Как добывают нефть? Работа нефтяного промысла: student_geolog — LiveJournal
После того, как скважина пробурена и вскрыт продуктивный пласт, нефть необходимо поднять на поверхность. Как это происходит и что делать с нефтью дальше? Об этом я расскажу в очередном посте в рамках спецпроекта «Черное золото Татарстана» с ПАО Татнефть о добыче и переработке нефти.
Процесс эксплуатации скважин, в целом, сводится к подъему нефти или газа на поверхность земли. Эксплуатация нефтяных скважин ведется тремя способами:
Фонтанным — подъем нефти осуществляется за счет пластовой энергии. Фонтанирование может быть как естественное — за счет давления в пласте, так и искусственное — за счет закачки газа или жидкости в скважину.
Газлифтным — логическим продолжением фонтанной эксплуатации является газлифтная эксплуатация, при которой недостающее количество газа для подъема жидкости закачивают в скважину с поверхности.
Механизированным — с помощью глубинных насосов.
Механизированная добыча применяется в тех случаях, когда давление в нефтяном коллекторе снижается настолько, что уже не может обеспечивать экономически оптимальный отбор из скважины за счет природной энергии.О третьем способе мы и поговорим сегодня. Это наиболее распространенный способ добычи нефти с помощью штанговых скважинных насосов и погружных центробежных электронасосов.
Установка штангового глубинного насоса (УШГН)
Самые распространенные и узнаваемые установки — это стакни в народе называемые «качалки». Две трети фонда (66 %) действующих скважин стран СНГ (примерно 16,3 % всего объема добычи нефти) оборудованы именно этими станками. Они предназначены для работы на глубине от нескольких десятков метров до 3000 м, а в отдельных скважинах на 3200-3400 м.
Прообразом современного станка-качалки является насос, изобретенный в 1712 году Томасом Ньюкоменом. Он создал аппарат для выкачивания воды из угольных шахт. Принцип действия был примерно такой:
Современные насосы стали технологичнее — пар заменило электричество, но принцип действия остался тем же — вращательное движение преобразуется в поступательное.
По сути, станок-качалка представляет собой привод штангового насоса, который находится на дне скважины. Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха. Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.
Штанговый скважинный насос состоит из длинного (2 — 4 м) цилиндра. На нижнем конце цилиндра укреплен неподвижный всасывающий клапан, открывающийся при ходе вверх. В нем перемещается поршень-плунжер, выполненный в виде длинной (1 — 1,5 м) гладко обработанной трубы, имеющей нагнетательный клапан, также открывающийся вверх. Плунжер подвешивается на штангах. При движении плунжера вверх жидкость через всасывающий клапан под воздействием давления на приеме насоса заполняет внутреннюю полость цилиндра. При ходе плунжера вниз всасывающий клапан закрывается, жидкость под плунжером сжимается и открывает нагнетательный клапан.
Таким образом, плунжер с открытым клапаном погружается в жидкость. При очередном ходе вверх нагнетательный клапан под давлением жидкости, находящейся над плунжером, закрывается.Накапливающаяся над плунжером жидкость достигает устья скважины и через тройник поступает в нефтесборную сеть.
Станки-качалки отличаются большой надежностью — сложно представить себе более тяжелые условия эксплуатации: круглосуточная и круглогодичная работа на открытом воздухе в различных климатических условиях. Недалеко от города Лениногорск находится скважина-первооткрывательница Ромашкинского месторождения — крупнейшего месторождения России Волго-Уральской провинци (его геологические запасы нефти в нем оцениваются в 5 млрд тонн,а доказанные и извлекаемые запасы — в 3 млрд тонн).
За более чем 60 лет эта скважина дала более 417 тысяч тонн нефти. После зарезки бокового ствола в 2009 году скважина и по сей день дает дебит около 8 тонн жидкости.
Наряду с достоинствами, качалки имеют и ряд недостатков.
