2765.Оборудование для добычи нефти и газа Часть 2
..pdf7.2.11.2.Плунжеры скважинных штанговых насосов
Плунжеры скважинных штанговых насосов имеют следую щие исполнения:
П1Х — с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце и хромовым покрытием наружной поверхнос ти, П2Х — то же, без цилиндрической расточки на верхнем кон це, П1А — с кольцевыми канавками, цилиндрической расточ кой на верхнем конце и азотированной наружной поверхнос тью, П2А — то же, без цилиндрической расточки на верхнем конце, П1И — с кольцевыми канавками, цилиндрической рас точкой на верхнем конце и упрочнением наружной поверхности методом напыления, П2И — то же, без цилиндрической расточ ки на верхнем конце; П1НХ — с кольцевыми канавками, ци линдрической расточкой на верхнем конце и хромовым покры тием наружной по0еРхности и наружной присоединительной резьбой; П1НИ — с кольцевыми канавками, цилиндрической расточкой на верхнем конце, упрочнением наружной поверхно сти методом напыления и наружной присоединительной резь бой; П1Нм — с манжетными (металлическими и неметалличес кими) уплотнителями и наружной присоединительной резьбой (см. рис. 7.105 и таблицу 7.29).
Кроме указанных типов плунжеров, допускается конструк ция плунжеров с гладкой цилиндрической поверхностью и с вин
товой канавкой.
Плунжеры изготавливаются из цельнотянутых, стальных труб с толщиной стенки от 5 до 9,5 мм и длиной 1200, 1500 и 1800 мм.
Для повышения износостойкости и коррозионной стойкости плунжера применяется хромирование. Толщина хромового по крытия должна быть не менее 0,08 мм, микротвердость покры тия — HV 7,5... 11,0 ГПА (750... 1100 кгс/мм2).
Допускается вместо хромирования применять химико-тер мическую (азотир0вание)> термическую обработку (закалка ТВЧ) или нанесен*16 порошковых покрытий. В качестве фи нишной механической обработки наружной поверхности плун жера должно прим^няться последовательно шлифование и по лирование.
m m m \w
a
I
i
t.и
|
Рис. 7.105. Плунжеры: |
|
a — исполнения П1Х, П1А, П1И; |
в |
б — исполнения П2Х, П2А, П2И; |
в — исполнения П1Нм |
Технические характеристики плунжеров
Шифр
плунжера
1 П1Х-27-12 П1А-27-12 П1Х-27-18 П1А-27-18 П1Х-32-12 П1А-32-12 П1Х-32-18 П1А-32-18 П1Х-38-12 П1А-38-12 П1Х-38-15 П1А-38-15 П1Х-38-18 П1А-38-18 П1Х-44-12 П1А-44-12 П1Х-44-18 П1А-44-18 П1Х-50-12 П1А-50-12 П1Х-50-18 П1А-50-18 П1Х-57-12 П1А-57-12 П1Х-57-18 П1А-57-18 П1Х-63-12 П1А-63-12 П1Х-63-18 П1А-63-18 П2Х-27-12 П2А-27-12 П2Х-32-12 П2А-32-12 П2Х-44-12 П2А-44-12 П2Х-44-18
П2А-44-18
Наружный диаметр D
.кратный 0,025) при допуске - 0,013, мм
2
26,89-26,99
31,65-31,75
38,00-38,10
44,35—44,45
50,70-50,80
57,05-57,15
63,40-63,50
26,89-26,99
31,65-31,75
44,35-44,45
Присоединительная резьба мм
3
М24х1,5
М27 х 1,5
МЗЗ х 1,5
М38 х 1,5
М48 х1,5
М50 х1,5
М62 х2
М24х1,5
М27 х 1,5
М38 х 1,5
Длина L, мм
4
1200
1800
1200
1800
1200
1500
1800
1200
1800
1200
1800
1200
1800
1200
1800
1200
1200
1200
1800
1
П2Х-50-12 П2А-50-12 П2Х-50-18 П2А-50-18 П2Х-57-12 П2А-57-12 П2Х-57-15 П2А-57-15 П2Х-63-12 П2А-63-12 П2Х-63-18 П2А-63-18 П2Х-70-12 П2Х-70-12 П2Х-95-12 П2А-95-12
П1И-27-12
П1И-27-18
П1И-32-12 П1И-32-18
П1И-38-12 П1И-38-15
П1И-38-18
П1И-44-12 П1И-44-18
П1И-57-12
П1И-57-18
П2И-27-12
