Глава 5 эксплуатация скважин штанговыми насосами
Наиболее распространен в мировой практике штанговый насосный способ добычи нефти, который охватывает более 2/3 общего действующего фонда.
В России станки-качалки выпускаются по ГОСТ 5866-76, устьевые сальники - по ТУ 26-16-6-76, НКТ - по ГОСТ 63380, штанги - по ГОСТ 13877-80, скважинный насос и замковые опоры - по ГОСТ 26-16-06-86.
Скважинная штанговая насосная установка (УСШН) (рис. 5.1) состоит из станка-качалки 1, оборудования устья 2, колонны НКТ 3, подвешенных на планшайбе, колонны насосных штанг 4, штангового насоса вставного 6 или невставного 7 типа. Вставной насос 6 крепится в трубах НКТ с помощью замковой опоры 5. Скважинный насос спускается под уровень жидкости.
Возвратно-поступательное движение плунжера насоса, подвешенного на штангах, обеспечивает подъем жидкости из скважины на поверхность. При наличии парафина в продукции скважины на штангах устанавливают скребки, очищающие внутренние стенки НКТ. Для борьбы с газом и песком на приеме насоса могут устанавливаться газовые или песочные якоря.
5.1. Приводы штанговых насосов
ГОСТ 5866-76 предусматривает изготовление станков-качалок 13 типоразмеров. Основные параметры и их размеры приведены в табл. 5.1-5.4.
Каждый тип станка-качалки характеризуется максимальными допускаемыми нагрузками на устьевой шток, длиной хода устьевого штока и крутящим моментом на кривошипном валу редуктора, числом двойных ходов балансира в минуту.
За рубежом станки-качалки обычной конструкции произво-
Номинальная нагрузка (на устьевом
Номинальная длина хода устьевого што
Номинальный крутящий момент (на
выходном валу редуктора), кН-м
Число ходов балансира в минуту
Габариты, мм, не более:
Т а б л и ц а 5.2
Номинальная нагрузка (на устьевом штоке),
Номинальная длина хода устьевого штока, м
Номинальный крутящий момент (на выход
ном валу редуктора), кН-м
Число ходов балансира в минуту
Габариты, мм, не более:
Номинальный крутящий момент (на выходном валу), кН-м
Межосевое расстояние, мм
Передаточное
быстроходной ступени
тихоходной ступени
Т а б л и ц а 5.4
Техническая характеристика станков-качалок
Станок-качалка
Наибольшая допустимая нагрузка на устьевой шток, кН
Номинальная длина хода устьевого штока, м
Наибольший допустимый крутящий момент на ведомом валу редуктора, кН-м
Габариты (при горизонтальном положении балансира), мм
ширина без ограждения
0,6; 0,75; 0,9; 1,05; 1,2
0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1
1,3; 1,8; 2,1; 2,5; 3,0
0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1
1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5
1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,5
1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5
1,5; 1,8; 2,1; 2,5; 3,0
2,3; 2,7; 3,3; 3,9; 4,5
1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5
СК15-6,0-12500
3,0; 3,5; 4,5; 5,2; 6,0
СК20-4,5-12500
2,3; 2,7; 3,3; 3,9; 4,5
дятся по спецификации 11Е стандарта АНИ. Диапазон показателей: грузоподъемность 2-20 т; длина хода 0,5-6,0 м; крутящий момент до 12000 кг-м. В России наиболее известны фирмы “Lufkin” (США), “Indystrial CA” (Румыния).
Станок-качалка (рис. 5.2) состоит: из рамы 13 с подставкой под редуктор и поворотной плитой 12; стойки 3; балансира 2 с головкой и опорой траверсы 15; двух шатунов 4; двух кривошипов 5 с противовесами 14 (при комбинированном или кривошипном уравновешивании); редуктора 6; тормозов 16; клиноременной передачи 7, 8; электродвигателя 9; подвески устьевого штока 1 с канатом; ограждения 11 кривошипно-шатунного механизма. Рама из профильного проката изготовлена в виде двух полозьев, соединенных поперечными связями. Стойка -из профильного проката четырехногая.
Балансир - из профильного проката двутаврового сечения; однобалочной или двубалочной конструкции. Головка балансира - поворотная или откидывающаяся вверх. Для ее фиксации в рабочем положении в шайбе головки предусмотрен паз, в который входит клин защелки.
Опора балансира - ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках. К средней части от квадратного сечения приварена планка, через которую опора балансира соединяется с балансиром.
Траверса - прямая, из профильного проката. С ее помощью балансир соединяется с двумя параллельно работающими шатунами.
Опора траверсы шарнирно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть оси установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплен к нижней полке балансира.
