом возвратно-поступательное вертикальное движение насоса в призабойной зоне скважины осуществляется через колонну штанг наземным приводным механизмом, наиболее распространенными типами которого на сегодняшний день являются балансирные станки-качалки, качалки с цепным приводом, а также гидравлический привод.

Гидравлический привод штангового насоса представляет собой гидроцилиндр, соединенный с устьевым штоком скважинного насоса, и гидростанцию с интеллектуальной системой управления, которая управляет подачей гидравлического масла под давлением в рабочую полость гидроцилиндра для приведения в движение колонны штанг. Конструкция гидропривода с интеллектуальной системой управления позволяет операторам-технологам устанавливать оптимальную производительность ШГН в широком диапазоне регулировок (длина хода цилиндра, количество качаний в минуту), тем самым обеспечивая высокий дебит нефти со скважины.

Требования к системе автоматизации

В настоящее время к станциям управления ШГН предъявляются достаточно широкие функциональные требования:

  • Обеспечение автоматического пуска ШГН с выходом на заданный рабочий режим.
  • Возможность плавной регулировки производительности ШГН (числа качаний в минуту).
  • Снятие и анализ динамограмм (диаграмма нагрузки на штоке колонны штанг). Возможность их архивирования с заданной периодичностью.
  • Обеспечение удаленного доступа к параметрам станции управления из центральной диспетчерской НГДУ.
  • Ведение локальных архивов событий и нештатных ситуаций.
  • Контроль и защита оборудования ШГН при обнаружении предаварийных ситуаций.

Структура и характеристики системы автоматизации

Система управления гидропривода ШГН состоит из шкафа управления с контроллером, сенсорной панелью оператора и преобразователем частоты с коммутационной аппаратурой.

Сигналы от контрольно-измерительных приборов, установленных на гидроцилиндре и маслостанции, поступают в программируемый логический контроллер FX3G, который на основании обработанных данных производит расчет, регистрацию и архивирование параметров работы установки, отрабатывает алгоритмы защитных блокировок, выполняет построение и архивирование динамограммы. Достижение требуемой производительности ШГН (количество качаний в минуту) осуществляется путем плавного регулирования оборотами асинхронного двигателя главного маслонасоса при помощи преобразователя частоты серии FR-A741-55кВт. Шкаф управления оснащен сенсорной панелью оператора серии GT14, при помощи которой возможно по месту осуществлять контроль за работой установки, просматривать динамограммы, снимать на USB-накопитель архивные данные. Система управления имеет возможность передачи данных по протоколу Modbus в АСУТП нефтепромысла.

Основные функции системы управления:

  • Обеспечение требуемого количества качаний в минуту путем плавной регулировки производительности насоса гидросистемы при помощи преобразователя частоты.
  • Построение, отображение и архивирование динамограмм по показаниям датчика давления масла и сигналов от концевиков гидроцилиндра.
  • Расчет и архивирование основных технологических параметров работы скважины (расчетный дебит, кол-во качаний, моточасов).
  • Управление работой системы подогрева масла при необходимости работы при низкой температуре окружающей среды.
  • Обеспечение защитных блокировок для предотвращения заклинивания колонны штанг, от превышения пороговых значений в гидросистеме.
  • Передача информации в систему диспетчеризации нефтепромысла.

Отличительные особенности

Исходя из конструкции гидропривода ШГН, во время цикла опускания штока гидроцилиндра под действием сил тяжести, действующих на колонну штанг, электродвигатель главного насоса гидросистемы переходит в генераторный режим и начинает возвращать электроэнергию в преобразователь частоты. Благодаря тому, что в системе управления используется преобразователь частоты серии FR-A741 со встроенным звеном рекуперации, данная электроэнергия возвращается обратно в сеть и перераспределяется на другие потребители. При этом отпадает необходимость рассеивать электроэнергию на тормозных резисторах, а эффект энергосбережения может достигать до 40 %.

Эффект от внедрения системы

Благодаря внедрению системы управления гидроприводом на базе контроллера FX3G, разработанной компанией ООО «Интеллектуальный дом», специалисты заказчика получили возможность эксплуатировать фонд скважин в оптимальном с технологической точки зрения режиме. При этом регулировка числа качаний в минуту осуществляется оперативно как по месту через сенсорную панель оператора, так и удаленно через систему диспетчеризации. Применение рекуперативного преобразователя частоты FR-A741 в системе управления гидросистемой позволило получить эффект по энергосбережению до 40 % по сравнению с обычными балансирными станками-качалками, работающими в периодическом режиме эксплуатации.

