Лопухов А.Н. Справочник инженера по добычи нефти Том 1
Подождите немного. Документ загружается.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
320
Чтобы плунжер довести до цилиндра насоса без повреждений через
трубы, последние должны иметь внутренний диаметр больше наружного
диаметра плунжера (примерно на 6мм). Для извлечения невставного
насоса в случае замены или ремонта необходимо сначала извлечь штанги
с висящим на их конце плунжером, а затем насосные трубы с висящим на
их конце цилиндром насоса.
Вставные насосы. Цилиндр, в сборе с плунжером и клапанами
спускается на штангах. В этом случае на конце насосных труб заранее
устанавливается специальное посадочное устройство - замковая опора, на
которой происходит посадка и уплотнение насоса. Для извлечения
вставного насоса в случае ремонта достаточно извлечь только штанги,
вместе с которыми извлекается весь насос.
Поскольку при вставном насосе через трубы данного диаметра
пропускается не только плунжер, но и цилиндр вместе с кожухом, то
диаметр плунжера вставного насоса должен быть намного меньше
диаметра трубного. Поэтому подача вставного насоса при трубах данного
диаметра всегда меньше подачи невставного.
Общая характеристика насосов. На рисунке 4.35 показаны
принципиальные схемы невставных (рисунок 4.35, а, б) и вставного
(рисунок 4.35, в) насосов.
Как видно из рисунка (см. рис. 4.35, а), в НГН-1 всасывающий
клапан 5 держится в седле конуса 6 и соединен с плунжером 3
специальным штоком 7. Это позволяет при подъеме штанг, а
следовательно, и плунжера сразу извлечь всасывающий клапан 5. Такая
операция необходима не только для замены или ремонта клапана, но и для
спуска жидкости из насосных труб перед их подъемом. Однако наличие
длинного штока не позволяет установить в нижней части плунжера
второй нагнетательный, клапан для уменьшения вредного пространства и
повышения надежности работы насоса. Кроме того, наличие штока
внутри плунжера ограничивает ход последнего, и в насосах этой
конструкции он не превышает 1м.
В насосах НГН-2 (см. рис. 4.35, б) - два нагнетательных клапана.
Это существенно уменьшает (на объем плунжера) объем вредного
пространства и повышает коэффициент наполнения при откачке
газированной жидкости. У этих насосов для посадки и извлечения
всасывающего клапана 5 имеется специальный ловитель 9, которым
захватывается шток 10. После спуска плунжера на штангах и посадки
всасывающего клапана на конус поворотом штанг ловитель разъединяется
от штока, и плунжер может производить возвратно-поступательное
движение с любой допускаемой длиной цилиндра величиной хода. Перед
подъемом насоса для его ремонта необходимо ловителем захватить шток
конуса. Это осуществляется поворотом штанг по часовой стрелке при
посаженном плунжере до отказа. Если операция ловли конуса неудачна,
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
321
то насосные трубы приходится поднимать вместе с жидкостью, что
сильно осложняет работу бригады текущего ремонта.
Вставные насосы НГВ-1 имеют один или два клапана,
размещенные в верхней и нижней части плунжера.
Поскольку на штангах извлекается и опускается весь насос в сборе,
то отпадает необходимость иметь ловитель или шток для подъема
всасывающего клапана.
Отечественные насосы имеют следующие номинальные диаметры
цилиндров, мм:
НГН - 1 28 32 43 55 68
НГН - 2 28 32 38 43 55 68 82 93
НГВ - 3 28 32 38 43 55 68
Фактические диаметры могут отличаться от номинальных на 1-2мм
в большую сторону (для 93-мм насоса фактический диаметр может
доходить до 96 мм). Это объясняется повторным использованием, как
плунжеров, так и цилиндров, а также и других деталей насосов после их
реставрации на заводах или в мастерских.
Цилиндры насосов. Цилиндры собираются из коротких (0,3 м)
стальных или чугунных втулок, вставляемых на специальной оправке в
кожух и сжатых с торцов муфтами кожуха. Число втулок в насосах НГН-1
- от 2 до 7, что обеспечивает ход плунжера до 0,9 м; в насосах НГН-2 - от
6 до 24 и в насосах НГВ-1 - от 9 до 27, что обеспечивает ход плунжера до
6м. В некоторых случаях цилиндры короткоходовых насосов
изготовляются из цельной стальной трубы с гладкообработанной
внутренней поверхностью. Длинные цельные цилиндры изготовить
технически трудно, так как при этом не удается выдержать необходимую
точность.
Конструктивно вставные насосы несколько сложнее невставных.
