12.4.3 Інші види безштангових насосів

Різноманітність умов піднімання рідини у свердловинах потребувало розроблення насосних способів з використанням гвинтових, гідропоршневих, діафрагмових, гідроімпульсних та інших насосів.

Принципова схема устаткування електрогвинтових насосів (УЕГН) аналогічна схемі УЕВН. Основна відмінна особливість полягає у використанні гвинтового насоса і порівняно тихохідного електродвигуна. Робочий орган гвинтвого насоса – однозахідний черв`ячний гвинт, який обертається в обоймі. Гвин і обойма утворюють по своїй довжині ряд послідовно замкнутих порожнин, бо гребінь спіралі гвинта знаходиться в неперервному стиканні з обоймою. Ці порожнини під час обертання гвинта рухаються від входу насоса до його виходу.

Конструкція свердловинного гвинтового насоса передбачає використання двох урівноважених гвинтів з правим і лівим напрямком спіралі. Їх привід здійснюється від розміщеного в нижній частині електродвигуна через протектор, ексцентричну пускову муфту і вал. Муфти забезпечують необхідне обертання валів, а пускова муфта здійснює пуск насоса за максимального крутного моменут двигуна, вимикає насос в разі його аварійного виходу з ладу, запобігає рух гвинта в протилежний бік за відсутності струму в двигуні або неправильного під`єднання

кабеля. Поступання рідини із свердловини в насос відбувається через фільтрові сітки, розміщені зверху верхнього і знизу нижнього гвинітв. Загальний вихід рідини відбувається у простір між гвинтами, далі вона рухається по кільцю між корпусом обойми верхнього гвинта і кожухом насоса до багатофункціонального запобіжного клапана поршеньково-золотникового типу. Обійшовши по просвердленому отвору запобіжний клапан, рідина проходить у шламову трубу і потрапляє в НКТ. Запобіжний клапан пропускає рідину в НКТ під час опускання насоса у свердловину і з НКТ під час піднімання, а також перепускає рідину із НКТ в затрубний простір під час зупинки насоса, в разі недостатнього припливу із пласта, вмісту в рідині великої кількості газу, підвищення гирлового тиску вище регламентованого значення. Шламова труба захищає насос від попадання в нього твердих частинок з поверхні і з відпомпованої рідини під час зупинок. Шлам збирається між внутрішньою поверхнею НКТ і зовнішньою поверхнею шламової труби. Вибір насоса аналогічний вибору ЕВН.

Гідропоршневе насосне устаткування (ГПНУ) містить свердловинний насос і гідродвигун з золотниковим розподілювачем, які об`єднані в один агрегат – гідропоршневий занурений насосний агрегат (ГПНА), НКТ, блок приготування робочої рідини і силовий блок. Робоча рідина неперервно нагнітається з поверхні силовим насосом насосного блоку по робочому каналу у гідродвигун. Золотник, суміщений з гідродвигуном, перемикає подавання робочої рідини почергово у порожнини над і під поршнем гідродвигуна і, відповідно, вихід відпрацьованої рідини у піднімальний канал з порожнини під і над поршнем. Поршень гідродвигуна здійснює зворотно-поступальний рух. Насос відпомповує рідину із свердловини.

За типом циркуляції робочої рідини розрізняють відкриті і закриті ГПНУ. В установках із закритою схемою робоча рідина із гідродвигуна і відпомпована свердловинна рідина піднімаються на поверхню окремими каналами відповідно в блок підготовки і в збірний промисловий трубопровід, тобто у свердловині необхідно мати три окремих канали. В установках з відкритою схемою робоча рідина, виходячи із гідродвигуна, змішується з продукцією свердловини і піднімається на поверхню по загальному каналу (два окремих канали). Три канали можуть бути створені трьома рядами НКТ або двома рядами НКТ і пакером. За способом опускання ГПНА у свердловину розрязняють ГПНУ фіксовані (опускаються на колоні НКТ) і вільні (скидаються у свердловину). Для монтування вільних ГПНА у нижній частині труб встановлюють герметизуюче сідло, а на гирлі – вловлювач і спеціальну обв`язку, яка дає змогу змінювати напрям потоків у колонах НКТ.

У разі відкритої схеми як робочу рідину використовують видобуту нафту. Для вилучення газу, води і механічних домішок застосовують сепаратори, відстійники, іноді деемульгатори. Досвід показав, що достатньо знизити кількість води до 5 % і механічних домішок до 0,3-0,5 г/л.

Тиск на виході силового поверхневого насоса сягає 21 МПа, іноді його підвищують до 35 МПа. У цілому коефіцієнт корисної дії ГПНУ невисокий. Економічна ефективність застосовуваних ГПНУ порівняно з насосним обладнанням інших типів зростає із збільшенням глибини опускання ГПНА. ГПНУ дає змогу експлуатувати свердловини з висотою піднімання до 4500 м, максимальни дебітом до 1200 м³/доб за високого вмісту води (до 98 %), піску (до 2 %) і агресивних компонентів. Збільшення висоти піднімання і величини подавання може бути досягнуто застосуванням тандемів-агрегатів, у яких в одному корпусі монтується два і більше насосів, а також гідродвигунів, які з`єднані загальним штоком, Але працюють параллельно.

Перспективи застосування ГПНУ пов`язують з експлуатацією похилих свердловин, в яких робота штангових насосів виявляється неможливою, а також з випадком розбурювання родовищ кущами свердловин, що дає змогу обслуговувати одним ГПНУ декілька ГПНА.

Для експлуатації свердловин застосовують гідро­імпульсні насоси, струменеві насоси, устаткування занурених насосів з гнучким валом від поверхневого двигуна, устаткування діафрагмових електронасосів, довгоходові глибинні насоси із стрічковим тяговим органом тощо.