Установка штангового скважинного насоса для эксплуатации пескопроявляющих скважин

1   УСТАНОВКА ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА      ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЕСКОПРОЯВЛЯЮЩИХ СКВАЖИН

1.1 Влияние песка на работу штангового скважинного насоса

Наличие песка в добываемой продукции имеет много отрицательных сторон, например, приводит к абразивному износу плунжерной пары, клапанных узлов и образованию песчаной пробки на забое. Песок также при малейшей негерметичности насосно-компрессорных труб (НКТ) быстро размывает каналы протекания жидкости в резьбовых соединениях, усиленно изнашивает штанговые муфты и внутреннюю поверхность НКТ, особенно в искривленных скважинах. Даже при кратковременных остановках возможно заклинивание плунжера в цилиндре насоса, а при большом осадке - и к заклиниванию штанг в трубах. Увеличение утечек жидкости, обусловленных абразивным износом и размывом НКТ, приводит к уменьшению подачи плунжерных насосов. Утечки жидкости также снижают скорости восходящего потока ниже приема, что способствует ускорению образования песчаной пробки. Забойная пробка существенно ограничивает приток жидкости в скважину. Снижение дебита вследствие износа оборудования и образования песчаной пробки вынуждает проведение преждевременного ремонта для замены насоса и промывки пробки. В связи с этим разработка насосной установки, снижающей отрицательное влияние на ее работу, имеет большое практическое значение.

Выделяют четыре группы методов борьбы с песком при насосной эксплуатации скважин:

1. Наиболее эффективный метод - предупреждение и регулирование поступления песка из пласта в скважину. Первое осуществляют посредством либо установки специальных фильтров на забое скважины, либо крепления призабойной зоны, а второе - уменьшением отбора жидкости.

При этом целесообразно обеспечить плановый запуск песочной скважины увеличением длины хода S, числа качаний п или подливом чистой жидкости в скважину через затрубное пространство (20 ч- 25% от дебита).

2. Обеспечение выноса на поверхность значительной части песка, поступающего в скважину. Условия выноса по А.Н. Адонину [1]:

,                                                                                                   (1.1)

где _ж- скорость восходящего потока жидкости;  - скорость свободного осаждения песчинки с расчетным диаметром, равным среднему диаметру наиболее крупной фракции, составляющей около 20% всего объема песка.

Это обеспечивается подбором сочетаний подъемных труб и штанг,  либо подкачкой в затрубное пространство чистой жидкости (нефти, воды).

3. Установкой песочных сепараторов и фильтров у приема насоса достигается предотвращение попадание песка в насос и снижение выноса песка. В результате возрастает скорость образования песчаных пробок. Песочный сепаратор прямого действия одновременно является газовым сепаратором. Применение песочных сепараторов является не основным, а вспомогательным методом борьбы с песком. Метод эффективен для скважин, в которых поступление песка непродолжительно и общее его количество невелико.

Противопесочные фильтры, устанавливаемые у приема насоса, предупреждают поступление в насос песчинок средних и крупных размеров. Известны фильтры: сетчатые, проволочные, капроновые, щелевые, гравийные, металлокерамические, цементно-песчано-солевые, песчано-пластмассовые, пружинные и другие. По A.M. Пирвердяну [53], лучшими являются сетчатые фильтры с размером ячеек 0,25х1,56 мм. Вследствие быстрого засорения (забивания, заклинивания) противопесочные фильтры не нашли широкого применения. Их целесообразно помещать в корпус с "карманом" для осаждения песка (не образуется забойная пробка, уменьшается скорость заклинивания) или сочетать с песочным сепаратором.

4. Использование специальных насосов для песочных скважин.

При большой кривизне ствола скважины наблюдается интенсивное истирание НКТ и штанг вплоть до образования длинных щелей в трубах или обрыва штанг. Для медленного проворачивания колонны штанг и плунжера "на выворот" при каждом ходе головки балансира с целью предотвращения одностороннего истирания штанг, муфт и плунжера при использовании пластинчатых скребков применяют штанговращатель. Применяют также протекторные и направляющие муфты, скребки-завихрители. Кроме того, принимают режим откачки, характеризующийся большой длиной хода Sи малым числом качаний п.

Рисунок 1.1- Принципиальная схема песочного сепаратора прямого действия

1.2 Общие принципы удаления механических примесей из жидкости

Снижение количества механических примесей в жидкости возможно при предотвращении их попадания в жидкость и удаление уже содержащихся в ней примесей [52] .

На практике получили развитие оба направления, причем максимальная эффективность по решаемой задаче достигается при комплексном их использова­нии.

Профилактические мероприятия, препятствующие попаданию механических примесей в жидкость, как правило, требуют значительно меньших затрат, чем ее очистка. Однако, применяя только профилактические мероприятия трудно, а в ряде случаев и невозможно, достигнуть заданного уровня чистоты жидкости. Поэтому их целью является максимальное снижение количества примесей в жидкости, поступающей на очистительные устройства. Методы удаления механических примесей из перекачиваемых сред можно подразделить на три группы — удаление в силовом поле, фильтрование и комбинированные методы (рисунок 1.2). 19

Рисунок 1.2 – Классификация методов удаления механических

                        примесей из жидкости

К первой группе относят гравитационную, центробежную, вибрационную, магнитную очистку, а также электроочистку. Комбинированные методы сочетают в себе различные вариации методов первых двух групп указанной классификации.