Насосы с гидроприводом.

Гидроприводные насосные агрегаты (ГПНА) являются в настоящее время одним из трех основных типов насосного оборудования, применяемого в мировой практике для эксплуатации нефтяных скважин. Особенностью их является применение объемного гидропривода для глубинных поршневых насосов с возвратно-поступательным движением. Подача энергии глубинным агрегатом от наземных осуществляется непрерывно движущимся током рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости в большинстве случаев используется сырая нефть, получаемая из продукции скважин, после удаления из неё свободного газа, воды, песка и др. примесей. Для осуществления возвратно-поступательного движения поршневой группы гидродвигателя и объединенного с ним глубинного насоса обычно применяется размещенное в гидродвигателе золотниковое устройство.

Очень ценным для нефтедобывающей промышленности достоинством объемного гидропривода является его способность передавать большое количество энергии с потоком жидкости, имеющим сравнительно небольшой расход, но высокое давление. Это позволяет создавать мощные агрегаты небольших габаритов.

Другие достоинства: 1) Небольшие габариты и вес, приходящиеся на единицу мощности; 2) высокий к.п.д. 3) высокая надежность; 4) простота осуществления передач с высокой степенью редукции; 5) регулирование в широком диапазоне основных параметров; 6) простота управления и автоматизации. Применение ГПНА для эксплуатации нефтяных скважин позволило выявить дополнительные достоинства. 1) отказ от длинной механической связи глубинного насоса с наземным двигателем; 2) возможность использования рабочей жидкости для транспортировки и смены ГПНА; 3) приспособленность для эксплуатации нескольких скважин и кустов скважин и др.

Первичная часть гидропривода, применяемого для эксплуатации нефтяных скважин, обычно размещается на поверхности земли и представляет собой трёх-пяти плунжерный насос 8 высокого давления, приводимый в действие электродвигателем 7 или двс. Энергия передается потоком жидкости по трубопроводу 9, глубинному поршневому гидродвигателю 10, имеющему золотниковое устройство для реверсирования хода поршня. Гидродвигатель имеет жесткую механическую связь с глубинным насосом 11 и объединен с ним в агрегат, спускаемый на колонне насосных труб в обсадную колонну 12 скважины ниже динамического уровня жидкости. На поверхность должна подниматься продукция скважины, откачиваемая ГПНА, и отработавшая жидкость из гидродвигателя. По способу возврата на поверхность отработавшей жидкости ГПНУ делятся на 2 типа; а) с открытой системой циркуляции жидкости в которой

отработавшая жидкость поднимается на поверхность по общему каналу 6 с продукцией скважины. Смешанный поток направляется в сепаратор 1 для подготовки рабочей жидкости, из которой она снова поступает в силовой насос 8 по трубопроводу 5. Сброс воды – 2, товарная нефть – 3, попутный газ -4 ;

13 – резервуар для рабочей жидкости; 14 – отработавшая жидкость из гидродвигателя; 15 – линия для пополнения утечек рабочей жидкости. б)Ко второму типу относятся установки с закрытой системой циркуляции, в которых отработавшая жидкость и продукция скважины поднимается на поверхность по отдельным каналам 14 и 16. Отработавшая жидкость поступает в небольшой буферный резервуар 13, из которого вновь забирается силовым насосом. Установки второго типа применяются только в тех случаях , когда из-за особенностей состава продукции скважин требуется сложная и дорогостоящая подготовка рабочей жидкости, что оправдывает недостаток – 1) дополнительный третий канал в скважине для раздельного подъема отработанной жидкости. В США в качестве рабочей жидкости применяется вода со специальными смазывающими присадками. 2) сложное поверхностное оборудование при необходимости подготовки рабочей жидкости (отстойники, сепараторы, демульгаторы, подготовители).

Гидропогружной насосный агрегат состоит из 2-х основных частей: Гидравлического поршневого двигателя объемного типа и поршневого насоса двухстороннего действия.

1 – трубопровод

2 – выкидная линия

3 – поршень

4 – четырехходовой кран (золотник)

5 – нагнетательный клапан. Скорость перемещения зависит от скорости подачи жидкости.

6 – всасывающий клапан

7 – обводной клапан

8 – золотниковое устройство.

1. Скважинные гидропоршневые установки хорошо приспособлены для наклонных скважин, т.к. они не имеют движущейся штанговой колонны (ШГНУ) и кабеля рядом с трубами, который повреждается при спуске агрегата (ЭЦН)

2. Подъем жидкости с больших глубин 4000-9000м

3. Возможность добычи высоковязкой жидкости.

Установки гидропоршневых насосов (УГН) предназначены для добычи нефти из 2-8 кустовых наклононаправленных скважин. Установки можно применять для добычи нефти с обводненностью до 99%, мех.примеси до 0,1 г/л, сероводорода до 0,01 г/л, температура пласта до .

Обозначение: УГН25-150-25 – установка гидропоршневых насосов. 25 – подача агрегата , 150 – подача установки суммарная, 25 – давление нагнетания ГПНА, МПа.

УГН40-240-20, УГН100-200-18.

; ; 1);2)

ГПНА сбрасываемого типа:

ГН59-89-100-18Q=100

; n=8-53 Гц

ГН59-89-25-25.