Длиноходовая скважинная насосная установка с гибкой штангой-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-текст на украинском языке

Длиноходовая скважинная насосная установка с гибкой штангой-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-текст на украинском языке-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода
2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Опыт использования довгоходових скважинных насосных установок
ДНУ позволяет работать в непрерывном и периодическом насосном режиме с подачей за один ход до 3-4 м3 жидкости, а также в режиме свабування с отбором жидкости с глубины до 5000 - 5500 м [4].
Конструкция одной из таких установок была разработана Оренбургским государственным университетом совместно со специалистами Всероссийского научно-исследовательского института технической физики (ВНИИТФ, м. Снежинск) [5]. На рис. 2.2 представлен общий вид установки. В ее состав входят:
двигатель вращения рабочего колеса;
электропривод двигателя установки;
редуктор;
передвижная платформа с установленными на ней рабочим колесом и тяговой лентой;
блок управления работой установки;
електрогальмо.

Рисунок 2.1 – Балансир-ный станок-качалка Рисунок 2.2 – Общий вид довгоходової насосной установки

На рисунке 2.3 представлено привод скважинного насоса с ленточным тяговым органом [6]. Во время сматывания ленты 1 установка подкатывается к устью скважины с помощью устройства, который создает горизонтальную силу, которая направлена в сторону устья. Таким устройством может быть пружина, груз с тяговым органом (канатом), переброшенный через блок, домкрат, который создает наклон рельсов.

1 – лента; 2 –точка сбегании ленты; 3 – ролик направляющий; 4 – гатель; 5 – стойка; 6 – двигатель; 7 – тележка; 8 – рельсы; 9 – редуктор со звездочкой
Рисунок 2.3 – Схема основных элементов привода конструкции ДНУ-1500-800
Преимуществом этой установки по сравнению с другими является более облегченные условия работы ленточного тягового органа. Здесь лента сгибается только на бабіні, так как точка совпадения является неподвижной. В данной установке практически отсутствуют контактные напряжения в ленте. Во время ремонта скважины установка откатывается от устья скважины усилием одного человека [6].
При проведении экспериментальных испытаний ДНУ с ленточным тяговым органом (СТО) было установлено, что данные параметры, которые включают наземный привод, гибкий тяговый орган в виде стальной ленты, которая находится на бабінній смотке барабану поводу (свободный конец закреплен до плунжера скважинного насоса), которые отличаются тем, что длина хода плунжера пение соразмерна с глубиной его спуска и достигает сотен метров. Вес груза под плунжерами для преодоления силы трения определяется исходя из суммарной силы трения, которая действует на плунжеры. В качестве груза используют 15-20 штанг Ш19. тяговым элементом установки служит стальная лента сечением 45×2; 45×3; 45×3,5; 50×3, марка стали 30ХГСА и другие [6].
Для приема и перемотки ленты по ДНУ используются специальные агрегаты на шасси автомобиля КРАЗ, зажимы ленты, устройство для соединения его со штангой и приспосіблення, необходимые для обслуживания ДНУ. С целью выявления микро трещин на ленте на ремонтной базе накануне вывоза ее на скважину проводят дефектоскопію специальным устройством.
Энергетические параметры измеряются с помощью комплекта стандартных измерительных устройств. При запуске ДНУ в работу не возникает колебаний на ленточном тяговом органе. Максимальная нагрузка на СТО довгоходової насосной установки с механическим приводом достигается через 2-2,5 сек после запуска ее в работу. ДНУ с механическим приводом имеет одну скорость движения плунжера вверх, а также в ней предусмотрено плавное регулирование длины хода плунжера путем изменения положения концевых выключателей.
Анализируя опытные данные (см. таблицу 2.1) видно, что длина хода плунжеров насосов обеспечивала их работу в погруженном состоянии под динамической уровень жидкости в скважине [7].

