СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к технике добычи нефти, в частности - к скважинным штанговым установкам, и может быть использована для периодической откачки из скважин нефти и других жидких сред.
Известна скважинная штанговая насосная установка для добычи высоковязкой нефти, содержащая наземный привод, подвешенный в полости скважины на колонне насосно-компрессорных труб штанговый насос со всасывающим и нагнетательным клапанами, в цилиндре которого размещен соединенный с колонной насосных штанг полый плунжер, связанный с направляющим шкивом и грузом, установленными под плунжером; межтрубное пространство скважины снабжено стабилизирующими башмаками, установленными по всей длине насосно-компрессорных труб, за пределами которых размещена колонна насосных штанг, выполненная гибкой и центрируемая относительно межтрубного пространства стабилизирующими башмаками, верхний конец которой закреплен на наземном приводе, а нижний - на наружной поверхности насосно-компрессорных труб (см. патент RU 2059884, F 04 В 47/00, 10.05.1996).
Недостатками известного решения являются сравнительно невысокая эффективность и надежность работы скважинной насосной установки.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является скважинная штанговая насосная установка, содержащая установленный в скважине штанговый насос с ходом плунжера или поршня до 12 м, при этом полированный шток установки выведен через сальник из скважины и соединен посредством каната с мачтовым приводом (см. книгу Б.С.Захарова «Поршневые и плунжерные насосы для добычи нефти, Москва, ОАО «ВНИИОЭНГ», 2002, с.14-29, 36-39).
Данная скважинная штанговая установка позволяет обеспечить работу длинноходовых штанговых насосов, что позволяет увеличить наработку на отказ штанговых насосов. Однако использование данных штанговых установок экономически неоправданно для откачки нефти из малодебитных обводненных скважин, поскольку оборудование таких скважин не окупается добытой из них нефти.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание скважинных штанговых установок с передвижным приводом для организации периодической добычи нефти из необустроенных и необорудованных скважин с относительно небольшим количеством добываемой из них нефти.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является снижение себестоимости добычи нефти из малодебитных скважин.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная штанговая насосная установка содержит установленный в скважине штанговый насос с ходом плунжера или поршня до 12 м, при этом полированный шток установки выведен через сальник из скважины и соединен посредством каната с мачтовым приводом, причем последний выполнен в виде установленного на шасси транспортного средства, например автомобиля, подъемного крана с высотой вылета стрелы не меньше максимального хода плунжера штангового насоса, в качестве штангового насоса использованы плунжерный бесцилиндровый штанговый насос типа НСБ или поршневой штанговый насос типа НН-2СП, максимальное растяжение штанг насоса при максимальной нагрузке не более 0,12 от длины хода плунжера и растяжение насосно-компрессорных труб не более 0,04 от длины хода плунжера.
В ходе проведенных испытаний было установлено, что при периодической эксплуатации на необорудованных и необустроенных скважинах наработки насосов типа НН-2СП и НСБ в среднем составили 830
3
суток, а отдельные насосы проработали по 1700-2000 суток и больше. В ходе испытаний были использованы насосы типа НСБ57-10-2,4 (длина хода 10 м, длина плунжера 2,4 м) и НН-2СП70-10 с длиной хода 10 м с приводом, установленным на шасси автомобиля. Затраты на дооборудование скважины разовые и они быстро окупаются. В первой же оборудованной насосом типа НСБ57-10-2,4 скважине №1352 за 1 час работы было добыто 5,2 м чистой нефти. Насос был установлен на глубине 680 м. Динамограмма и фактические замеры подачи показали высокую эффективность работы насосной установки. При длине хода 9,5 м, скорости подъема 1,0 м/с (3,1 хода в мин) и максимальной нагрузке не более 0,12 от длины хода плунжера и растяжение насосно-компрессорных труб не более 0,04 от длины хода плунжера, коэффициент подачи у насоса был равен 0,86. Испытание второго насоса типа НН-2СП70-10 показало такую же высокую эффективность насосной добычи. В обоих случаях коэффициент наполнения насосов достигал 0,97. При превышении указанных выше нагрузки и растяжении насосно-компрессорных труб наблюдалось снижение эффективности откачки более чем на 10%.
В ходе сравнительных испытаний при использовании на необорудованных скважинах для добычи нефти агрегатов для свабирования и предлагаемой скважинной штанговой установки были получены следующие результаты.
3
3
За одинаковое время работы скважинная штанговая установка совершила 582 рабочих цикла, а агрегат для свабирования 11 рабочих циклов, при этом средний коэффициент подачи сваба оказался более чем в 2 раза меньше коэффициента подачи указанных выше длинноходовых насосов, а удельный расход топлива установкой с длинноходовым насосом меньше, чем у агрегата для свабирования - 5,64 л/м против 5,87 л/м.
На чертеже представлена скважинная штанговая насосная установка.
Скважинная штанговая насосная установка содержит установленный в скважине 1 штанговый насос 2 с ходом плунжера или поршня до 12 м.
Полированный шток 3 установки выведен через сальник 4 из скважины 1 и соединен посредством каната 5 с мачтовым приводом 6. Последний выполнен в виде установленного на шасси 7 транспортного средства 8, например автомобиля, подъемного крана 9 с высотой вылета стрелы 10 не меньше максимального хода плунжера штангового насоса 2. В качестве штангового насоса 2 использованы плунжерный бесцилиндровый штанговый насос типа НСБ или поршневой штанговый насос типа НН-2СП. Максимальное растяжение штанг насоса 2 при максимальной нагрузке не более 0,12 от длины хода плунжера и растяжение насосно-компрессорных труб 11 не более 0,04 от длины хода плунжера.
3
В процессе эксплуатации штанговые насосы 2 устанавливают в скважинах 1, при этом полированный шток 3 через сальник 4 выводят наружу из скважины 1. В период, предшествующий началу эксплуатации скважин 1, проводят обследование этих скважин 1 и устанавливают период времени, в течение которого в скважине 1 накапливается количество нефти, достаточное для добычи. Обычно это от 3 до 50 м нефти. После получения указанной выше информации устанавливают график объезда скважин 1 транспортным средством 8, на котором установлен подъемный кран 9. По прибытии к скважине 1 с помощью троса 5 полированный шток 3 соединяют с крюком подъемного крана 9, причем высоту вылета стрелы 10 устанавливают не менее максимального хода плунжера штангового насоса 2, к штоку 3 которого он подсоединен. Далее с помощью подъемного крана 9 приводят в работу штанговый насос 2 и откачивают из скважины 1 накопившуюся в ней нефть. После этого откачку прекращают, отсоединяют канат 5 от штока 3 и транспортное средство переезжает к следующей скважине 1.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где возможна периодическая эксплуатация необустроенных, преимущественно малодебитных, скважин.