Штанговые глубинные насосы

Глубинные (скважинные) штанговые насосы являются самым распространенным видом, которые предназначены для подъема нефти из скважин. Зачастую их можно увидеть на различных нефтяных скважинах мира.

Штанговые насосы бывают:

  • Невставные
  • Вставные

Невставные – цилиндр этого устройства опускается в нефтяную скважину без плунжера.

Вставные – цилиндр с плунжером опускается в нефтяную скважину на штангах.

Плунжер – это вытеснитель цилиндрической формы, который используется в глубинных насосах штангового типа.

Виды нефтяных насосов

Среди самых распространенных можно выделить следующие:
штанговые;
винтовые;
магистральные;
струйные.

К примеру, нефтяные насосы являются объемными. Для того, чтобы поднять сырье, необходимо использовать так называемую «депрессию». Именно такой вариант чаще всего можно увидеть в фильмах и сериалах. Каждая разновидность имеет свои преимущества и недостатки, обусловленные особенностями конструкции.

Также весьма распространен ЭЦН насос для нефтяной промышленности, который существенно меньше штангового. При этом, производительность его ничуть не хуже. С помощью них добывается примерно 80% от всего российского «черного золота».

Что касается струйного варианта, то он отличается максимальной простотой конструкции. Насос должен состоять из канала, проводящего рабочую жидкость. Имеется активное сопло, а также диффузор с камерой смещения. Данные агрегаты особенно ценятся за их высокую надежность и крайне доступную стоимость. Упомянутые насосы для нефтяной промышленности могут функционировать даже в самых экстремальных условиях.

Здесь обеспечивается рациональное использование свободных газов. Обеспечивается быстрый приток нефтепродуктов. Изделие достаточно просто в обслуживании. Производители гарантируют то, что электрический двигатель быстро остынет после погружения в скважину. Это существенно увеличивает срок работы устройства.

Устройство нефтяного насоса

Основными элементами здесь являются:
цилиндрический корпус, внутри которого находится пустотелый поршень, который также называется плунжером;
всасывающий клапан, который имеет круглую форму, находится он на нижней части цилиндра;
нагнетательный клапан, расположен сверху;
насосные штанги, которые соединены с плунжером и качалкой.

Следует рассмотреть, как работают штанговые насосы для нефтяной промышленности, здесь все достаточно просто. Когда плунжер в нижней камере перемещается вверх, происходит разряжение давления. Это приводит к тому, что во входной канал всасывается жидкость.

Читайте также  Перфоратор профессия

После движения плунжера вниз происходит закрытия клапана. Жидкость проходит сквозь канал и идет в подъемные трубы. Если устройство будет работать безостановочно, то нефть заполнит всю объемную трубу. Она будет выведена на поверхность. Как видите, устройство нефтяного насоса отличается своей простотой. Разобраться в нем сможет даже человек, который не имеет специализированного образования.

Насосы эцн в нефтяной промышленности

Наверняка вам интересно, из чего состоит ЭЦН насос для нефтяной промышленности, который столь популярен в России. Его конструкция еще проще. В состав обязательно входит:
погружной механизм;
кабельная линия для соединения с источником питания;
станция управления, предназначенная для регулировки.

Конструктивно такое оборудование схоже по конструкции с центробежными насосами(ссылка). Хотя они различаются вариантами исполнения.

ПЭЦН – погружные центробежные нефтяные насосы – это многоступенчатые (до 100 рабочих колес) центробежные агрегаты.

УПЦЭН – так маркируются установки, состоящие из нескольких насосов ПЭЦН. Они способны перекачивать до 120 тонн нефти в сутки.

Магистральные нефтяные насосы

Это специализированные гидравлические машины, которые предназначены для перекачки нефтепродуктов по магистральным, вспомогательным, а также технологическим трубопроводам. Такие насосы отличаются высокой мощностью. Устройства гарантируют беспрерывную работу и экономичность эксплуатации. Сегодня встречаются насосы магистральные нефтяные одноступенчатые и многоступенчатые.

Для того, чтобы осуществлять добычу, необходимо соблюсти определенный климатический режим. Температура насоса во время эксплуатации не должна превышать 80 градусов цельсия. Предельная вязкость — 3 см 2 /c. При этом, устройства гарантируют, что максимальный объем механических примесей в нефтепродуктах будет составлять 0,05%. Так что магистральные нефтяные насосы дают относительно чистый продукт. Сравниться с ним по данному показателю не сможет ни один другой.

