Типы штанговых насосов
Штанговый насос — это механическое устройство, используемое для добычи нефти из нефтяных резервуаров. Он связан с полированной штангой и приводится в движение электродвигателем, расположенным над землей. Он перекачивает нефть из-под земли на верхний уровень земли через штангу. Штанговые насосы можно классифицировать на четыре основных категории в зависимости от их принципа работы.
- Балансирный насос: Это самый распространенный штанговый насос для добычи нефти. Он состоит из горизонтальной балки, приводимой в движение двигателем через редуктор. Балка преобразует вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное движение штанги. Штанги свисают вниз в скважину, соединенные с поршнем и плунжером. Вертикальное движение балки приводит к перемещению плунжера вверх и вниз в цилиндре, позволяя добывать нефть из глубин скважины. Балансирные насосы бывают разных размеров и весов, чтобы соответствовать различным скважинам.
- Прогрессивные винтовые насосы: Это системы искусственного подъема, состоящие из винтового ротора и статора. Винтовой ротор закреплен в центре резинового статора, образующего систему перекрывающихся кругов. При вращении ротора двигателем, перекрывающиеся круги также вращаются, способствуя образованию полостей, которые позволяют жидкостям двигаться вверх. Использование штанговых насосов в прогрессивных винтовых насосах является распространенным явлением в нефтяных скважинах с высокой производительностью и эффективностью.
- Полированные штанговые насосы: Это тип штангового насоса, который отполирован или блестящий, что дает ему название полированных насосов. Они являются искусственными подъемными механизмами, используемыми для подъема нефти на поверхность скважины. Внутри полированных штанговых насосов находятся штанги, которые содержат плунжер. Функция полированной штанги заключается в соединении балки от двигателя, расположенного в верхней части скважины, со штангой в полированном штанговом насосе. Это соединение обеспечивает вертикальное движение, необходимое для добычи нефти.
- Плунжерные насосы: Это метод искусственного подъема, при котором используется плунжер для подъема нефти на поверхность скважины. В скважине находится обратный клапан и плунжер с ходовым клапаном. Механизм двигателя приводит в движение штанги вверх и вниз, что также приводит в движение плунжер. При движении плунжера нефть из резервуара поступает в скважину, а плунжер выталкивает ее вверх через клапан. Обратный клапан закреплен в скважине, в то время как ходовой клапан перемещается вверх и вниз вместе с плунжером. Ходовой клапан позволяет нефти проходить через него, но не дает ей упасть обратно вниз.
Спецификация и обслуживание штанговых насосов
Следующие спецификации штанговых насосов должны быть обработаны с осторожностью, чтобы обеспечить их производительность и долговечность.
- Совместимость: Необходимо убедиться, что применяемые штанги соответствуют характеристикам жидкости и условиям скважины. Это поможет избежать таких проблем, как отказ оборудования и простои, которые могут быть еще более дорогостоящими.
- Потребность в мощности: Важно учитывать необходимую мощность для эффективного функционирования штангового насоса. Мощность в штанговых насосах обычно составляет от двух до десяти лошадиных сил. Неправильный выбор мощности для штангового насоса может негативно повлиять на его рабочую эффективность.
- Диапазон добычи: Штанговые насосы обычно имеют диапазон добычи от 1000 до 10 000 баррелей в месяц. Выберите штанговый насос с диапазоном добычи, который соответствует требованиям скважины, и сократите эксплуатационные расходы.
- Размер и тип плунжера: Штанговые насосы обычно имеют различные типы плунжеров, такие как цилиндрический и шаровой. Они также имеют разные размеры, и выбор типа и размера плунжера влияет на эффективность перекачки жидкости. Убедитесь, что тип и размер плунжера хорошо подходят для условий скважины и характеристик жидкости, чтобы достичь оптимальной эффективности перекачки.
- Производительность: Производительность штангового насоса отражает его способность преобразовывать потенциальную энергию в добытую нефть. Как правило, штанговые насосы обеспечивают высокую производительность для скважин с благоприятными условиями и характеристиками жидкости.
Правильное обслуживание штанговых насосов имеет решающее значение для их долговечности и оптимальной производительности при добыче нефти. Ниже приводится руководство по рекомендуемым процедурам технического обслуживания штанговых насосов:
- Регулярные проверки: Проводите частые проверки компонентов штангового насоса на наличие признаков износа, повреждений или утечки. Обеспечьте своевременное выявление и устранение потенциальных проблем, чтобы избежать отказа оборудования и дорогостоящих простоев.
- Смазка: Регулярно смазывайте движущиеся части штангового насоса, например, подшипники и крестовину. Это обеспечивает плавное движение и минимизирует износ деталей насоса.
- Проверка выравнивания: Убедитесь, что компоненты штангового насоса выровнены, особенно приводной агрегат и сам насос. Правильное выравнивание помогает избежать чрезмерных нагрузок, которые могут привести к повреждению компонентов.
- Очистка системы: Регулярно очищайте штанговый насос и его окрестности, чтобы удалить мусор и грязь, которые могут повредить его или помешать его работе.
- Техническое обслуживание связанных систем: Важно обслуживать системы, связанные со штанговым насосом, например, систему смазки и охлаждения. Эти системы играют жизненно важную роль в функционировании и долговечности штангового насоса.