Это значительная масса привода, необходимость в массивном фундаменте, невозможность работы в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах, значительный период монтажа станка-качалки при обустройстве скважины и ее ремонте, невозможность использования в морских скважинах.
Часть этих недостатков решена в установках с цепным приводом (на фото справа).
Установки с цепным приводом в целом работают так же, как и качалки, преобразуя вращательное движение электромотора в поступательное движение штанги. Однако они более экономичные, требуют меньше металла и обеспечивают более плавный ход штока (это влияет на надежность).
Коротко об отличиях и преимуществах можно посмотреть в видео:
Установка электроцентробежного насоса (УЭЦН)
УЭЦН – установка электроцентробежного насоса, в английском варианте — ESP (electric submersible pump). По количеству скважин, в которых работают такие насосы, они уступают установкам ШГН, но зато по объемам добычи нефти, которая добывается с их помощью, УЭЦН вне конкуренции.
С помощью УЭЦН добывается порядка 80% всей нефти в России. Кроме того, в отличие от штанговых скважинных насосов, УЭЦН можно использовать в «кривых» скважинах, а также на шельфе.
В общем и целом УЭЦН — обычный насосный агрегат, только тонкий и длинный. И умеет работать в среде отличающейся своей агрессивностью к присутствующим в ней механизмам. Состоит он из погружного насосного агрегата (электродвигатель с гидрозащитой + насос), электрокабеля, колонны насосно-компрессорных труб, оборудования устья скважины и наземного оборудования (трансформатора и станции управления).
В составе подземной части УЭЦН много частей. Это:
Погружной электродвигатель, который питает насос. Двигатель заполнен специальным маслом, которое, кроме того, что смазывает, еще и охлаждает двигатель,а так же компенсирует давление, оказываемое на двигатель снаружи.
Непосредственно насос. Насос состоит из секций, а секции из ступеней. Чем больше ступеней – тем больше напор, который развивает насос.
Чем больше сама ступень – тем больше дебит (количество жидкости прокачиваемой за единицу времени).
Протектор (или гидрозащита) электродвигателя. Он отделяет полость двигателя заполненную маслом от полости насоса заполненной пластовой жидкостью, передавая при этом вращение, а также решает проблему уравнивания давления внутри двигателя и снаружи (там бываетдо 400 атмосфер, это примерно как на трети глубины Марианской впадины).
Газосепаратор
Измерители давления и температуры,
Защитные устройства. Это обратный клапан (самый распространенный – КОШ – клапан обратный шариковый) – чтобы жидкость не сливалась из труб, когда насос остановлен (подъем столба жидкости по стандартной трубе может занимать несколько часов – жалко этого времени). А когда нужно поднять насос – этот клапан мешается – из труб постоянно что-то льется, загрязняя все вокруг. Для этих целей есть сбивной (или сливной) клапан КС – смешная штука – которую каждый раз ломают когда поднимают из скважины.
Подробнее о них можно прочитать у fduchun76 тут. Также советую прочитать у victorborisov репортаж с предприятия, где изготовляются насосы ЭЦН.
Если коротко, то внутри происходят два основных процесса:
отделение газа от жидкости — попадание газа в насос может нарушить его работу. Для этого используются газосепараторы (или газосепаратор-диспергатор, или просто диспергатор, или сдвоенный газосепаратор, или даже сдвоенный газосепаратор-диспергатор). Кроме того, для нормальной работы насоса необходимо отфильтровывать песок и твердые примеси, которые содержатся в жидкости.
подъем жидкости на поверхность — насос состоит из множества крыльчаток или рабочих колес, которые, вращаясь, придают ускорение жидкости.
Как я уже писал, электроцентробежные погружные насосы могут применяться в глубоких и наклонных нефтяных скважинах (и даже в горизонтальных), в сильно обводненных скважинах, в скважинах с йодо-бромистыми водами, с высокой минерализацией пластовых вод, для подъема соляных и кислотных растворов.
