Эксплуатации скважин ШСНУ

ШГНУ предназначены для эксплуатации низкои среднедебитных скважин, но очень чувствительны к ряду осложняющих факторов, среди которых самыми весомыми являются кривизна ствола скважины, обводненность продукции, наличие механических примесей.

Рисунок 2 Схема установки скважинного штангового насоса 1 — фильтр; 2 — скважинный насос; 3 — насосно-компрессорные трубы; 4 — насосные штанги; 5 — тройник; 6 — устьевой сальник; 7 — сальниковый шток; 8 — стойка СК; 9 — траверсы канатной подвески; 10 — головка балансира; 11 — фундамент; 12 — канатная подвеска; 13 — балансир; 14 — шатун; 15 — кривошип; 16 — редуктор; 17 — ведомый шкив; 18 — клиноременная передача; 19 — электродвигатель; 20 — противовес; 21 — рама; 22 — ручной тормоз; 23 — салазка электродвигателя.

Оборудование ШСНУ включает:

Наземное оборудование.

Фонтанная арматура.

Обвязка устья скважины.

Станок-качалка.

Подземное оборудование.

Насосно-компрессорные трубы.

Насосные штанги.

Штанговый скважинный насос.

Различные защитные устройства (газовый или песочный якорь, фильтр и т. д.).

В скважине, оборудованной ШСНУ, подача жидкости осуществляется глубинным плунжерным насосом, который приводится в действие с помощью специального привода (станка-качалки) посредством колонны штанг. Станок-качалка преобразует вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение подвески штанг.

При ходе плунжера вверх в межклапанном пространстве цилиндра создается разрежение, за счет чего открывается всасывающий клапан (шарик поднимается с седла) и цилиндр заполняется при закрытом нагнетательном клапане. Последующим ходом плунжера вниз межклапанный объем сжимается, открывается нагнетательный клапан и поступившая в цилиндр жидкость перетекает в зону над плунжером при закрытом всасывающем клапане. Периодически совершаемые плунжером перемещения вверх и вниз обеспечивают откачку пластовой жидкости и нагнетание ее на земную поверхность.

В настоящее время на промыслах используют станки-качалки по ГОСТ 5866–76. Предусмотрен выпуск станков-качалок дезаксиального типа шести размеров по ОСТ 26−16−08−87. Принципиальное отличие дезаксиальных станков-качалок от ранее применявшихся в том, что они обеспечивают разное время хода штанг вверх и вниз, что значительно снижает влияние нагрузок на колонну штанг.

Скважинные штанговые насосы представляют собой вертикальную одноступенчатую и одноплунжерную конструкцию одинарного действия с цельным неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером, нагнетательным и всасывающим клапанами.

Насосы выпускают следующих типов:

НВ1 — вставные с замком наверху НВ2 — вставные с замком внизу НН — невставные без ловителя НН1 — невставные с захватным штоком НН2 — невставные с ловителем Б — цилиндр насоса безвтулочный С — цилиндр насоса с втулками.

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.

Рисунок 3 Схема вставных скважинных насосов 1 — впускной клапан; 2 — цилиндр; 3 — нагнетательный клапан; 4 — плунжер; 5 — штанга; 6 — замок.

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.

Условные диаметры скважинных насосов выбираются из следующего стандартного ряда:27 (29), 32, 38, 44, 50, 57, 63, 70, 95, 120 мм. Длина плунжера выбирается в зависимости от требуемого напора насоса. Выбор насоса осуществляется с учетом состава откачиваемой жидкости, ее свойств, дебита и глубины его спуска. Диаметр НКТ выбирают в зависимости от типа и условного размера насоса.

Насосная штанга предназначена для передачи возвратно-поступательного движения плунжера насоса. Штанга представляет собой стержень круглого сечения с утолщенными головками на концах.

Рисунок 5 Схема насосной штанги.

Выпускаются штанги из легированных сталей диаметром (по телу) 16, 19, 22, 25 мм и длиной 8м — для нормальных условий эксплуатации.

Для регулирования длины колонн штанг с целью нормальной посадки плунжера в цилиндр насоса имеются также укороченные штанги (футовки) длиной 1; 1,2; 1,5; 2 и 3 м. Штанги соединяются муфтами. Имеются также трубчатые (наружный диаметр 42 мм, толщина 3,5мм). Для изготовления насосных штанг используют сталь следующих марок: 40, 20Н2М, 15Н3МА, 15Х2НМФ, 30ХМА, 15Х2ГНМФ.

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 затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважин и подвешивания колонны НКТ.

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

Рисунок 6 Схема устьевого оборудования ОУ-140−146/168−65Б. 1-крестовина; 2-конусная подвеска; 3-резиновые уплотнения; 4-разъемный фланец; 5-патрубок; 6-тройник; 7-задвижка; 8-устьевой сальник СУС2; 9,11-обратный клапан; 10-кран; 12-пробка.

Устьевой сальник герметизирует выход устьевого штока с помощью сальниковой головки и обеспечивает отвод продукции через тройник.

Тройник ввинчивается в муфту НКТ. Наличие шарового соединения обеспечивает самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью НКТ, исключает односторонний износ уплотнительной набивки и облегчает смену набивки.

Колонна НКТ подвешена на конусе в крестовине и расположена эксцентрично относительно оси скважины, что позволяет проводить спуск приборов в затрубное пространство через специальный устьевой патрубок с задвижкой.

Конструкция скважины — совокупность данных о расположении обсадных труб с указанием глубины их спуска в скважину и диаметре, о глубинах перехода с большего диаметра на меньший, об интервалах цементирования затрубного пространства. Конструкция скважин в основном одноколонная (состоит только из эксплуатационной колонны) и двухколонная (при наличии одной промежуточной и эксплуатационной колонн).

Таблица 2.

Технический режим скважин, оборудованных УШГН.