Сценарии использования штанговых насосов
Основная функция штангового насоса заключается в подъеме сырой нефти на поверхность из глубоких подземных резервуаров. Следовательно, это основной сценарий применения для таких типов насосов.
Как уже упоминалось, нефтяные скважины не всегда имеют равномерно высокое давление. В некоторых районах природное давление, необходимое для поддержания потока сырой нефти на поверхность, отсутствует или очень низкое. Именно здесь вступают в игру штанговые насосы. Они особенно полезны в низконапорных нефтяных резервуарах, где другие типы насосов были бы экономически нецелесообразны.
Штанговые насосы преобразуют вращательное движение эксцентрика внутри корпуса в линейное движение через шатун. Эта штанга толкает плунжер (тип поршня) вверх и вниз внутри герметичной камеры в штанговом насосе. При опускании плунжера сырая нефть из резервуара поступает через отверстие внизу. При поднятии плунжера сырая нефть выталкивается через отверстие сверху.
Еще один распространенный сценарий применения штанговых насосов — это водозаборные скважины. В насосах для водозаборных скважин они используются для извлечения подземных вод из глубоких водоносных горизонтов. Здесь штанговый насос работает точно так же, как и для сырой нефти. Однако используемые материалы отличаются, а насос спроектирован и откалиброван для транспортировки пресной воды, а не сырой нефти.
Штанговые насосы широко используются в проектах по добыче воды, но точное их количество трудно определить. По данным Statista, насосы для водозаборных скважин составляют около 24% от общей доли рынка насосов в США, что свидетельствует о большой популярности этих насосов.
Как выбрать штанговые насосы
При выборе эффективного штангового насоса для конкретного применения и цели необходимо учитывать несколько факторов, чтобы обеспечить эффективность выбора:
-
Определение условий и требований нефтяной скважины:
При выборе эффективного штангового насоса важно понимать условия и требования нефтяной скважины. Необходимо учитывать такие параметры, как глубина нефтяной скважины, температура, давление, диаметр, скорость добычи, свойства жидкости и т. д. Полноценное понимание этих факторов позволяет выбрать штанговый насос, соответствующий требованиям и подходящий для использования в конкретной среде нефтяной скважины.
-
Соответствие консистенции и свойств жидкости:
Важно учитывать свойства и вязкость перекачиваемых жидкостей, например, сырой нефти, содержащей воду, песок или другие примеси. Подбирая характеристики жидкости, можно выбрать штанговый насос для оптимизации его производительности и предотвращения повреждений или засоров, вызванных неподходящими условиями.
-
Производительность и экономические соображения:
При выборе штангового насоса следует также учитывать его производительность и связанные с ним расходы. Добыча большего количества нефти может принести большую экономическую выгоду, но также необходимо учитывать такие расходы, как установка и техническое обслуживание оборудования. Поэтому для выбора штангового насоса с оптимальным балансом производительности и стоимости необходимо провести всестороннюю оценку и сравнение.
-
Регулярное техническое обслуживание и техническая поддержка:
Чтобы обеспечить долгосрочную нормальную работу штангового насоса, необходимо учитывать удобство технического обслуживания оборудования и доступную техническую поддержку. Регулярное техническое обслуживание имеет решающее значение, а выбор штангового насоса, который легко обслуживать, позволит сэкономить время и деньги. Кроме того, наличие доступа к технической поддержке обеспечивает своевременное решение проблем и помощь в случае возникновения проблем.
Вопросы и ответы о штанговом насосе
В: Для чего используется штанговый насос?
О: Штанговый насос используется для добычи нефти из скважин, где природного давления резервуара недостаточно для вывода сырой нефти на поверхность. Это механическое устройство, широко используемое в нефтяной промышленности для искусственного подъема с целью добычи нефти из скважин.
В: Как работает штанговый насос?
О: Штанговый насос работает, преобразуя вращательное движение двигателя в линейное движение для приведения в движение подземного насоса через ряд штанг. Внутри подземного насоса плунжер выполняет функцию штангового насоса, которая включает в себя задачи забора из резервуара и работы обратного клапана. Подъем плунжера в подземном насосе позволяет сырой нефти поступать в резервуар и собираться в наземном сепараторе. Затем сырая нефть подается по трубопроводам на нефтеперерабатывающие заводы для переработки и превращения в полезные продукты для потребителей.
В: Какие компоненты входят в штанговый насос?
О: Основные компоненты штангового насоса включают в себя:
- Головка насоса: головка насоса изменяет направление перекачки.
- Уздечка: уздечка соединяет головку насоса со штангами.
- Штанга: штанги соединяют поверхностный привод с насосом в добывающей формации.
- Раздатчик: раздатчик используется для сбора жидкости из добывающей формации.
- Противовес: противовес помогает уравновесить головку насоса, чтобы она находилась в нужном положении.
В: В чем преимущества штангового насоса?
О: Штанговый насос обладает следующими преимуществами:
- Это механическая подъемная система, которая проста и надежна.
- Он легко обслуживается, что очень важно в суровых условиях добычи нефти.
- Он обеспечивает непрерывный и стабильный поток добычи сырой нефти.
- Его функциональность не зависит от температуры и вязкости извлекаемой жидкости.
- Штанговые насосы эффективны и производительны в обслуживании обширных нефтяных сетей и больших объемов добычи.