П2И-32-12
П2И-44-12 П2И-44-18 П2И-57-12 П2И-57-15
П2И-70-12
П2И-95-12
П1 Нм-44-05
П1 Нм-57-05
П1 Нм-70-05
П1 Нм-95-05
2
50,70-50,80
57,05-57,15
63,40-63,50
69,75-69,85
95,15-95,25
26,89-26,99
31,65-31,75
38,00-38,10
44,35—44,45
57,05-57,15
26,89-26,99
31,65-31,75 44,35—44,45
57,05-57,15
69,75-69,85
95,15-95,25 44,35—44,45 57,05-57,15 69,75-69,85 95,15-95,25
3
М48х1,5
М50х1,5
М62*2
М62х2
М82х2
М24x1,5
М27х1,5
М33х1,5
М38х1,5
М50х1,5
М24x1,5
М32х1,5
М38х1,5
М50х1,5
М62х2
М82х2
М38х1,5
М50х1,5
М62х2
М82х2
4
1200
1800
1200
1500
1200
1800
1200
1200
1200
1800
1200
1800
1200
1500
1800
1200
1800
1200
1800
1200
1200
1200
1800
1200
1500
1200
1200
500
500
500
500
Рабочие поверхности цилиндра и плунжера рекомендуется выполнять с разной величиной твердости для обеспечения при работки деталей и их минимального суммарного износа.
Материалы, рекомендуемые для изготовления плунжеров сква жинных штанговых насосов в зависимости от условий эксплуа тации, приведены в табл. 7.30.
|
|
Таблица 7.30 |
|
Материалы, рекомендуемые для изготовления плунжеров |
|
№ |
Материал |
Условия эксплуатации |
п/п |
|
|
1 |
2 |
3 |
1 |
Углеродистая сталь |
Некорродирующая нефть |
|
|
без абразивных компонентов |
2 |
Закаленная углеродистая |
Некорродирующая нефть |
|
сталь или углеродистая |
с малым количеством абразива |
|
сталь с твердохром и- |
|
|
рованным покрытием |
|
3 |
Углеродистая сталь с |
Некорродирующая нефть с повы |
|
твердосплавным покрытием |
шенным содержанием абразивных |
|
|
компонентов |
4 |
Углеродистая сталь, |
Обводненная нефть с невысокой |
|
низколегированная сталь |
коррозией соленой водой |
|
с твердохромированным |
и абразивными компонентами |
|
покрытием |
|
5 |
Углеродистая или |
Обводненная нефть с повышен |
|
нержавеющая сталь |
ной коррозией соленой водой |
|
углеродистая сталь с |
и абразивными компонентами |
|
твердохромированным |
|
|
покрытием |
|
6 |
Углеродистая или |
Сильно обводненная нефть |
|
нержавеющая сталь |
с повышенной коррозией соленой |
|
углеродистая сталь |
водой, без абразивных компонентов |
|
с твердохромированным |
|
|
покрытием |
|
7Нержавеющая сталь с твердосплавным покрытием
Преимущественно обводненная нефть, для тяжелых условий коррозии соленой водой с СС>2 и H2S, с высоким содержанием абразивных компонентов
8 |
Нержавеющая сталь |
Соленая вода с нефтью, для тяжелых |
|
с глиноземистым твердым |
условий коррозии соленой водой с СО2 |
|
покрытием |
и H2S, с высоким содержанием |
|
|
абразивных компонентов |
1 |
2 |
3 |
9 |
Плунжер с уплотнительным |
Смесь нефти и соленой воды, |
|
манжетами, улучшенная |
преимущественно абразивная, при |
|
углеродистая сталь |
очень низкой коррозии соленой водой |
10 |
Плунжер с уплот |
Смесь нефти и соленой воды, |
|
нительными манжетами |
преимущественно абразивная, |
|
и опорными кольцами, |
с повышенной коррозией |
|
нержавеющая сталь |
соленой водой |
11 |
Плунжер с пазами для |
Смесь нефти и соленой воды, |
|
установки уплотнительных |
преимущественно абразивная, |
|
колец, улучшенная |
при низкой коррозии соленой водой |
|
углеродистая сталь |
|
В зависимости от величины зазора между плунжером и ци линдром предусмотрены группы посадок, указанные в табли це 7.31.