Кроме того, разработаны и выпускаются электроцентробежные насосы для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких горизонтов в одной скважине. Иногда электроцентробежные насосы применяются также для закачки минерализованной пластовой воды в нефтяной пласт с целью поддержания пластового давления.
В сборе УЭЦН выглядит вот так:
После того, как жидкость поднята на поверхность, ее необходимо подготовить для передачи в трубопровод. Поступающая из нефтяных и газовых скважин продукция не представляет собой соответственно чистые нефть и газ. Из скважин вместе с нефтью поступают пластовая вода, попутный (нефтяной) газ, твердые частицы механических примесей (горных пород, затвердевшего цемента).
Пластовая вода – это сильно минерализованная среда с содержанием солей до 300 г/л. Содержание пластовой воды в нефти может достигать 80 %. Минеральная вода вызывает повышенное коррозионное разрушение труб, резервуаров; твердые частицы, поступающие с потоком нефти из скважины, вызывают износ трубопроводов и оборудования.
Попутный (нефтяной) газ используется как сырье и топливо. Технически и экономически целесообразно нефть перед подачей в магистральный нефтепровод подвергать специальной подготовке с целью ее обессоливания, обезвоживания, дегазации, удаления твердых частиц.
Вначале нефть попадает на автоматизированные групповые замерные установки (АГЗУ). От каждой скважины по индивидуальному трубопроводу на АГЗУ поступает нефть вместе с газом и пластовой водой. На АГЗУ производят учет точного количества поступающей от каждой скважины нефти, а также первичную сепарацию для частичного отделения пластовой воды, нефтяного газа и механических примесей с направлением отделенного газа по газопроводу на ГПЗ (газоперерабатывающий завод).
Все данные по добыче — суточный дебит, давления и прочее фиксируются операторами в культбудке. Потом эти данные анализируются и учитываются при выборе режима добычи.
Кстати, читатели, кто-нибудь знает почему культбудка так называется?
Далее частично отделенная от воды и примесей нефть отправляется на установку комплексной подготовки нефти (УКПН) для окончательного очищения и поставки в магистральный трубопровод.
Однако, в нашем случае, нефть вначале проходит на дожимную насосную станцию (ДНС).
Как правило, ДНС применяются на отдаленных месторождениях. Необходимость применения дожимных насосных станций обусловлена тем, что зачастую на таких месторождениях энергии нефтегазоносного пласта для транспортировки нефтегазовой смеси до УКПН недостаточно.
Дожимные насосные станции выполняют также функции сепарации нефти от газа, очистки газа от капельной жидкости и последующей раздельной транспортировки углеводородов. Нефть при этом перекачивается центробежным насосом, а газ — под давлением сепарации. ДНС различаются по типам в зависимости от способности пропускать сквозь себя различные жидкости. Дожимная насосная станция полного цикла состоит при этом из буферной ёмкости, узла сбора и откачки утечек нефти, собственно насосного блока, а также группы свечей для аварийного сброса газа.
На нефтепромыслах нефть после прохождения групповых замерных установок принимается в буферные ёмкости и после сепарации поступает в буферную ёмкость с целью обеспечить равномерное поступление нефти к перекачивающему насосу.
УКПН представляет собой небольшой завод, где нефть претерпевает окончательную подготовку:
- Дегазацию (окончательное отделение газа от нефти)
- Обезвоживание (разрушение водонефтяной эмульсии, образующейся при подъеме продукции из скважины и транспорте ее до УКПН)
- Обессоливание (удаление солей за счет добавления пресной воды и повторного обезвоживания)
- Стабилизацию (удаление легких фракций с целью уменьшения потерь нефти при ее дальнейшей транспортировке)
Для более эффективной подготовки нередко применяют химические, термохимические методы, а также электрообезвоживание и обессоливание.