Из таблицы видно, что долго ходовые насосные установки работали при большом диапазоне подачи насоса – від2 до 82 м3/сутки. При малых подачах насоса (менее 5 м3/сут) резко возрастала удельный расход электроэнергии на подъем 1 т. жидкости и снижался коэффициент подачи насоса. Удельный расход электроэнергии увеличивалась при снижении уровня жидкости в скважине и отложении парафина и смол в подъемной трубе. Долго ходовые насосные установки обеспечивали достаточно высокий коэффициент подачи насоса – від0,55 до 0,79. среднее значение удельных затрат электроэнергии при подъеме жидкости из динамических уровней от 630 до850 м с помощью ДНУ составляет 6,4–7 кВт.ч/т. в этом же интервале уровня жидкости в скважине на подъем 1 т. жидкости с помощью стандартного станка-качалки удельные затраты электроэнергии росли до 7,64 кВт.ч/т [7].
Конструкции ДНУ с механическим и гидравлическим приводом предусмотрена возможность перемещения плунжера в ручном режиме от интервала хода до устья скважины. При эксплуатации ДНУ эта возможность используется для очистки от парафино–смолистых отложений на стенке подъемной трубы. Но ступенчатая колонна подъемных труб (диаметром 60 и 73 мм) не позволяет полностью ее очистить. В скважинах оборудованных ДНУ, использовалась также дотационная подача химического реагента через затрубное пространство. Сравним срок службы ДНУ с стальным ленточным тяговым органом со сроком службы ШСН.
При эксплуатации ДНУ с СТО были выявлены следующие недостатки [7]:
– отсутствие надежной конструкции уплотнения ленты, движущейся в остьовому сальнике (быстрый износ уплотнительных элементов, неполное съема нефтяной пленки с поверхности стальной ленты);
– недостаточная герметичность много секционного плунжера при малых скоростях хода вверх;
– повышенная вибрация и шум установки с механическим приводом.
Преимуществами ДНУ с СТО по сравнению с ШСНУ являются [7]:
– пригодность для подъема жидкости из скважины с дебитом 5-100 м3/сутки;
– при эксплуатации ДНУ зСТО с оптимальным погружением плунжера под динамический уровень жидкости обеспечивается достаточно высокий коэффициент подачи насоса, который изменяется от 0,55 до 0,79;
– удельные затраты электроэнергии на подъем 1 т жидкости с помощью ДНУ по сравнению с ШСНУ при одинаковых уровнях жидкости в скважине меньше на 0,64–1,5 кВт/час.
При сравнении ДНУ с гидравлическим приводом по ДНУ с механическим приводом является лучшим ДНУ с гидравлическим приводом, так как в ней есть возможность безступеневого регулирования скорости движения плунжера, бесшумная работа, незначительная вибрация установки.

2.2 Разработка привода довгоходової установки с гибкими штангами (гибкой стальной лентой)
Довгоходова насосная установка с ленточным тяговым органом предназначен для добычи высоковязкой и високогазованої нефти при эксплуатации скважин механизированным способом.
Установка состоит из наземного и скважинного оборудования.
К наземному оборудованию относится (рис. 2.4) устьовий сальник 6; аварийный выключатель 7; привод и станция управления 16. В состав привода входит бабина 15 с намотанной гибкой лентой; направляющий ролик 8; двухступенчатая редуктор 9 с механизмом реверсирования 10; клинопасова передача 13; электродвигатель 14; тормоз 12.
До скважинного оборудования установки относится сборный плунжер 2 с всасывающим 1 и нагнетательным 2 клапанами, гибкий тяговый орган, выполненный в виде стелевої ленты 4. Колонна НКТ 5 выполняет функцию цилиндра насоса.
На рис. 2.4 представлена схема установки с СТО. Принцип ее работы заключается в том, что наземный привод осуществляет наматывание ленты на барабан и сматывание ее в скважину с заданным интервалом движения плунжера. Ход плунжера вниз происходит за счет прикрепленного к нему груза.