Все насосы по зазору между плунжером и цилиндром делятся на
три группы посадки:
Группа посадки I II III
Зазор, мкм 20 - 70 70 - 120 120 - 170
Насосы III группы посадки, как правило, применяются для
неглубоких скважин при откачке вязких нефтей и эмульсий и при
больших отборах жидкости. Насосы II группы посадки применяются при
средних глубинах и откачке масляной нефти. Насосы I группы применяют
для глубоких скважин при откачке масляной нефти при полном
отсутствии песка в откачиваемой жидкости.
Плунжеры насосов. Плунжеры изготавливаются из стальных труб
стандартной длины 1,2м. Наружная поверхность - полированная
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
322
хромированная. Плунжеры бывают гладкие (рисунок 4.36, а), с
кольцевыми канавками (рисунок 4.36, б), с винтовой канавкой (рисунок
4.36, в) и типа «пескобрей» (рисунок 4.36, г).
Кроме того, имеются плунжеры, армированные тремя или четырьмя
резиновыми кольцами, которые применяются в насосах НГН-2Р, что
означает: насос глубинный невставной типа 2 с плунжером, имеющим
резиновые кольца (Р).
Если цилиндр насоса безвтулочный, а плунжер с резиновыми
кольцами, то к шифру будет добавлена буква Б, например, НГН-1РБ
(буква Б означает безвтулочный). Насосы с гуммированным
(обрезиненным) плунжером разработаны в Грозном и применяются в
неглубоких скважинах.
Рисунок 4.36 – Плунжеры насосов
Клапаны насоса (рисунок 4.37, 4.38). Наиболее быстро
изнашиваемым узлом в насосе является клапан. Непрерывные удары
шарика по седлу под действием столба жидкости в течение длительного
времени разбивают поверхность контакта, и герметичность клапана
нарушается. Особенно тяжелые условия для работы клапана создаются
при откачке жидкости с абразивной взвесью (песок) и при наличии
коррозионной среды.
На верхнем переводнике каждого вставного и невставного насоса
выбивается клеймо, на котором отмечаются 1 - товарный знак завода-
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
323
изготовителя, 2 - заводской номер насоса, 3 - шифр насоса, условный
диаметр, допустимая длина хода плунжера и максимальная глубина
спуска, 4 - год выпуска насоса.
Кроме того, на кожухе каждого насоса у верхнего его конца
наносится шифр насоса (по трафарету эмалевой краской), например,
НГН2-43-4200-II-П-120. Это означает: насос невставной 2-го типа
диаметром 43 мм с максимальным ходом плунжера до 4200 мм, II-й
группы пригонки с плунжером типа пескобрей (П) с давлением
опрессовки 120атм. (12МПа). Все насосы, кроме того, снабжаются
паспортом с указанием всех технических данных.
Рисунок 4.37 - Клапанные узлы: а - нагнетательный клапан для
насосов НГН-1 (43, 55 и 68 мм); б - всасывающий клапан для насосов
НГН-1 (43, 55 и 68мм);
1 - клетка клапана; 2 - шарик; 3 - седло клапана; 4 - ниппель или ниппель-конус
Необходимо также указать на существование специальных насосов,
спускаемых на трубчатых штангах. Их шифр содержит букву Т, например
НГН2Т. Это означает: насос глубинный невставной типа 2, для трубчатых
штанг. При откачке жидкости с большим содержанием песка и взвеси, для
предотвращения попадания этой взвеси в зазор между цилиндром и
плунжером и заклинивания, откачиваемая жидкость из плунжера попадает
не в насосные трубы, а в полые (трубчатые) штанги и по ним поднимается
на поверхность. В качестве трубчатых штанг используются те же трубы,
но малого диаметра (48 - 60мм). Принципиальное отличие насосов для
трубчатых штанг состоит только в том, что нагнетательный клапан (один
или два) располагается в нижней части плунжера. Верхняя часть
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
324
плунжера через специальный переводник соединяется с трубчатыми
штангами. Поэтому жидкость не попадает в пространство между
насосными трубами и трубчатыми штангами. В остальном конструкция
этих насосов не отличается от обычных. Насосы для трубчатых штанг
могут быть как вставные, так и невставные. Кроме того, разработаны
конструкции специальных насосов других типов и назначений, например
для раздельной добычи нефти.
Рисунок 4.38 - Нижний нагнетательный клапан насосов НГН-2
с ловителем для захвата штока всасывающего клапана:
1 - клетка клапана; 2 - шарик; 3 - седло клапана; 4 - корпус ловителя; 5 - ловитель
Вставные и невставные (трубные) насосы
Скважинные насосы изготовляются следующих типов:
НВ 1 – вставные с замком наверху;
НВ 2 – вставные с замком внизу;
НН – невставные без ловителя;
НН 1 – невставные с захватным штоком;
НН 2 – невставные с ловителем.