Подготовленная (товарная) нефть направляется в товарный парк, включающий резервуары различной вместимости: от 1000 м³ до 50000 м³. Далее нефть через головную насосную станцию подается в магистральный нефтепровод и отправляется на переработку. Но об этом мы поговорим в следующем посте:)
В предыдущих выпусках:
Как пробурить свою скважину? Основы бурения на нефть и газ за один пост — http://student-geolog.
livejournal.com/94950.html
[ОСТАЛЬНЫЕ МОИ ФОТОРЕПОРТАЖИ СМОТРИТЕ ЗДЕСЬ]
[КНОПКИ]
Как качают нефть — Мастерок.жж.рф — LiveJournal
Что то не могу придумать какую интересную тему вам рассказать, а для этого случая у меня всегда есть ваша помощь в виде майского стола заказов. Обратимся туда и послушаем френда skolik: «Очень хочется понять принцип действия нефтяных качалок, знаете, такие молоточки, которые туда сюда трубу в землю гоняют.»
Сейчас мы узнаем подробнее как там все происходит.
Станок-качалка это один из главных, основных элементов эксплуатации нефтедобывающих скважин насосом. На профессиональном языке это оборудование называется: «Индивидуальный балансирный механический привод штангового насоса».
Используется станок-качалка для механического привода к нефтяным скважинным насосам, называемым штанговыми или плунжерными. Конструкция представляет собой состоящий из редуктора и сдвоенного четырехзвенного шарнирного механизма, балансирный привод штанговых насосов.
В 1712 году Томас Ньюкомен создал аппарат для выкачивания воды из угольных шахт
В 1705 году англичанин Томас Ньюкомен совместно с лудильщиком Дж. Коули построил паровой насос, опыты по совершенствованию которого продолжались около десяти лет, пока он не начал исправно работать в 1712 году. На своё изобретение Томас Ньюкомен так и не смог получить патент. Однако он создал установку внешне и по принципу действия напоминающую современные нефтяные качалки.
Томас Ньюкомен был торговцем скобяными изделиями. Поставляя свою продукцию на шахты, он хорошо знал о проблемах, связанных с затоплением шахт водой, и для их решения и построил свой паровой насос.
Машина Ньюкомена, как и все ее предшественницы, работала прерывисто — между двумя рабочими ходами поршня была пауза, пишет spiraxsarco.com. Высотой она была с четырех-пятиэтажный дом и, следовательно, исключительно «прожорлива»: пятьдесят лошадей еле-еле успевали подвозить ей топливо.
В его установке двигатель был соединён с насосом. Эта довольно эффективная для своего времени пароатмосферная машина использовалась для откачки воды в шахтах и получила широкое распространение в XVIII веке. Такую технологию, в наше время используют бетононасосы на стройках.
Однако на своё изобретение Ньюкомен не смог получить патент, так как паровой водоподъёмник был запатентован ещё в 1698 году Т. Севери, с которым Ньюкомен позднее сотрудничал.
Паровая машина Ньюкомена не была универсальным двигателем и могла работать только как насос. Попытки Ньюкомена использовать возвратно-поступательное движение поршня для вращения гребного колеса на судах оказались неудачными. Однако заслуга Ньюкомена в том, что он одним из первых реализовал идею использования пара для получения механической работы, информирует wikipedia.
Всем приводам приводы
Время фонтанирующих скважин, относящееся к периоду освоения месторождений Западной Сибири, давно закончилось. За новыми фонтанами в Восточную Сибирь и другие регионы с разведанными запасами нефти мы пока не спешим — слишком дорогое это занятие и не всегда рентабельное. Сейчас нефть практически везде добывают с помощью насосов: винтовых, поршневых, центробежных, струйных и т. д. Одновременно создаются все новые и новые технологии и оборудование для трудноизвлекаемых запасов сырья и остаточной нефти.
Тем не менее ведущая роль в добыче «черного золота» по-прежнему принадлежит станкам-качалкам, которые используются на нефтепромыслах России и зарубежья вот уже более 80 лет. Эти станки в специальной литературе чаще называются приводами штанговых глубинных насосов, но аббревиатура ПШГН не особенно прижилась, и их по-прежнему именуют станками-качалками.
