Глава 2. Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений 97

ся на насосной штанге (3). Верхняя часть штанги пропускается через устьевой сальник (5) и соединяется с головкой балансира станка-качалки (6). При помощи кривошипно-шатунного механизма (7) голов­ка балансира (9) передает возвратно-поступательное движение штанге (3) и подвешенному на ней плунжеру. Станок приводится в действие элек­тродвигателем (8) через систему передач.

Рис. 2.3.11. Схема добычи нефти с помощью штангового насоса: 1 — всасывающий клапан; 2 — нагнетательный клапан; 3 — штанга; 4 — тройник; 5 — устьевой сальник; 6 — балансир станка-качалки; 7 — кривошипно-шатунный механизм; 8 — электро­двигатель; 9 — головка балансира; 10 — насосные трубы

Работает насос следующим образом. При ходе плунжера вверх верх­ний клапан (2) закрыт, так как на него действует давление вышележа­щего столба жидкости и плунжер работает как поршень, выталкивая

98 Часть I. Основы нефтегазового дела

нефть на поверхность. В это же время открывается приемный клапан (1) и жидкость поступает в цилиндр насоса. При ходе плунжера вниз нижний клапан закрывается, а верхний открывается и через полый плунжер жидкость выдавливается из цилиндра насоса в насосные трубы (10).

При непрерывной работе насоса в результате подкачки жидкости уровень последней в насосных трубах поднимается до устья и она по­ступает в выкидную линию через тройник (4).

Недостатками штанговых насосов являются громоздкость, возмож­ность обрыва штанг, ограниченность применения в наклонных и силь-нообводненных скважинах, недостаточно высокая подача, небольшие (до 2 км) глубины эксплуатации.

В связи с этим в последние годы при эксплуатации нефтяных сква­жин все шире применяются бесштанговые насосы (погружные электро­центробежные насосы, винтовые насосы и др).

Схема установки в скважине погружного электроцентробежного насоса (ЭЦН) приведена на рис. 2.3.12. Бронированный кабель для питания электродвигателя и источник электропитания на схеме услов­но не показаны.

Принцип действия установки следующий. Электрический ток из промысловой сети через автотрансформатор и станцию управления по бронированному кабелю поступает к электродвигателю (2). Вра­щая вал насоса (1), электродвигатель приводит его в действие. Всасы­ваемая насосом нефть проходит через фильтр (на схеме не показан) и нагнетается по подъемным трубам (3) на поверхность. Чтобы нефть при остановке агрегата не сливалась из подъемных труб в скважину, в трубах над насосом смонтирован обратный клапан (4).

Погружной электроцентробежный насос представляет собой на­бор отдельных ступеней, в каждой из которых имеется свой ротор (центробежное колесо) и статор (направляющий аппарат). Роторы от­дельных ступеней посажены на один вал, жестко соединенный с ва­лом погружного электродвигателя. Каждая из ступеней ЭЦН разви­вает напор 3...5,5 м. Поэтому для обеспечения напора в 800... 1000 м в корпусе насоса монтируют 150...200 ступеней.

Существенными недостатками электроцентробежных насосов яв­ляются их низкая эффективность при работе в скважинах с дебитом ниже 60 м³/сут.; снижение подачи, напора и кпд. при увеличении вяз­кости откачиваемой смеси, а также при увеличении свободного газа на приеме насоса.

Погружные винтовые насосы стали применяться на практике срав­нительно недавно. Винтовой насос — это насос объемного действия,