Работа на скважинах требует использования сложного высокотехнологичного оборудования. Одно из самых распространенных устройств, применяемых на скважинах — глубинный насос ШГН.
ШГН: что это, расшифровка аббревиатуры
Расшифровка ШГН означает штанговый глубинный насос. Иными словами – это насос, используемый для откачки жидких сред с большой глубины. Применение таких насосных станций распространено в области нефтедобычи. Примерно 2/3 нефтяных скважин оборудованы именно ШГН.
УШГН и СШН р асшифровка
УШГН расшифровывают как «установка штангового глубинного насоса», СШН – скважинный штанговый насос. Фактически – это то же самое оборудование. Один и тот же агрегат можно назвать и насосом, и установкой.
Схема ШГН
Схема ШГН состоит из нескольких основных элементов:
- корпус цилиндрической формы, изготовленный из прецизионной трубы;
- поршень вытеснитель или плунжер с пустотелой конструкцией, рабочая поверхность которого дополнительно обработана методом гальванического хромирования или глубокого азотирования;
- нагнетательный клапан, установленный в верхней части поршня вытеснителя;
- шаровой всасывающий клапан, установленный у основания корпуса;
- насосные штанги, соединенные с качалкой или скважинным штанговым насосом (ШСН) и передающие возвратно-поступательное движение непосредственно на вытеснитель.
Принцип работы ШГН подразумевает создание области вакуумметрического давления посредством движения вверх вытеснителя, за счет чего через впускной клапан внутрь цилиндра всасываются жидкие среды. Далее, когда вытеснитель двигается вниз, он начинает нагнетать давление, при этом впускной клапан закрывается, а жидкая среда, оставшаяся в корпусе, поступает в подъемные трубы. При безостановочной работе насоса подъемные трубы полностью заполняются жидкостью, которая в итоге выходит на поверхность.
Сфера применения
Применение штанговых насосов наиболее актуально для добычи нефти. В том числе, ШГН в нефтянке рассчитаны на сложные условия эксплуатации, включая пескопроявляющие скважины, повышенное содержание парафина в нефти, повышенный газовый фактор. Помимо нефтянки, насосы могут быть использованы для откачки коррозионной жидкости.
ШГН насос для нефти
Благодаря одновременно простой и надежной конструкции насосы широко используют в нефтедобывающей промышленности. Штанговые насосы стабильно работают там, где применение других установок невозможно:
- повышенное содержание взвешенных механических частиц в перекачиваемой жидкости;
- высокий процент содержания газа;
- повышенная вязкость и/или избыток эмульсии;
- высокое содержание смоло-асфальтено-парафинистых отложений;
- скважины большой глубины и малодебитные скважины;
- монтаж эксплуатационных колонн малого диаметра.
Винтовые насосы для добычи нефти
Существует и другой тип объемных насосов: винтовые. В сравнении со штанговыми, винтовые насосы для добычи нефти обходятся дороже и в том числе в плане обслуживания. По этой причине их применяют в особо сложных ситуациях, там, где не справляется другой тип оборудования, что стало возможным благодаря высоким качественным характеристикам агрегата.
| Тип установки | Штанговая | Винтовая |
| Максимальный объем добычи в течение дня | 795 м3 | 1112 м3 |
| Предельное давление в системе | 400 бар | 330 бар |
| Предельная температура перекачиваемых сред | 288 °C | 150 °C |
| Коэффициент полезного действия | 45-60% | 50-75% |
| Уровень энергопотребления | Высокоэнергозатратный | Малоэнергозатратный |
| Уровень устойчивости к взвешенным механическим примесям, присутствующим в перекачиваемых жидкостях | Умеренный | Отличный |
| Качество работы в условиях повышенного содержания газов | Нормальное | Отличное |
| Образование эмульсии в процессе работы | Присутствует | Отсутствует |
| Возможность применения для разных типов нефти | Не рекомендован для тяжелой нефти из-за риска обрыва штанги | Подходит даже для сверхтяжелой нефти, но при работе с легкой нефтью требует особого внимания при подборе эластомера |
| Тип наземного оборудования | Крупногабаритный | Малогабаритный |
Вставные и невставные насосы и схема их монтажа
В зависимости от типа УСШН подразделяются на два вида:
- вставные;
- невставные.