По мнению многих нефтяников, пока по настоящему не создано другого более надежного и простого в обслуживании оборудования, чем эти приводы.
После распада СССР производство станков-качалок в России были освоено 7—8 предприятиями, но стабильно они производятся тремя-четырьмя, из которых ведущие позиции занимают АО «Ижнефтемаш», АО «Мотовилихинские заводы», ФГУП «Уралтрансмаш». Немаловажно, что эти предприятия выживали в острой конкурентной борьбе и с отечественными, и с зарубежными производителями аналогичной продукции из Азербайджана, Румынии, США. Первые станки-качалки российских предприятий выпускались на основе документации Азербайджанского института нефтяного машиностроения («АзИНМаш») и единственного производителя этих станков в СССР — завода «Бакинский рабочий». В дальнейшем станки совершенствовались в соответствии с передовыми мировыми тенденциями в нефтяном машиностроении, имеют сертификаты API.
1 — рама; 2 — стойка; 3 — головка балансира; 4 — балансир; 5 — фиксатор головки балансира; 6 — траверса; 7 — шатун; 8 — редуктор; 9 — кривошип;10- противовесы; 11 — нижняя головка шатуна; 12 — подвеска сальникового штока; 13 — ограждение; 14 — кожух ременной передачи: 15 -площадка нижняя; 16 — площадка верхняя; 17 — станция управления; 29 — опора балансира; 30 — фундамент станка-качалки; 35 — площадка редукторная
Для первых качалок использовали вышки для ударно-канатного бурения по завершении бурения, при этом для приведения в действие глубинного насоса применяли балансир бурильного станка.
Станок-качалка и есть один из элементов эксплуатации скважин штанговым насосом. По сути, станок-качалка является приводом штангового насоса, расположенного на дне скважины. Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха.
Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.
Современный насос-качалка, в основном разработанный в 1920-х годах, изображен на рис. Появление эффективных мобильных приспособлений для обслуживания скважин устранило необходимость во встроенных талях на каждой скважине, а создание долговечных, эффективных редукторов легло в основу более высокоскоростных качалок и первичных двигателей меньшего веса.
Противовес. Противовес, расположенный на плече кривошипа качалки — важный компонент системы. Он может быть также помещен на балансире для этой цели можно использовать пневмоцилиндр. Насосные установки делятся на установки с коромысловой, кривошипной и пневматической балансировкой.
Назначение балансировки становится понятным, если рассмотреть движение колонны насосных штанг и качалки на примере идеализированной работы насоса, изображенного..jpg)
В этом упрощенном случае нагрузка на устьевой сальниковый шток при движении вверх состоит из веса штанг плюс вес скважинных флюидов. При обратном ходе это только вес штанг. Без какой-либо балансировки нагрузка на шестеренчатый редуктор и первичный двигатель во время движения вверх направлены в одну сторону. При движении вниз нагрузка направлена в противоположную сторону. Такой тип нагрузки весьма нежелателен. Он вызывает ненужный износ, срабатывание и перерасход топлива (энергии). На практике используется противовес, равный весу колонны насосных штанг плюс примерно половина веса поднимаемой жидкости. Правильный подбор противовеса создает наименьшие возможные нагрузки на редуктор и первичный двигатель, уменьшает поломки и простои и снижает требования к топливу или энергии. По оценкам, до 25% всех качалок, находящихся в эксплуатации, не сбалансированы должным образом.
Спрос: потенциал высокий
О состоянии рынка приводов штанговых глубинных насосов можно судить как по его оценкам экспертами, так и по статистическим данным.
Выводы экспертов подтверждаются данными Госкомстата РФ: за 2001 год производство станков-качалок в сравнении с 2000 годом возросло в полтора раза и опередило по темпам роста другие виды нефтяного оборудования.