1 – клапан всасывающий; 2 – плунжер; 3 – клапан нагнетательный; 4 – тяговый орган; 5 – цилиндр насоса (колонна НКТ); 6 – сальник; 7 – аварийный выключатель; 8 – ролик направляющий; 9 – редуктор; 10 – механизм реверсирования; 11 – конечные выключатели; 12 – тормоз; 13 – передача клинопасова; 14 – электродвигатель; 15 – бабина; 16 – станция управления

Рисунок 2.4 – Схема установки с ленточным тяговым органом
Переключение с хода «вверх» на ход «вниз» осуществляется путем реверсирования двигателя. Длина хода плунжера регулируется местом установки конечных переключателей на винте механизма реверсирования, а производительность установки - введением в цикле соответствующих пауз в конце хода «вниз».
Плунжер представляет собой многосекционные подпружиненные уплотняющие элементы (рисунок 2.5), закрепленные на специальной трубе, которая оснащена стандартным клапанным узлом от скважинного штангового насоса. В качестве цилиндра насоса используется колонна подъемных труб (диаметром 60×5 и 73×5,5 мм) на подвеске стальной ленты установлены два и более плунжеров, расстояние между которыми составляет 100-500 м. число плунжеров на одной подвеске взаимное с необходимым напором насоса и удлинением подвески.
Плунжер имеет следующее строение (рисунок 2.6). К верхней присоединительной головки 1 с одной стороны присоединен тяговый орган – канат 5, а с другой при помощи резьбы и гайки, кольца 2 присоединяется переходник 3, который своим нижним концом присоединен к пакера 4, которых в конструкции плунжера предусмотрено 3. Пакер 4 присоединен к нижней присоединяемой головки 7, к которой подвешивается груз 8. Плунжер находится в вставному цилиндре 11, к которому присоединено седло клапана впитываю чего 10 и клапан всасывающий 9. В нижней приєднуваній головке, которая также служит седлом нагнетательного клапана установлен нагнетательный клапан 6.
Принцип действия плунжера следующий: при движении плунжера в цилиндре 11 вверх, происходит открывание впитываю чего клапана 9, в то время когда нагнетательный клапан 6 закрыт. Пластовая жидкость из продуктивного пласта перетекает через седло впитываю чего клапана 10 в цилиндр 11. В это время некоторый объем пластовой жидкости, что находился выше плунжера выводится на дневную поверхность (устье).
При обратном движении плунжера всасывающий клапан 9 закрывается, открывается нагнетательный клапан 6 и жидкость, которая находится над всасывающим клапаном 9 перетекает в полость плунжера. Данный цикл работы повторяется снова, чем и обеспечивается перекачки пластовой жидкости из нефтеносного пласта на дневную поверхность (устье).





















1 – пакер;
2 – кольцо;
3 – переходник;
4 – переходник;
5 – ось;
6 – клапан;
7 – корпус клапана;
8 – переходник;
9 – гайка
Рисунок 2.5 – Плунжер долго ходовой насосной установки

Применение ДНУ с гибким тяговым механизмом, которая является универсальным техническим средством для добычи нефти дает возможность обеспечивать высокие технико-экономические показатели эксплуатации скважин и широкую область применения по дебітах.
В результате выполнения проекта установлено, что за счет увеличения длины хода плунжера достигаются следующие преимущества:
- многократно сокращается число циклов работы тягового механизма, что увеличивает долговечность установки, так как удаляется наступления усталости нагруженных элементов;
- возникает возможность делать ремонт скважины по замене насоса без бригады подземного ремонта и агрегатов с помощью собственного привода установки силами двух операторов (простой скважины при этом уменьшается с 16 часов до 2 часов);
- снижается расход металла на ленточный тяговый элемент и установку в целом;
- уменьшается износ плунжерної пары вследствие движения ее под собственным весом.