Вставные насосы устанавливать значительно проще. Их монтаж и извлечение из скважины выполняется в собранном виде: для этого вытеснитель заводят внутрь цилиндра и всю конструкцию помещают в шахту на насосных штангах – это значительно облегчает обслуживание и ремонт оборудования: для его извлечения достаточно поднять штанги. По этой причине применение вставных насосов наиболее распространенно для глубоких скважин.
Схема установки невставных конструкций подразумевает выполнение двух этапов: сначала в скважину с помощью насосно-компрессорных труб заводят цилиндр, а затем с помощью штанг внутрь помещают вытеснитель с клапанами. Извлечение конструкции из скважины выполняется в обратном порядке также в два этапа.
Типы штанговых насосов ШГН
Насос штанговый выполняется в нескольких конструкциях. Разберем наиболее востребованные.
НВ 1 БД 1
Что такое ШГН НВ 1 БД 1? Это нагнетательные насосы вставной конструкции с расположением замка закрытого типа сверху. Это способствует созданию дополнительной нагрузки, что исключат непроизвольную остановку штанг и снижает риск физических повреждений. Предназначен для перекачки сред с высокими показателями вязкости.
НВ 2 БД 2
Вставная конструкция расположением замка снизу. Основные элементы оборудования — поршни-вытеснители, цилиндры и клапаны — расположены попарно. При этом пространство между поршнями меньше пространства цилиндра, что позволяет увеличить давление. Такие ШГН — это насосы для нефтяной скважины с повышенным содержанием взвешенных примесей и газа.
ННБ с кожухом
ННБ с кожухом относится к невставному типу. Схема установки скважинного штангового насоса позволяет использовать его для искривленных и наклонных скважин, а благодаря наличию кожуха обеспечивается дополнительная защита от физических повреждений.
ННБКУ с удлиненным плунжером
Невставная конструкция с удлиненным плунжером, размер которого превышает размер цилиндра. Благодаря этому обеспечивается их постоянный контакт, что повышает износостойкость оборудования. ННБКУ подходит для нефти с высоким содержанием в составе взвешенных частиц.
НН2СП
Дифференциальный насос создан специально для работы в тяжелых условиях, где применение других ШСНА невозможно. В том числе конструкция подходит для сильно наклоненных и горизонтальных скважин, а также для скважин с высокой вязкостью нефтепродуктов.
Как читать маркировку
Вся основная информация об установке содержится в ее буквенно-цифровом коде. Маркировка последовательно отображает следующие характеристики насоса:
- вид насоса (НВ1, НН1, НН2 и др.);
- тип используемого цилиндра;
- диаметр поршня-вытеснителя, указанный в мм;
- максимальная величина хода, которую совершает вытеснитель;
- сила нагнетания (сила напора) перекачиваемой жидкости, обеспечиваемая данным насосом;
- величина зазора между вытеснителем и внутренними стенками цилиндра, указываемая группой посадки.
Достоинства и недостатки
Среди преимуществ оборудования:
- простое техническое обслуживание и ремонт;
- достаточно высокий КПД;
- подходит для нефти с повышенным содержанием взвешенных частиц;
- возможно применение разных типов двигателей.
Среди недостатков – ограничение по глубине скважины (на особо глубоких скважинах есть риск обрыва насоса), невысокий уровень подачи, нежелательность использования для сверхтяжелой нефти.
Заключение
Глубинные насосы — ценное оборудование, используемое в нефтедобыче и других отраслях промышленности. Оно обеспечивает стабильное нагнетание жидкости на поверхность и используется на большинстве нефтедобывающих скважин. Насос имеет различные типы и конструкции, которые подбираются в зависимости от требований и условий эксплуатации.
