Штанговая насосная установка
ВВЕДЕНИЕ
Нефть играет важную роль в нашей жизни. Сегодня невозможно себе представить, как бы выглядела жизнь на планете без нефтегазового производства и поэтому усилия ученых, направленные на изучение процессов, связанных с нефтеобразованием, добычей и переработкой нефти являются на сегодняшний день одной из насущных задач, стоящих перед человечеством.
Нефтяная промышленность является одной из ведущих и быстро развивающихся отраслей нашего народного хозяйства. Густо населенные районы Центра и Северо - Запада России, являющиеся крупными потребителями, не имеют нефтяных месторождений, а в остальных областях расположенных западнее Волги, добыча ничтожна. Увеличение добычи нефти в Западной Сибири существенно определяет обеспечение других районов нефтью и нефтепродуктами.
Нефтегазовый комплекс России в настоящее время - это 13% промышленной продукции страны, 19% доходов федерального бюджета, 46% всего экспорта. В России функционирует около 200 нефтегазодобывающих предприятий, включая крупнейшие компании и мелкие самостоятельные организации. В разработке находится 1137 месторождений. Эксплуатационный фонд скважин составляет 131500, из них неработающих 58000 скважин (44%), в том числе бездействующих - 32900, в консервации - 25100.
При насосной эксплуатации нефтяных скважин наиболее распространенными являются штанговые скважинные установки (ШСНУ), установки погружных центробежных электронасосов (УЭЦН), установки электровинтовых насосов (УЭВН). К недостаткам УЭВН можно отнести очень узкую область применения по подачам и напорам. При подаче 4м³/сут. напор насоса составляет 2000 м, а при подаче 16м³/сут. напор составляет 750м. Для УЭЦН характерно применение в высокодебитных скважинах.
Наиболее распространенным видом механизированной добычи нефти являются установки скважинных штанговых насосов (ШСНУ), которыми в странах СНГ оборудовано свыше 57 % общего фонда нефтяных скважин. С точки зрения экономических возможностей ШСНУ обеспечивают высокий напор в диапазоне подач от 5 до 50 м³/сут. В области подач от 1 до 40 м³/сут. ШСНУ имеет более высокий к.п.д. по сравнению с другими способами добычи нефти, и при подаче, равной 35 м³/сут., он может достигать максимального значения (37%). Таким образом, применение ШСНУ для работы в условиях малого дебита скважин является наиболее выгодным.
1 УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПОЛИРОВАННОГО ШТОКА
1.1 Обзор существующих конструкций
1.1.1 Штанговые насосные установки с механическим приводом
В основу эксплуатации скважин насосами с механическим приводом положено использование объёмного насоса, спускаемого в скважину и приводимого в действие приводом, расположенным на поверхности. Привод и скважинный насос соединены посредством механической связи.
Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми насосами - наиболее распространенный способ добычи нефти, охватывающий свыше 62% действующего фонда скважин.
Штанговая насосная установка
Современными штанговыми насосными установками можно добывать нефть из одного или нескольких пластов скважин глубиной до 3500 м с дебитом жидкости до нескольких сотен тонн в сутки.
Штанговая насосная установка для эксплуатации одно пластового месторождения состоит из станка-качалки, оборудования устья скважины, колонны насосных штанг, колонны подъемных труб и скважинного штангового насоса. Для одновременной раздельной добычи нефти из двух пластов одной скважиной выпускаются установки УГР – с последовательно соединенными насосами, УГНР – с двумя параллельно подвешенными насосами и УНР – с одним насосом. Наземное оборудование установок типа УГР и УНР однотипно применяемому для добычи нефти из одного пласта скважины [7].
Ш
Штанговая насосная установка изображённая на рисунке 1.1 состоит из скважинного насоса 2,насосных штанг 3,насосно-компрессорных труб 4, тройника 5,устьевого сальника 6,сальникового штока 7, канатной подвески 8,станка-качалки 9.
В нижней части на приеме скважинного насоса устанавливают фильтр 1 для сепарации нефти от свободного газа и песка, вредно влияющих на подачу насоса. Скважинный насос опускают в скважину под уровень жидкости.
Возвратно-поступательное движение плунжера насоса, подвешенного на штангах, обеспечивает подъем жидкости из скважины на поверхность. При содержании в продукции скважины парафина на штангах устанавливают скребки, очищающие внутренние стенки насосно-компрессорных труб.
В зависимости от глубины скважины, дебита и других факторов подбирают станок-качалку, диаметр насосно-компрессорных труб, штанг и скважинного насоса, устанавливают необходимую длину хода и число качаний.