Выпускаются насосы следующих конструктивных исполнений:
по конструкции (исполнению) цилиндра: Б – с толстостенным
цельным (безвтулочным) цилиндром; С – с составным (втулочным)
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
325
цилиндром;
по конструктивным особенностям, определяемым
функциональным назначением (областью применения): Т – с полым
(трубчатым) штоком, обеспечивающим подъем жидкости по каналу
колонны трубчатых штанг; А – со сцепляющим устройством (только для
насосов типа «НН»), обеспечивающим сцепление колонны насосных
штанг с плунжером насоса; Д1 – одноступенчатые, двухплунжерные,
обеспечивающие создание гидравлического тяжелого низа; Д2–
двухступенчатые, двухплунжерные, обеспечивающие двухступенчатое
сжатие откачиваемой жидкости (насосы, кроме исполнений Д1 и Д2 –
одноступенчатые, одноплунжерные);
по стойкости к среде: без обозначения – стойкие к среде с
содержанием механических примесей до 1,3г/л (нормальные); И – стойкие
к среде с содержанием механических примесей более 1,3г/л
(абразивостойкие).
В условном обозначении насоса, например НН2БА-44-18-15-2,
первые две буквы и цифра указывают тип насоса, следующие буквы –
исполнение цилиндра и насоса, первые две цифры – диаметр насоса,
последующие – длину хода плунжера в мм и напор в метрах,
уменьшенные в 100 раз и последняя цифра – группу посадки. На рисунке
4.35 показаны принципиальные схемы невставных (а и б) и вставного (в)
насосов.
Рекомендуемая область применения скважинных насосов
Таблица 4.73
Штанговый насос
Условный размер, мм
Длина хода, мм
Содержание
меха
нических примесей,
г/л
Вязкость добываемой
жидкости, Пас, не более
Объемное содержание
свободного газа, %, не
более
рН, водородный
показатель
1 2 3 4 5 6 7
НВ1Б
29; 32; 38;
44; 57
1200 – 6000
НВ2Б
32; 38; 44;
57
1800 – 6000
До 1,3 0,025 10
4,2 –
6,8
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
326
Продолжение таблицы 4.73
1 2 3 4 5 6 7
НН2Б
32; 44; 57;
70; 95
1200 – 4500
НВ1С
29; 32; 38;
44; 57
1200 – 3500
НН2С
32; 44; 57;
70; 95
1200 – 3500
НН1С
29; 32; 44;
57
900
НН2БУ 44; 57 1800 – 3500
ННБА 70; 95; 102 2500 – 4500
До 1,3
4,2 –
6,8
НВ1Б…И
29; 32; 38;
44; 57
1200 – 6000
НН2Б…И
32; 44; 57;
70; 95
1200 – 4500
НВ1БТ..И
НН2БТ..И
44; 57 1200 - 3000
Более
1,3
0,025 10
6,0 –
8,0
НВ1БД1
38/57;
57/44
1800 – 3500
ННБД1
44/29;
57/32;
70/44
1800 – 3000
0,300 10
НВ1БД2 38/57 1800 – 3500
До 1,3
0,025 25
4,2 –
6,8
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
327
Техническая характеристика скважинных насосов исполнения НВ1С
Таблица 4.74
Габаритные
размеры, мм, не
более
Насос
Диаметр насоса, мм
Длина хода плунжера,
мм
Идеальная подача при
10- и 2-ных ходах в
мин., м
3
/сут
Напор, м
Длина плунжера, мм
Присоединительная
резьба к штангам
ГОСТ13877 - 80
диаметр D
длина L
Масса, кг, (не более)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
НВ1С-29-12-15 29 1200 11,4 1500 1200 Ш 19 48,2 4000 36,0
НВ1С-29-18-15 29 1800 17,1 2500 1800 Ш 19 48,2 4600 42,3