Что входит в состав таких насосов?
1. Электродвигатель (может использоваться как синхронный, так и асинхронный).
2. Газовые турбины (стационарные).
3. Свободнопоршневые турбины.
4. Двигатели внутреннего сгорания (чаще всего используются дизельные).

Современные насосы магистральные нефтяные имеют одинарные уплотнения ротатора механического типа. Для стабилизации осевых и радиальных нагрузок применяются подшипники качения, выделяющиеся повышенной несущей способностью.

Погружные нефтяные насосы

Из можно разделить на две категории в зависимости от принципа работы силовой установки: бесштанговые и штанговые. В первом случае силовая установка расположена в в самом приборе и предназначается для извлечения жидкости наружу. Во втором случае используется электромотор. Механизм запускает в действие специальная штанга. Данные агрегаты способны добывать не только нефть, но и минералы.

Кроме того, вам следует знать о разнице между скважинным и водяным механизмами. У нефти достаточно высокая плотность, что приводит к увеличению нагрузки на лопасти. Кроме того, нужно помнить о вязкости. Из-за нее наибольшее распространение получили штанговые механизмы.

Приводы здесь обеспечивают необходимую вращательную энергию. Часто их называют «станками-качалками». Именно они являются основным инструментом для добычи. Для того, чтобы установить качалку, необходимо подготовить фундамент. Он состоит из платформы, стойки, а также специальной станции управления. Многие добытчики выбирают такие устройства из-за их простоты и надежности.

Достоинства и недостатки

Для начала следует рассмотреть штанговый насос. К его основным преимуществам следует отнести то, что он достаточно распространен. С обслуживанием и поиском компетентного специалиста для ремонта не возникнет никаких сложностей. Можно выбирать из широкого диапазона производительностей. Устройство используется даже при ограниченных глубинах, позволяют выкачивать из скважины вплоть до ее истощения.

У недостаткам следует отнести то, что не получится осуществлять добычу в искривленных скважинах. Кроме того, есть ограничения, связанные с размерами штанг. Попадание в скважину песка и других сыпучих материалов ухудшает эффективность добычи.

При окончательном выборе нефтяного насоса всегда следует обращать внимание на количество содержащихся в перекачиваемой среде примесей и на кинематическую вязкость среды. Потому, что к какому бы оборудованию Вы в итоге не пришли: винтовому, штанговому, магистральному или какому-то другому — рабочие параметры этого оборудования всегда будут связаны с вязкостью среды и количеством примесей в ней.

Штанговые поршневые насосы

Для подъема воды из трубчатых колодцев (скважин) применяются штанговые поршневые насосы одинарного и двойного действия.

На рисунке 61 изображена схема поршневого штангового насоса одинарного


Рис. 61 Схема простейшего штангового поршневого насоса
I — цилиндр; 2 — поршень; 3 — штанга.

действия. Насос состоит из цилиндра 1 площадью Fп, внутри которого помещен проходной поршень 2 с клапаном Кн. Поршень соединяется вилкой со штангой 3 и совершает внутри цилиндра возвратно-поступательное движение. В нижней части цилиндра помещается всасывающий клапан Кв. На верхнюю часть цилиндра навинчиваются водоподъемные трубы, а на нижнюю — всасывающие.

Насос работает следующим образом. При подъеме поршня вверх на высоту S через всасывающий клапан Кв засасывается объем воды FпS; в это же время поршень нагнетает в водоподъемную трубу такой же объем. При движении поршня вниз клапан Kн откроется, а Кв закроется, и вода, пройдя клапан Кн, заполнит пространство, которое было освобождено при движении поршня вверх. В этом случае вода в напорный трубопровод не подается. Таким образом, производительность штангового поршневого насоса одинарного действия может быть определена по изложенным выше формулам.

Штанговый поршневой насос дифференциального действия. Он отличается от рассмотренного ранее тем, что в верхней части имеет плунжер. Благодаря такому устройству он работает по принципу дифференциального- насоса. Приводится в действие штангой сплошного сечения, а другой — трубчатой; причем первая штанга помещается внутри второй. Обе штанги подсоединяются к коленчатому валу лебедки, шейки которого расположены под углом 180°. При таком устройстве поршни движутся в противоположных направлениях. При ходе вверх каждый поршень производит всасывание и нагнетание.

Производительность такого насоса определяется формулами (5-3) и (5-4). Его преимущество заключается в равномерности нагрузки обоих ходов.