Шатун - стальная трубная заготовка, на одном конце которой вварена верхняя головка шатуна, а на другом - башмак. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединен с траверсой. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и затягивается с помощью гаек.
Кривошип - ведущее звено преобразующего механизма станка-качалки. В нем предусмотрены отверстия для изменения длины хода устьевого штока. На кривошипе установлены противовесы, которые могут перемещаться.
Редуктор типа Ц2НШ представляет собой совокупность
двух пар цилиндрических шевронных зубчатых передач, выполненных с зацеплением Новикова. Изготовление редуктора должно отвечать требованиям ОСТ 26-02-1200-75 (см. табл.
Рис. 5.2. Станок-качалка типа СК:
1 - подвеска устьевого штока; 2 - балансир с опорой; 3 - стойка; 4 - шатун; 5 - кривошип; 6 - редуктор; 7 - ведомый шкив; 8 - ремень; 9 - электродвигатель; 10 - ведущий шкив; 11 - ограждение; 12 - поворотная плита; 13 -рама; 14 - противовес; 15 - траверса; 16 - тормоз
Валы цилиндрических зубчатых передач лежат в плоскости разъема корпуса и крышки редуктора. Для равномерного распределения нагрузок на валы и подшипники принято симметричное расположение зубчатых колес и опор. Опоры ведущего и промежуточного валов выполнены на роликоподшипниках с короткими цилиндрическими роликами, а ведомого вала на роликоподшипниках двухрядных сферических. На конце ведущего вала насаживаются шкивы тормоза и клиноременной передачи, положение которых после определенного срока эксплуатации необходимо менять для увеличения общего срока службы ведомого колеса редуктора. Для этого на обоих концах ведомого вала имеются по два шпоночных паза.
Смазка зубчатых колес и подшипников валов осуществляется из ванны корпуса редуктора.
Тормоз - двухколодочный. Правая и левая колодки прикреплены к редуктору. С помощью стяжного устройства колодки зажимают тормозной шкив, насаженный на ведущий вал редуктора. Рукоятка тормоза, насаженная на стяжной винт, вынесена в конец рамы, за электродвигатель.
Салазки поворотные под электродвигатель обеспечивают быструю смену и натяжение клиновых ремней. Выполнены они в виде рамы, которая шарнирно укреплена на заднем конце рамы станка-качалки.
К поворотной плите поперечно прикреплены болтами двое салазок, на которые устанавливается электродвигатель. Рама с салазками поворачивается вращением ходового винта.
Привод станка-качалки осуществляется от электродвигателя со скоростью вращения вала 750, 1000 и 1500 мин -1 . Электродвигатель - трехфазный короткозамкнутый, асинхронный с повышенным пусковым моментом во влагоморозостойком исполнении. На валу электродвигателя установлена конусная втулка, на которую насажен ведущий шкив клиноременной передачи.
Подвеска устьевого штока типа ПСШ грузоподъемностью 3, 5, 10 т состоит из верхней и нижней траверс, двух зажимов каната и зажима устьевого штока. Для установки в подвеске гидравлического динамографа в нее вставляют два винта, с помощью которых раздвигаются траверсы подвески.
Штоки сальниковые устьевые ШСУ предназначены для соединения колонны насосных штанг с канатной подвеской станка-качалки.
Для герметизации устья насосных скважин и подвески насосно-компрессорных труб предусмотрено оборудование устья насосных скважин. Наиболее распространенным оборудованием устья скважин на промыслах является устьевой сальник.
При однотрубной системе сбора и транспорта нефти и газа используется устьевое оборудование насосных скважин на давление до 4 МПа, имеющее шифры СУС1-73-31 и СУС2-73-31, соответственно обозначающие сальники устьевые с самоус-танавливающейся головкой с одинарным и двойным уплотнением для НКТ диаметром 73 мм (табл. 5.5).
Характерной особенностью устьевых сальников СУС является шарнирное соединение между головкой сальника и его тройником для поворота головки в пределах конусного угла (3°) и самоустанавливания по сальниковому штоку. Этим обеспечивается более полная загрузка уплотняющих элементов и повышается срок их службы.
Устьевой сальник СУС1 (рис. 5.3) состоит из шаровой головки, с помещенными в ней нижней и верхней втулками, направляющими втулками из прессованной древесины и уплотнительной набивки. На верхнюю часть шаровой головки навинчивается крышка с двумя скобами, с помощью которых подтягивают уплотнительную набивку.
Для герметизации узла шаровой головки 9 предусмотрено уплотнительное кольцо 5. Наличие в нижней части шаровой головки двух стопоров 4 не позволяет проворачиваться шаровой головке вокруг своей оси при затяжке крышки головки 12. Крышка шаровой головки 12 крепится к тройнику двумя откидными болтами 14.
