1.12. Скважинные поршневые насосы

Самым распространенным способом добычи нефти является откачка при помощи глубинных насосов из скважин. Для откачки жидкости применяют штанговые глубинные насосы с двигателем, установленным на поверхности земли, от которого движение к насосу, спущенному в скважину, передается колонной насосных штанг.

Скважинные насосы обладают рядом достоинств: простотой конструкции; возможностью откачки жидкости из нефтяных скважин, когда другие способы эксплуатации неприемлемы или экономически невыгодны; механизацией процесса откачки; простотой регулирования отбора жидкости и обслуживания установки.

Штанговый насос является поршневым насосом прямого действия с проходным поршнем. Общая схема установки глубинного штангового насоса представлена на рис. 1.15. Цилиндр 7 насоса опускается в скважину на насосных трубах 5 на некоторую глубину под уровень жидкости.

Всасывающий шаровой клапан 10 установлен на нижнем конце цилиндра. Нагнетательный шаровой клапан 8 помещается в верхнем или нижнем конце плунжера 9. На насосных штангах 6 спускают плунжер, подвешиваемый на колонне насосных штанг с помощью специальной клетки. Через сальниковый шток 1 верхний конец штанг при помощи специальной подвески 2 крепят к головке балансира 3 станка-качалки. Он качается на опоре (оси) 4, укрепленной на стойках. Балансир приводится в действие с помощью кривошипно-шатунного механизма, при этом происходит возвратно-поступательное движение штанг и соединенного с ними плунжера. При ходе штанг и плунжера вверх вследствие давления жидкости на всасывающий клапан снизу и снижения давления в цилиндре клапан поднимается и нефть поступает в насос. Нагнетательный клапан давлением вышележащего столба жидкости в насосных трубах в это время закрыт.

При движении штанг и плунжера вниз под собственным весом нижний (всасывающий) клапан закрывается, верхний (нагнетательный) открывается и жидкость идет вверх через полый плунжер в подъемные трубы. При дальнейших ходах плунжера уровень жидкости, повышаясь в подъемных трубах, достигает устья скважины, затем она направляется в выкидную линию.

1.13. Эксплуатация поршневых насосов

При установке насоса необходимо придерживаться следующих основных правил:

1. Трубопроводы, как всасывающий, так и напорный, не должны иметь резких поворотов. Количество запорных устройств я колен, установленных на трубопроводах, должно быть минимальным.

2. Всасывающий трубопровод должен быть, по возможности, коротким и проложен с подъемом по направлению к насосу во избежание образования воздушных мешков.

3. При возможности засорения всасываемой жидкости в начале всасывающего трубопровода необходимо установить фильтр.

4. При работе насоса с подпором в начале всасывающего трубопровода необходимо установить задвижку.

5. Соединения всасывающего трубопровода должны быть герметичными.

6. На напорном трубопроводе непосредственно у насоса должна быть установлена задвижка.

7. На всасывающем и напорном трубопроводах, ближе к насосу, должны быть установлены воздушные колпаки и предусмотрено устройство для пополнения напорного колпака сжатым воздухом.

8. В соответствующих местах насоса или на всасывающей и напорной трубах непосредственно у насоса должны быть установлены вакуумметр и манометр.

При пуске насоса необходимо придерживаться следующих основных правил:

1. Новый насос следует очистить керосином от консервирующей смазки. Вся система смазки должна быть очищена и заполнена маслом; места трения необходимо смазать. Нужно вручную повернуть шкив насоса так, чтобы поршни беспрепятственно прошли оба крайних положения в цилиндрах, и убедиться в том, что насос собран правильно и в цилиндрах нет посторонних предметов.

2. Если насос должен работать при высоте всасывания более 4 м, а рабочие камеры гидравлической части пусты, то их, а также всасывающий трубопровод при наличии на нем приемного клапана, следует заполнить перекачиваемой жидкостью.

При отсутствии приемного клапана необходимо установить вакуум-насос для отсасывания воздуха из рабочих камер и всасывающего трубопровода.

3. Задвижки на напорном и всасывающем трубопроводах должны быть полностью открыты.

4. Двигатель запускают, если это возможно, при пониженном числе оборотов, которое постепенно доводят до нормального. Если такой способ пуска невозможен, то на период пуска посредством обводной линии и задвижки жидкость перепускают из напорной линии во всасывающий трубопровод или приемный резервуар. Убедившись в нормальной работе насоса, задвижку на обводной линии постепенно перекрывают и по достижении нужного напора открывают задвижку на напорной линии, а на обводной закрывают.

При работе насоса необходимо соблюдать следующие основные условия:

1. Следить за показаниями манометров, вакуумметров и других измерительных приборов.

2. Следить за исправной работой смазочных приборов и устройств и контролировать расход масла.

3. Поддерживать нормальный запас сжатого воздуха в напорных воздушных колпаках, который должен занимать приблизительно 2/3 объема колпака.

4. Следить за состоянием уплотнений сальников и плотностью соединений гидравлической части.

5. При внезапном изменении режима работы, появлении стуков, чрезмерном нагреве движущихся частей насос следует остановить, выяснить причины ненормальности и устранить их. Снижение подачи насоса может произойти при засорении сетки приемного трубопровода, повреждении всасывающего или нагнетательного клапана, проникании воздуха через сальник гидравлической части. Подача может снизится при сработке поршневых колец, износе цилиндровых втулок. Причинами появления стука в насосе могут быть нарушение высоты подъема клапана, ослабление гайки, затягивающей поршень на штоке, попадание в цилиндр постороннего предмета, избыток воздуха в нагнетательном колпаке.

6. Через каждые 500... 1000 часов работы в зависимости от условий эксплуатации следует проводить текущий ремонт. При этом нужно осмотреть и устранить обнаруженные дефекты клапанов, поршневых колеи, сальниковых набивок, деталей приводного механизма, подтянуть все болтовые соединения.

7. Через каждые 4...5 тыс. часов работы рекомендуется разобрать насос, осмотреть все детали, заменить изношенные, в остальных устранить замеченные неисправности.