Интересно и то, что ВО «Станкоимпорт» совместно с Союзом производителей нефтегазового оборудования организовали Консорциум ведущих российских предприятий. Основная цель объединения — содействие в продвижении нефтегазового оборудования на традиционные рынки российского экспорта, в первую очередь страны Ближнего и Среднего Востока.
Одной из задач Консорциума является координация внешнеэкономической деятельности, связанной с размещением заказов на основе централизованного информационного обеспечения.
Рынок: конкуренция растет
Конкуренция на рынке приводов скважинных насосов существует давно. Ее можно рассматривать в различных аспектах.
Во-первых, это конкуренция между отечественными и зарубежными производителями. Здесь стоит отметить, что подавляющую долю рынка в сегменте станков-качалок занимает продукция отечественных предприятий. Она в полной мере соответствует потребностям по критерию цена-качество.
Во-вторых, конкуренция между самими российскими предприятиями, стремящимися занять свою нишу на рынке нефтегазового оборудования. Помимо уже упомянутых производством станков-качалок в нашей стране занимаются еще и другие предприятия.
В-третьих, в качестве альтернативы балансирным станкам-качалкам на нефтепромыслы продвигаются гидравлические приводы штанговых насосов.
Здесь стоит отметить, что ряд предприятий готовы к этому виду конкуренции и их заводы могут выпускать оба типа приводов. К последним можно отнести АО «Мотовилихинские заводы», которое производит и приводы, и насосные штанги, и насосы. Например, гидрофицированный привод штангового насоса МЗ-02 монтируется на верхнем фланце арматуры скважины и не требует фундамента, что очень важно для условий вечной мерзлоты. Бесступенчатое регулирование длины хода и числа двойных ходов в широком интервале позволяет выбрать оптимальный режим работы. Преимущества гидрофицированного привода заключаются также в весе и габаритах. Они составляют 1600 кг и 6650x880x800 мм соответственно. Для сравнения — балансирные станки-качалки весят примерно 12 тонн и имеют размеры (ОМ-2001) 7960x2282x6415 мм.
Гидропривод рассчитан на длительную эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от –50 до плюс 45°С. Однако расчетные параметры, (это касается не только температуры и не только гидропривода) в реальных условиях нефтепромыслов не всегда выдерживаются.
Известно, что одной из причин этого является несовершенная система обслуживания и ремонта техники.
Известно также, что эксплуатационники с опаской приобретают новое, малораспространенное оборудование. Балансирные же станки-качалки хорошо изучены, высоконадежны, способны длительное время работать под открытым небом без присутствия людей.
Кроме того, новая техника требует переподготовки кадров, и кадровая проблема — далеко не из последних проблем нефтяников, которая, впрочем, заслуживает самостоятельного разговора.
Однако конкуренция растет, а рынок приводов штанговых насосов развивается и сохраняет положительную динамику.
А я вам напомню про Умный лазер и Как напечатать себе печень.
Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=23195
Tags: Стол заказов, Технологии
Telegram channel
Как работают нефтепромысловые насосы?
Обновлено 14 марта 2018 г.
Келвин О’Донахью
Хорошо это или плохо, но экономика развитого мира работает на нефти. Поиск, добыча и переработка сырой нефти в пригодные для использования продукты — это большой бизнес. Для большинства людей наиболее заметным признаком поиска нефти являются нефтепромысловые насосы или насосные станции — качающиеся металлические конструкции, усеивающие поверхность в районах, где добывается нефть. Из-за их характерной формы и движения насосы-качалки, также называемые балочными насосами, часто получают причудливые названия, такие как «одинокие птицы» и «кивающие ослы». Как бы вы их ни называли, такие насосы имеют решающее значение для добычи сырой нефти.
Где масло?
Существует романтическое представление о том, что нефть добывают, втыкая кран в подземную реку или озеро, но это гораздо проще, чем добыча нефти в реальности. В реальном мире нефть заполняет крошечные взаимосвязанные пространства в погребенной породе, пространства, называемые «порами».