Тройник снабжен быстроразборным соединением для подсоединения к выкидной линии.
Устьевой сальник СУС2А в отличие от СУС1 имеет двойные уплотнения и три ряда направляющих втулок. Устьевой сальник с двойным уплотнением позволяет менять изношенные верхние уплотнительные элементы без разрядки скважины за счет нижнего уплотнения - буферной манжеты. Изношенные
Т а б л и ц а 5.5 Техническая характеристика устьевых сальников
Рабочее давление, МПа:
при подвижном устьевом штоке
при неподвижном устьевом штоке и
затянутой сальниковой набивке
Диаметр присоединительной резьбы, мм
Диаметр сальникового устьевого штока, мм
Габариты, мм:
Рис. 5.3. Сальник устьевой СУС1-73-31:
1 — тройник; 2 — втулка нижняя; 3 — вкладыш; 4 — стопор; 5 — кольцо уплотнительное; 6 — манжетодержатель; 7 — крышка шаровая; 8 — уплотнительная набивка; 9 — головка шаровая; 10 — вкладыш; 11 — грундбукса; 12 — крышка головки; 13 — шток; 14 — болт откидной; 15 — палец; 16 — шплинт; 17 — гайка накидная; 18 — ниппель; 19 — наконечник
направляющие втулки, как правило, меняют при текущем ремонте скважин.
При установке устьевых сальников на устье все резиновые кольца и уплотнительные набивки должны смазываться густой смазкой.
Разбирать шаровую крышку и отделять головку от тройника без необходимости не рекомендуется. При потере герметичности в шаровой опоре заменяют уплотнительные кольца в условиях мастерской.
Для оборудования устья скважин выпускаются: ОУ140-146/168-65А - оборудованные устья насосных скважин, периодически фонтанирующих, с концентрической подвеской колонны НКТ относительно оси скважины; 0У140-146/168-65Б -то же, для скважин с эксцентрической подвеской труб (рис. 5.4).
В состав оборудования ОУ входят устьевой сальник СУС2 с двойным уплотнением и пробковые краны КППС65-140. В качестве запорных устройств применяют пробковые краны от фонтанной арматуры с уплотнительной смазкой на 14 МПа. Подъемная колонна смещена относительно оси скважины. В трубной головке оборудования ОУ типа Б предусмотрен патрубок с задвижкой для установки лубрикатора и спуска исследовательских приборов в затрубное пространство. Для перепуска газа из затрубного пространства в выкидную линию в обвязке предусмотрен обратный клапан. Затвор обратного клапана (седло и шарик) использован от скважинного насоса.
Оборудование устья скважин, эксплуатируемых с помощью погружных электронасосов ОУЭН, может быть использовано и на периодически фонтанирующих скважинах (табл. 5.6). При этом допускаются подвеска колонны насосно-компрессорных труб, а также профилактические, ремонтные и исследовательские работы на скважине. Колонну насосно-компрессорных труб подвешивают на разъемном конусе, в котором предусмотрен проход и для кабеля. Трубы и кабель уплотняют резиновыми разрезными прокладками, поджимаемыми разъемным фланцем.
Балансирный привод станка-качалки имеет недостаток -точка подвеса штанг совершает сложное движение, что вызывает рост динамических нагрузок на штанговую колонну. С целью их уменьшения применяется безбалансирный станок-качалка, в котором шатун и балансир заменяются гибкой связью - стальным канатом.
Приводная часть безбалансирного станка-качалки (включая редуктор) аналогична балансирному. Конструкция кривошипа V-образной формы, с углом 30°. Над устьем скважины, на наклонной стойке расположен ролик, через который переброшена гибкая подвеска, соединенная с шатунами. Нижняя головка
Т а б л и ц а 5.6
ОУ140-146/168-65А
ОУ140-146/168-65Б
Габариты, мм: длина
Рис. 5.4. Оборудование устья ОУ140-146/ 168-65Б:
1 - крестовик; 2 - конусная подвеска; 3 - резиновые уплотнения; 4 - разъемный фланец; 5 - патрубок; 6 - тройник; 7 -задвижка; 8 - сальник устьевой СУС2; 9, 11 - обратный клапан; 10 - кран; 12 - пробка
шатуна соединена с кривошипом. Безбалансирные станки-качалки рассчитаны на нагрузку 30 и 60 кН, длину хода от 0,45 до 5 м и крутящий момент до 80 кН-м. Они имеют меньшие габариты и металлоемкости по сравнению с балансирным. Недостатком является малая надежность гибкой связи.