|
|
Таблица 7.31 |
|
Группы посадок сопряжения |
|
|
«плунжер — цилиндр» |
|
Группа |
Минимальный |
Максимальный зазор |
посадки |
зазор, мм |
с учетом допуска на изготовление |
|
|
цилиндра и плунжера, мм |
1 |
0,0 |
0,063 |
2 |
0,025 |
0,088 |
3 |
0,050 |
0,113 |
4 |
0,075 |
0,138 |
5 |
0,100 |
0,163 |
7.2.11.3. Клапаны скважинных штанговых насосов
Клапаны скважинных штанговых насосов могут иметь два исполнения по конструкции седла клапана — с цилиндричес ким седлом и с цилиндрическим седлом с буртом (рис. 7.106). Оба исполнения по конструкции могут иметь нормальный и уменьшенный диаметр шарика.
В зависимости от характера откачиваемой среды детали кла панов изготавливаются из различных материалов, приведенных в таблице 7.32.
Таблица 7.32
Материалы деталей клапанов скважинных штанговых насосов
№
Материал шара
п/п
1 Нержавеющая закаленная сталь
2Нержавеющая закаленная сталь
3Нержавеющая закаленная сталь
4 Нержавеющая закаленная сталь
Материал седла
Нержавеющая закаленная сталь
Спеченный металлопорошок
Твердый сплав (карбид вольфрама)
Нержавеющая закаленная сталь с кольцом из твердого сплава (карбид вольфрама)
5Твердый сплав (карбид вольфрама)
6Металлокерамика
7
Стеллит (сплав кобальта, никеля и хрома)
Твердый сплав (карбид вольфрама)
Нержавеющая закаленная сталь с кольцом из твердого сплава (карбид вольфрама)
Стеллит (сплав кобальта, никеля и хрома)
Технические характеристики клапанов представлены в табл. 7.33.
