Погружной насос - насос, погружаемый ниже уровня перекачиваемой жидкости.
Это обеспечивает:
- подъем жидкости с большой глубины,
- хорошее охлаждение узлов насоса,
- подъем жидкости с растворенным в ней газом.
- в буровых скважинах,
- шахтных колодцах,
- технологических емкостях.
- штанговые погружные насосы;
- бесштанговые погружные насосы, в тч УЭЦН
Чаще всего штанговый насос используют при добычи нефти.
В поршень штангового насоса установлен обратный клапан (выкидной), пропускающий жидкость в одном направлении.
Запорный элемент клапана - это шарик -седло.
При движении поршня вниз шарик перемещается вверх, клапан открывается, пропуская жидкость через поршень.
При движении поршня вверх шарик прижимается к седлу, клапан под действием давления столба жидкости закрывается.
Состав ШГН:
Самая верхняя штанга - полированный шток, проходит через сальник на устье скважины и соединяется с головкой балансира станка-качалки с помощью траверсы и гибкой канатной подвески.
Основные узлы привода установки ШГН - на языке нефтяников - станка-качалки:
Более 70% добывающих скважин эксплуатируется установками ШГН из-за простоты, эффективности и надежности.
Преимущества ШГН:Запорный элемент клапана - это шарик -седло.
При движении поршня вниз шарик перемещается вверх, клапан открывается, пропуская жидкость через поршень.
При движении поршня вверх шарик прижимается к седлу, клапан под действием давления столба жидкости закрывается.
Состав ШГН:
- плунжер, который движется вверх-вниз по хорошо подогнанному цилиндру;
- обратный клапан плунжера, обеспечивающий движение жидкости только вверх. Обратный клапан, называемый также выкидным, в современных насосах обычно представляет собой клапан типа шар-седло.
Самая верхняя штанга - полированный шток, проходит через сальник на устье скважины и соединяется с головкой балансира станка-качалки с помощью траверсы и гибкой канатной подвески.
Основные узлы привода установки ШГН - на языке нефтяников - станка-качалки:
- рама,
- стойка в виде усеченной 4-гранной пирамиды,
- балансир с поворотной головой,
- траверса с шатунами, шарнирно подвешенные к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами,
- набор сменных шкивов для изменения числа качаний,
- поворотной салазка для электродвигателя, позволяющая менять ремни и их натяжение.
Более 70% добывающих скважин эксплуатируется установками ШГН из-за простоты, эффективности и надежности.
- высокий коэффициент полезного действия (КПД);
- возможность проведения ремонта непосредственно на нефтепромысле;
- возможность использования различных приводов для первичных двигателей;
- возможность добычи ТрИЗ, в тч в пескопроявляющих скважинах, при наличии парафина, высокого газового фактора, необходимости откачки коррозионной жидкости.
- невозможность использования в наклонно-направленных скважинах;
- ограничение по глубине спуска насоса из-за вероятности обрыва штанг;
-
малая подача насоса.
Вставные ШГН спускают в скважину в собранном виде:
- в скважину на НКТ спускается специальное замковое приспособление,
- насос на штангах спускают в уже спущенные НКТ, что позволяет менять насос без операции спуска-подъема труб.
Невставные насосы спускают в полуразобранном виде:
- на НКТ спускают цилиндр насоса;
- на штангах спускают плунжер с обратным клапаном, что требует спуск- подъем при замене насоса.
Бесштанговые скважинные погружные насосы - с переносом привода (первичного двигателя) в скважину к насосу.
Выполняются в одном агрегате с электрическим (или гидравлическим) двигателем.
К ним относятся установки погружных центробежных (УЭЦН), винтовых и диафрагменных электронасосов.
Питание электродвигателя осуществляется через погружаемый силовой кабель, закрепленный на НКТ.
Данные насосы являются наиболее распространёнными. Выполняются в одном агрегате с электрическим (или гидравлическим) двигателем.
К ним относятся установки погружных центробежных (УЭЦН), винтовых и диафрагменных электронасосов.
Питание электродвигателя осуществляется через погружаемый силовой кабель, закрепленный на НКТ.
К ним относятся скважинный насос, колодезный насос, а также фекальный насос и дренажный насос.
В случае применения гидродвигателя, источником энергии служит та же самая перекачиваемая жидкость, подаваемая в насос под высоким давлением.
В этом случае независимый двигатель с насосом устанавливается на поверхности.
Частный случай такой системы - гидролифт, в котором вода, подаваемая с поверхности под высоким давлением, увлекает с собой дополнительный объём воды из скважины.
Из числа скважинных погружных насосов наибольшее распространение получили центробежные насосы с погружным водо-, либо маслозаполненым герметичным электродвигателем соединенные коротким валом в моноагрегат, который подвешиваются в скважине на колонне водоподъемных (насосно-компрессорных) труб, либо устанавливается с устройством беструбного водоподъема, фиксирующим насос в обсадной колонне скважины на требуемой глубине и обеспечивающим подъем жидкости на поверхность по колонне обсадных труб.
Некоторые области применения погружных насосов:
- добыча нефти;
- системы скважинного подземного выщелачивания полезных ископаемых (добыча урана, золота, редкоземельных элементов методами физико-химической геотехнологии);
- водоснабжение и канализация муниципальных и промышленных сооружений, частных домовладений;
- ирригационные системы;
- утилизация геотермальной энергии низкого потенциала тепловыми насосами (Water source heat pumps-WSHP);
- перекачка сжиженных углеводородных газов.
В нефтяной и газовой промышленности электрические погружные насосы (УЭЦН) известны, как эффективный метод искусственного подъема жидкости на поверхность.
