Оборудование для механизированной добычи нефти. Бесштанговые установки для добычи нефти

1 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ

В связи с изменением условий добычи нефти меняется также и степень распространенности различных способов ее добычи.

Области применения различных видов нефтедобывающего оборудования основываются на теоретических расчетах рабочих параметров скважинных насосов и наземного оборудования. Как только условия эксплуатации усложняются, области экономически целесообразного применения различных способов могут существенно изменяться.

1.1  Оборудование для механизированной добычи нефти

1.1.1 Установка скважинного штангового насоса

Наиболее распространен в мировой практике штанговый насосный способ добычи нефти, который охватывает более 2/3 общего действующего фонда. Традиционным и 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 могут обеспечить высокий напор в ограниченном 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, ШСНУ хорошо приспособлены для работы в условиях малого дебита скважин, однако этот вид оборудования очень чувствителен к целому ряду осложняющих факторов, среди которых одними из самых весомых являются кривизна ствола скважины, обводненность продукции, наличие механических примесей. Непрерывное движение штанг вызывает усиленный износ штанговых муфт и, что особенно существенно, насосных труб. В результате многочисленных исследований установлена связь между наработкой на отказ ШСНУ от интенсивности искривления стволов скважин и обводненности продукции. Например, при увеличении темпа набора кривизны скважины с 2º до 4º на 10 м и обводненности продукции с 20 до 90 % наработка ШСНУ на отказ снижается примерно в 2 раза.

В России станки-качалки выпускаются по ГОСТ 5866-76, устьевые сальники - по ТУ 26-16-6-76, НКТ - по ГОСТ 633-80, штанги - по ГОСТ 13877-80, скважинный насос и замковые опоры - по ГОСТ 26-16-06-86.

Скважинная штанговая насосная установка (УСШН) (рисунок 1.1) состоит из станка-качалки 1, оборудования устья 2, колонны НКТ 3, подвешенных на планшайбе, колонны насосных штанг 4, штангового насоса вставного 6 или невставного 7 типа. Вставной насос 6 крепится в трубах НКТ с помощью зам­ковой опоры 5. Скважинный насос спускается под уровень жидкости.

Возвратно-поступательное движение плунжера насоса, подвешенного на штангах, обеспечивает подъем жидкости из скважины на поверхность. При наличии парафина в продукции скважины на штангах устанавливают скребки, очищающие внутренние стенки НКТ. Для борьбы с газом и песком на приеме насоса могут устанавливаться газовые или песочные якоря.

ГОСТ 5866-76 предусматривает изготовление станков-качалок 13 типоразмеров. Каждый тип станка-качалки характеризуется максимальными допускаемыми нагрузками на устьевой шток, длиной хода устьевого штока и крутящим моментом на кривошипном валу редуктора, числом двойных ходов балансира в минуту.

Наряду с аксиальными (обычными) кривошипно-шатунными механизмами (станки-качалки типа СК), у нас в стране выпускаются станки-качалки с дезаксиальной схемой (типа СКД). За рубежом (в особенности в США) практически все станки-качалки выпускаются с небольшим дезаксиалом [13].

Рисунок 1.1-Установка штанговая насосная

1.1.2 Газлифт

Одним из способов механизированной добычи нефти является газлифт. Этот способ обеспечивает высокие отборы жидкости. При малых отборах к.п.д. газлифта незначителен, но при больших дебитах он достигает 30%.К достоинствам газлифта относится гибкость регулирования подачи с помощью соотношения объемов газа и жидкости, а также легкость перехода от непрерывного газлифта к периодическому или плунжерному по мере истощения скважины. К недостаткам этого способа можно отнести следующее:

а) неэффективен для небольших месторождений и одиночных скважин;

б) плохо работает при добыче эмульсии и вязкой нефти;

в) сложность расчета системы при добыче газлифтом;

г) требуется персонал высокой квалификации;

д) проблема обеспечения безопасности из-за высокого давления газа;

е) невозможность эксплуатировать глубокие скважины до полного истощения.

В связи с вышеизложенным область применения газлифта находится в зоне высокодебитных скважин [13].

1.2  Бесштанговые установки для добычи нефти