о о
Технические характеристики клапанов
|
Нормальный размер шара |
|
||
Обозначение |
|
Размеры, в мм |
|
|
Диаметр |
Диаметр |
Высота |
||
клапана |
||||
|
седла |
шарика |
клапана |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
К-223-159 |
22,35 |
15,875 |
23,1-24,4 |
|
К-223-175 |
22,35 |
17,462 |
24,3-25,5 |
|
К-253-190 |
25,35 |
19,05 |
25,4-26,7 |
|
К-253-222 |
25,35 |
22,225 |
27,9-29,1 |
|
К-313-238 |
31,35 |
23,813 |
31,5-32,8 |
|
К-363-270 |
36,35 |
26,988 |
33,9-35,2 |
|
|
Уменьшенный размер шара |
|
|
Обозначение |
|
Размеры, в мм |
|
Диаметр |
Диаметр |
|
|
клапана |
Высота клапана |
||
|
седла |
шарика |
|
|
|
||
5 |
6 |
7 |
8 |
К-223-143 |
22,35 |
14,288 |
21,9-23,2 |
—— — —
К-253-175 |
25,35 |
17,468 |
24,3-25,5 |
—— — —
КБ-313-238 |
31,35 |
23,813 |
31,5-32,8 |
КБ-313-222 |
31,35 |
22,225 |
30,4-31,6 |
КБ-363-270 |
36,35 |
26,988 |
33,9-35,2 |
КБ-363-254 |
36,35 |
25,4 |
32,8-34 |
К-363-286 |
36,35 |
28,575 |
35,1-36,4 |
КБ-363-286 |
36,35 |
28,575 |
35,1-36,4 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
К-423-317 |
42,35 |
31,75 |
37,4 |
-38,8 |
|
К-483-349 |
48,35 |
34,925 |
39,8 |
-41,1 |
|
К-483-381 |
48,35 |
38,1 |
42,2 |
-43,5 |
|
К-603-429 |
60,35 |
42,862 |
50,8 |
-52,1 |
|
К-603-508 |
60,35 |
50,8 |
56,7 |
-58,1 |
|
К-738-540 |
73,8 |
53,975 |
59- |
60,4 |
|
К-798-600 |
79,8 |
60 |
68,5-70,0 |
||
К-798-698 |
79,8 |
69,8 |
75,877,3 |
||
К-878-698 |
87,8 |
75,877,3 |
|||
|
|||||
К-978-730 |
97,8 |
73,025 |
78,2 |
-79,7 |
|
К -1038-762 |
103,8 |
76,2 |
80,6-82,1 |
||
5 |
6 |
7 |
|
8 |
КБ-423-317 |
42,35 |
31,75 |
37,4-38,8 |
|
КБ-483-349 |
48,35 |
34,925 |
39,8 |
-41,1 |
КБ-483-317 |
48,35 |
31,75 |
37,4-38,8 |
|
КБ-483-381 |
48,35 |
38,1 |
42,2-43,5 |
|
КБ-603-429 |
60,35 |
42,862 |
50,8 |
-52,1 |
КБ-603-381 |
60,35 |
38,1 |
42,2 |
-43,5 |
КБ-603-508 |
60,35 |
50,8 |
56,7-58,1 |
|
К-738-508 |
73,8 |
50,8 |
56,7-58,1 |
|
КБ-798-600 |
79,8 |
60,0 |
68,5-70 |
|
КБ-798-698 |
79,8 |
69,85 |
75,8-77,3 |
|
КБ-878-600 |
87,8 |
60,0 |
68,5-70 |
|
К-978-762 |
97,8 |
76,2 |
80,6-82,1 |
|
— |
— |
— |
— |
|
Рис. 7.106. Конструктивное исполнение седел клапанов:
а— клапан КБ; б — клапан К
7.2.11.4.Замковые опоры, уплотнительные элементы, автосцепы, сливные устройства
и штоки скважинных штанговых насосов
Замковая опора (якорь) вставных штанговых насосов вместе с уплотнением насоса должна обеспечивать герметичное зак репление насоса в опорной муфте колонны НКТ на заданной глубине скважины.
Вставные штанговые насосы с неподвижным цилиндром мо гут иметь в зависимости от исполнения замковые опоры в верх ней или в нижней части насоса. Насосы с подвижным цилинд ром могут иметь замковые опоры только в нижней части насоса.
Замковая опора может иметь механический или гидравличес кий якорь, который должен предотвращать срыв насоса под дей ствием усилий трения, возникающих между цилиндром и дви жущимся вверх плунжером.
Механический якорь должен обеспечивать фиксацию и уп лотнение вставного насоса за счет силового воздействия и гео метрического замыкания.
Механический якорь опоры типа 31 располагается в верхней части вставного насоса и состоит из фиксирующего и уплотни тельного устройства (рис. 7.107, а). Фиксирующее устройство имеет цанговую пружину и ответную деталь — упорный ниппель. Уп-