НВ1С-29-18-25 29 1800 17,1 2500 1800 Ш 19 48,2 5200 48,0
НВ1С-29-25-15 29 2500 23,8 1500 1200 Ш 19 48,2 5200 48,0
НВ1С-29-25-25 29 2500 23,8 2500 1800 Ш 19 48,2 5800 53,5
НВ1С-29-30-15 29 3000 28,5 1500 1200 Ш 19 48,2 5800 53,5
НВ1С-29-30-25 29 3000 28,5 2500 1800 Ш 19 48,2 6400 59,5
НВ1С-32-12-15 32 1200 14,0 1500 1200 Ш 19 48,2 4000 33,0
НВ1С-32-18-15 32 1800 21,0 2200 1800 Ш 19 48,2 4600 39,0
НВ1С-32-18-22 32 1800 21,0 2200 1800 Ш 19 48,2 5200 45,0
НВ1С-32-25-15 32 2500 29,0 1500 1200 Ш 19 48,2 5200 45,0
НВ1С-32-25-22 32 2500 29,0 2200 1800 Ш 19 48,2 5800 49,0
НВ1С-32-30-15 32 3000 35,0 1500 1200 Ш 19 48,2 5800 49,0
НВ1С-32-30-22 32 3000 35,0 2200 1800 Ш 19 48,2 6400 53,5
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
328
Продолжение таблица 4.74
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
НВ1С-38-12-15 38 1200 20,0 1500 1200 Ш 19 59,7 4100 52,0
НВ1С-38-18-15 38 1800 29,5 2000 1500 Ш 19 59,7 4700 62,5
НВ1С-38-18-20 38 1800 29,5 2000 1500 Ш 19 59,7 5000 64,5
НВ1С-38-25-15 38 2500 41,0 1509 1200 Ш 19 59,7 5300 69,5
НВ1С-38-25-20 38 2500 41,0 2000 1500 Ш 19 59,7 5600 72,5
НВ1С-38-30-15 38 3000 49,0 1500 1200 Ш 19 59,7 5900 77,5
НВ1С-38-30-20 38 3000 49,0 2000 1500 Ш 19 59,7 6200 81,5
НВ1С-38-35-15 38 3500 57,5 1500 1200 Ш 19 59,7 6500 85,5
НВ1С-38-35-20 38 3500 57,5 2000 1500 Ш 19 59,7 6800 88,5
НВ1С-44-12-15 44 1200 26,3 1500 1200 Ш 19 59,7 4100 48,0
НВ1С-44-18-15 44 1800 39,4 1500 1200 Ш 19 59,7 4700 54,5
НВ1С-44-25-15 44 2500 54,7 1500 1200 Ш 19 59,7 5300 61,5
НВ1С-44-30-15 44 3000 65,6 1500 1200 Ш 19 59,7 5900 67,5
НВ1С-44-35-15 44 3500 76,6 1500 1200 Ш 19 59,7 6500 74,0
НВ1С-57-18-12 57 1800 66,1 1200 1200 Ш 22 72,9 4750 72,5
НВ1С-57-25-12 57 2500 91,8 1200 1200 Ш 22 72,9 5350 80,0
НВ1С-57-30-12 57 3000 110,2 1200 1200 Ш 22 72,9 5950 88,5
НВ1С-57-35-12 57 3500 128,5 1200 1200 Ш 22 72,9 6510 96,5
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
329
Техническая характеристика скважинных насосов исполнения НВ1Б
Таблица 4.75
Габаритные
размеры, мм, не
более
Насос
Диаметр насоса, мм
Длина хода плунжера, мм
Идеальная подача при 10- и
2-ных ходах в мин., м
3
/сут
Напор, м
Длина плунжера, мм
Присоединительная резьба к
штангам ГОСТ 13877 - 80
диаметр D
длина L
Масса, кг, (не более)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
НВ1Б-29-12-15 29
1200 11,4 1500 1200
Ш 19 48,2
4050 33,0
НВ1Б-29-18-15 29 1800 17,1
2500 1800 Ш 19 48,2 4650 38,0
НВ1Б-29-18-25 29 1800 17,1
2500 1800 Ш 19 48,2
5250 43,0
НВ1Б-29-25-15
29
2500 23,8
1500 1200 Ш 19 48,2
5250 43,0
НВ1Б-29-25-25
29
2500 23,8
2500 1800 Ш 19 48,2
5850 47,0
НВ1Б-29-30-15
29
3000 28,5
1500 1200 Ш 19 48,2 5850 47,0
НВ1Б-29-30-25
29
3000 28,5
2500 1800 Ш 19 48,2 6450 52,0
НВ1Б-32-12-15 32 1200 14,0
1500 1200 Ш 19 48,2 4050 33,0
НВ1Б-32-18-15
32
1800 21,0
1500 1200 Ш 19 48,2 4650 40,5
НВ1Б-32-18-22
32
1800 21,0
2200 1800 Ш 19 48,2
5250 46,0
НВ1Б-32-25-15
32
2500 29,0
1500 1200 Ш 19 48,2
5250 46,0