Чтобы добывать нефть, геологоразведочная компания должна найти резервуар, объем породы с достаточным количеством пор, содержащих нефть. Многие потенциальные резервуары содержат ограниченное количество нефти или содержат только воду. Этот объем породы также должен быть окружен породами, в которых отсутствуют такие взаимосвязанные поры, которые «запирают» нефть в своем резервуаре.
Почему насос?
Еще одно романтическое понятие нефтяной промышленности — фонтан, своего рода нефтяной вулкан, извергающий черное золото далеко и далеко от буровой вышки. Это плохая идея по нескольким причинам: с экономической точки зрения нефть, разбрызганную по ландшафту, нельзя собрать и продать. Однако гораздо важнее то, что фонтан, или «выброс», представляет собой горючие вещества, вытекающие под экстремальным давлением, что является очень опасной ситуацией.
Большинство резервуаров не находятся под достаточным давлением для того, чтобы содержащиеся в них нефть, вода и природный газ достигли поверхности без посторонней помощи.
Поскольку резервуары находятся на глубине в тысячи метров (тысячи или десятки тысяч футов) под землей, простых всасывающих насосов недостаточно для доставки жидкости на поверхность. Вместо этого производители сырой нефти используют систему механизированной добычи.
Внешний вид насоса
Размер видимых частей нефтепромыслового насоса может варьироваться от достаточно маленьких, чтобы поместиться в кузове пикапа, до конструкций размером с дом. Как правило, чем больше насосная станция, тем глубже резервуар. Типичный насос состоит из А-образной рамы, увенчанной длинным стержнем или балкой. Один конец балки соединен с двигателем. Поворотный двигатель управляет рычажным механизмом, который заставляет балку двигаться вперед и назад, как качели. На другом конце балки труба, идущая к дну колодца, соединена с большим круглым металлическим треугольником. Треугольная форма, похожая на голову лошади, качается вверх и вниз во время работы насоса, приводя в движение насосную установку на дне скважины.
Скважинные части насоса
«Насосные» части насосной станции не видны. Цепочка полых труб, называемых насосными штангами, проходит от головы лошади на насосной тележке до резервуара на дне колодца. Скрытые части штанговой насосной системы представляют собой две простые камеры, герметизированные шаровыми кранами. Клапан на плунжере, прикрепленном к концу колонны насосных штанг, открывается при движении штанговой системы вниз. Это позволяет маслу заполнять поршень и выталкивает жидкости в трубе над ним вверх. Как только плунжер достигает нижней точки хода вверх-вниз, шаровой клапан закрывается, удерживая жидкости на месте. Между тем, шар на неподвижном постоянном клапане на дне скважины перемещается в сторону, чтобы открыться, в то время как плунжер поднимается. Это позволяет маслу собираться над стоячим клапаном. Когда плунжер снова опускается, этот второй шаровой клапан закрывается, задерживая лужу нефти, которая может попасть в плунжер и, в конечном счете, подняться по колонне штанг на поверхность.
Как работает домкрат для подъема нефти на поверхность
Где послушать онлайн:
Что такое домкрат?
Домкрат-качалка — широко известное оборудование, используемое для перекачивания сырой нефти из подземных резервуаров.
Как работает домкрат?
Производители используют домкраты-качалки как часть метода искусственной добычи, называемого штанговым подъемом. Вы также услышите, как это называется подъемной штангой или насосной системой.
Для чего используется штанговый подъемник?
Из всех видов механизированной подъемной техники наиболее распространенной является штанговая.
Если это еще не первая установленная форма механизированной добычи, штанговая подъемная система обычно является последней системой, используемой на скважине перед остановкой добычи. Штанговый подъемник может работать при низком пластовом давлении и продолжать добывать нефть в течение многих лет с небольшими эксплуатационными расходами и минимальными затратами на техническое обслуживание.
