Классификация глубинных насосов штангового типа

Глубинные насосы штангового типа – тема, с которой я работаю уже довольно много лет. Часто начинающие специалисты приходят с упрощенным представлением о классификации, пытаясь свести все к двум-трем параметрам. В реальности же, все гораздо сложнее и зависит от множества факторов – условий эксплуатации, характеристик скважины, требуемого дебита, и, конечно, экономической целесообразности. В этой статье я попытаюсь разобраться в основных классификациях, поделиться опытом, как я определяю оптимальный вариант для конкретной задачи, и рассказать о некоторых ситуациях, когда стандартные подходы оказываются неэффективными. Это не учебник, скорее – набор наблюдений и практических рекомендаций.

Классификация по конструкции привода

Первый и, пожалуй, самый очевидный способ классификации – это тип привода. Можно выделить несколько основных вариантов: ручные штанговые насосы, электрические штанговые насосы и, реже, гидравлические штанговые насосы. Ручные насосы, очевидно, применяются в тех случаях, когда нет доступа к электропитанию, либо когда требуется максимальная надежность и простота конструкции. Они, конечно, требуют больших физических усилий, но в определенных ситуациях – вполне оправданы.

Электрические насосы – это более распространенный вариант, особенно в современных нефтегазовых проектах. Они обеспечивают более высокий дебит и меньшие затраты труда, но требуют наличия надежного источника электропитания. Я помню один случай, когда мы установили электрический насос на скважине в удаленном районе. Несмотря на все предосторожности, периодически возникали проблемы с электроснабжением, что приводило к простою оборудования. Это заставило нас задуматься о резервном источнике питания и более надежной системе электроснабжения.

Гидравлические насосы применяются в сложных условиях, например, при высокой вязкости пластовых флюидов или при необходимости работы в экстремальных температурах. Они обладают высокой мощностью и надежностью, но и более сложной конструкцией и, как следствие, более высокой стоимостью.

Классификация по типу штанги

Второй важный аспект классификации – это тип штанги. Здесь основными параметрами являются материал, геометрия и наличие или отсутствие резинового покрытия. Наиболее распространены стальные штанги, как с резиновым, так и без него. Резиновое покрытие предназначено для снижения трения между штангой и стволом скважины, что повышает эффективность насоса и продлевает срок его службы. Однако, резиновое покрытие со временем изнашивается, что требует его периодической замены.

Мы неоднократно сталкивались с проблемой износа резинового покрытия. Особенно это актуально при работе в скважинах с абразивными частицами в пластовой воде. В таких случаях, выбор штанги с более прочным и износостойким резиновым покрытием становится критически важным. В некоторых случаях мы даже использовали штанги с полиуретановым покрытием, которое обладает еще более высокой устойчивостью к истиранию.

Выбор материала штанги также играет важную роль. Сталь должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать большие нагрузки, но и достаточно гибкой, чтобы не деформироваться при работе. Важно учитывать химическую стойкость материала к пластовым флюидам, чтобы избежать коррозии и других негативных последствий.

Классификация по типу конструкции насоса

Помимо привода и штанги, существует и классификация по типу конструкции самого насоса. Здесь можно выделить несколько основных видов: цилиндрические насосы, винтовые насосы и компрессорные насосы. Цилиндрические насосы – это наиболее распространенный тип, который отличается простотой конструкции и надежностью. Винтовые насосы, в свою очередь, обладают более высокой производительностью и могут применяться в скважинах с высокой вязкостью пластовых флюидов. Компрессорные насосы используются для добычи газа и жидкостей, а также для закачки реагентов в пласт.

Мы проводили испытания различных типов насосов в лабораторных условиях, чтобы оценить их производительность и эффективность. Результаты показали, что винтовые насосы превосходят цилиндрические насосы по производительности в скважинах с высокой вязкостью пластовых флюидов, но при этом более чувствительны к попаданию абразивных частиц. Выбор типа насоса должен основываться на конкретных характеристиках скважины и требуемом дебите.

Интересно, что в последнее время набирают популярность насосы с переменным дебитом. Они позволяют регулировать производительность насоса в зависимости от условий эксплуатации, что позволяет оптимизировать расход энергии и повысить эффективность добычи.

Особенности выбора для различных типов скважин

Выбор подходящего типа глубинного насоса штангового типа тесно связан с характеристиками скважины. Для скважин с малым дебитом и небольшим глубином обычно достаточно ручного или электрического насоса с цилиндрическим приводом. Для скважин с высоким дебитом и большой глубиной предпочтительнее использовать электрические насосы с винтовым приводом или гидравлические насосы. Для скважин с высокой вязкостью пластовых флюидов необходимо использовать насосы с винтовым приводом или компрессорные насосы.

Я помню один проект по разработке скважины в песчанике с высокой вязкостью пластовых флюидов. Первоначально мы планировали использовать электрический насос с цилиндрическим приводом, но после проведения геологических исследований и анализа пластовых флюидов мы пришли к выводу, что наиболее эффективным решением будет использование винтового насоса с гидравлическим приводом. Этот насос обеспечивал более высокую производительность и меньше изнашивался в условиях высокой вязкости.

При выборе насоса необходимо учитывать не только дебит и глубину скважины, но и химический состав пластовых флюидов, температуру и давление в скважине. Необходимо также учитывать требования к надежности и простоте обслуживания оборудования.

Проблемы и ошибки при эксплуатации

При эксплуатации глубинных насосов штангового типа часто возникают различные проблемы. Одной из наиболее распространенных является заклинивание насоса в стволе скважины. Это может быть вызвано различными факторами, такими как попадание абразивных частиц, деформация штанги или неправильная установка насоса.

Еще одна распространенная проблема – это износ штанги и резинового покрытия. Это может привести к снижению производительности насоса и увеличению затрат на его обслуживание. Важно регулярно проводить осмотр штанги и резинового покрытия и своевременно их заменять.

Я лично сталкивался с ситуациями, когда из-за неправильной регулировки давления в скважине насос перегревался и выходил из строя. Необходимо строго соблюдать рекомендации производителя по регулировке давления и следить за состоянием теплоизоляции насоса.

Не стоит недооценивать роль регулярного технического обслуживания. Своевременная смазка, проверка соединений и очистка насоса от загрязнений позволяют значительно продлить срок его службы и избежать дорогостоящих ремонтов.

Иногда, в погоне за максимальной производительностью, пытаются установить насос, который просто не рассчитан на конкретные условия скважины. Это, как правило, приводит к преждевременному выходу оборудования из строя и необходимости дорогостоящего ремонта или замены.

Заключение

Итак, классификация глубинных насосов штангового типа – это не просто набор технических характеристик, а сложный комплекс факторов, который необходимо учитывать при выборе оборудования. Не существует универсального решения, подходящего для всех типов скважин. Выбор подходящего типа насоса зависит от множества факторов, таких как дебит, глубина, вязкость пластовых флюидов, температура и давление в скважине. И, конечно, важно учитывать экономическую целесообразность. Надеюсь, эта статья дала вам представление об основных принципах классификации и помогла лучше понять, как выбирать подходящее оборудование для добычи нефти и газа.