Поскольку штанговые насосы могут работать при низком пластовом давлении, они используются в большинстве скважин для отчистки. Отборная скважина — это нефтяная или газовая скважина, находящаяся ближе к концу периода рентабельной добычи, обычно добывающая менее 10 баррелей нефти в сутки (барр./д).
Какое оборудование необходимо для штангового подъемника?
Большинство наземных агрегатов представляют собой балочные насосы, которые включают в себя первичный двигатель и шестеренчатый редуктор. Эта система называется балочной насосной установкой. Общее название «штанговый подъемник» относится ко всем типам возвратно-поступательных методов подъема штанги, включая малоиспользуемые агрегаты с гидравлическим приводом или системы с высокой башней.
Вот почему вы можете слышать термины «штанговый подъем», «балочный насос», «насосная штанга» и «домкрат-насос», которые обычно используются для обозначения одной и той же формы механизированной добычи.
Обычная система подъема штанг может быть упрощена до трех основных компонентов: поверхностной насосной установки, колонны штанг и скважинной насосной установки.
Давайте рассмотрим каждый из этих компонентов.
Поверхностная насосная установка
Поверхностная насосная установка включает в себя несколько основных компонентов, таких как первичный двигатель, редуктор (или коробка передач), домкрат насоса и сальниковая коробка.
Первичный двигатель
Система подъема штанги приводится в действие электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания, называемым первичным двигателем. Он передает мощность с высокой скоростью и низким крутящим моментом на шестеренчатый редуктор.
Редуктор / коробка передач
Редуктор, также называемый коробкой передач, преобразует эту энергию в выходной высокий крутящий момент для насосного станка. Он позволяет изменять крутящий момент и скорость между двигателем и нагрузкой по мере необходимости.
Этот высокий крутящий момент необходим насосной установке для перемещения противовесов и штанговых колонн, а также столба нефти с глубины в тысячи футов под землей на поверхность.
Насосный домкрат
Насосный домкрат или насосный агрегат использует вращательное движение первичного двигателя и совершает возвратно-поступательное вертикальное движение колонны штанг, соединенных со скважинным насосом.
Домкрат насоса — это основной видимый элемент, который с годами получил множество креативных названий, таких как кивающий осел, лошадка-качалка, динозавр и жаждущая птица.
Сальник
Сальник плотно прилегает к полированному штоку и позволяет ему двигаться вверх и вниз без утечки масла. Он отводит добываемые жидкости из тройника-качалки в выкидную линию.
Колонна штанг
Полированная штанга
Полированная штанга является самой верхней штангой в колонне штанг.
Колонна насосных штанг
Полированная штанга соединяется с длинной колонной насосных штанг или колонной штанг, которые соединяют наземный блок со скважинным насосом. Каждый раз, когда штанги и насосы перемещаются, объем добываемой жидкости поднимается на поверхность.
Насос в сборе
Скважинный насос в сборе
Скважинный насос — это компонент, который перемещает жидкость вверх по НКТ. Он состоит из насосной камеры, плунжера с ходовым клапаном (наездным клапаном) и стоячего клапана.
Когда плунжер движется вниз по насосной камере, ходовой клапан открыт, а стоячий клапан закрыт, что позволяет жидкости течь над плунжером.
Когда плунжер движется обратно вверх по насосной камере, стоячий клапан открывается, а ходовой клапан закрывается, всасывая больше жидкости из резервуара.
Насос в сборе действует как обратный клапан. Это позволяет жидкости течь вверх через шаровые затворы, но не обратно в резервуар.
Многоплунжерные насосы
Насосные агрегаты также могут иметь несколько плунжеров. Некоторые области применения, в которых может использоваться двухплунжерный насос, включают добычу нефти с высокой вязкостью или с низким соотношением газа к нефти.
ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С НАСОСНЫМИ ДОКАТАМИ
Ограничения по объему
Одной из проблем с насосными станками является ограничение по объему.