Гидро- и пневмопривод штанговых установок приводят в движение штанги через шток с поршнем, расположенным в цилиндре. Гидро- и пневмопривод позволяют получить более благоприятный закон движения точки подвеса штанг (ТПШ).
Вниз штанги движутся под действием сил тяжести.
Пневмопривод обычно используется малой мощности, т.е. для скважин с малой глубиной подвески и малой подачей. Гидропривод (гидрокачалка) более широко известен (рис. 5.5)
Приводной цилиндр 3 с поршнем крепится на фланце обсадной колонны скважины. С поршнем соединен полированный шток 2, проходящий через сальник 1. К штоку подвешена колонна штанг. Жидкость подается попеременно в рабочую полость цилиндра и уравновешивающий аккумулятор 5. Рабочая жидкость при ходе штанг вверх поступает на прием насоса системы гидропривода (А) над напором из аккумулятора, где поддерживается постоянное давление сжатым газом над уровнем жидкости в аккумуляторе. В конце хода вверх элементы управления 4 переключают систему на подачу рабочей
Рис. 5.5. Схема гидропривода штангового насоса фирмы “Викерс” (США) (¦?)
и типа АГТ ( •)
жидкости из рабочего цилиндра в аккумулятор. Под действием веса штанг жидкость поступает на прием силового насоса. Для поддержания давления жидкости и газа в аккумуляторе имеются компрессор 7 и насос 6. По схеме АГН уравновешивание происходит за счет веса НКТ. Для этого используется уравновешивающий цилиндр 8, в котором на поршень 9 подвешены НКТ. Установки с гидроприводом обеспечивают большие длины хода глубинного насоса, легкость регулирования режима работы и малую металлоемкость. Параметры установки АГН-Л: длина хода точки подвеса штанг 2,2 м; нагрузка до 60 кН; масса 1550 кг.
В последнее время гидрофицированный привод ЛП-114 предложен заводом “Мотовилиха” (г. Пермь). Такие приводы работают в Западной Сибири (г. Сургут). Уравновешивание производится гидроаккумулятором. Параметры установки ЛП-114: длина хода точки подвеса штанг 2,5 м; нагрузка до 80 кН; масса 1980 кг. Схема ЛП-114 соответствует схеме (см. рис. 5.5, а).
Станки-качалки с одноплечным балансиром
В связи с появлением на промыслах большого количества зарубежного оборудования можно встретить станки-качалки с одноплечным балансиром типа МАРК фирмы “Lufkin” (США), а также отечественных производителей (привод ПШГНО 6-2,5, Уралтрансмаш, г. Екатеринбург) (рис. 5.6). Особенностью подобных приводов является использование кинематической схемы с одноплечным балансиром. Подобное выполнение станков-качалок обусловлено рядом причин. Так, эти станки-качалки имеют более благоприятный закон движения точки подвеса штанг, позволяющий несколько уменьшить динамические нагрузки на штанговую колонну. Если сравнить два станка-качалки с одинаковыми длинами и соотношениями кинематических звеньев, один из которых обычный станок-качалка, а второй - с одноплечным балансиром, то у последнего максимальные нагрузки в точке подвеса штанг будут несколько меньше (около 8-10 %, по данным [2]). Одно-плечный станок-качалка имеет также более пологую кривую скорости точки подвеса штанг, позволяющую существенно (около 35 %) снизить амплитуду колебаний штанг, а следовательно, и их динамическое нагружение и тем самым увеличить срок работы штанговой колонны. Рассмотрим последний вывод более подробно.
Известно, что вследствие упругих деформаций штанг и труб, после начала движения точки подвеса штанг вверх, плун-
Рис. 5.6. Станок-качалка с одноплечным балансиром:
1 - ограждение; 2 - шатун; 3 - подвеска устьевого штока; 4 - стяжка; 5 - балансир с опорой; 6 - траверса; 7 - винт установочный; 8 - стойка; 9 - противовес; 10 - кривошип; 11 - электродвигатель; 12 - шкив ведущий; 13 -плитка поворотная; 14 - рычаг тормоза; 15 - рама; 16 - ремень; 17 - шкив
ведомый; 18 - редуктор
жер остается неподвижным относительно цилиндра. После того как произойдет вытяжка штанг и сокращение труб, движение от ТПШ передается плунжеру, причем за это время ТПШ успевает набрать определенную скорость. В р езультате плунжер резко страгивается с места и нагружается столбом жидкости в трубах в виде импульса силы, т.е. возникают продольные свободные колебания системы штанговая колонна -столб жидкости. У станков-качалок с одноплечным балансиром в сравнении с обычными станками-качалками ТПШ в момент страгивания плунжера успевает набрать меньшую скорость, что, как уже указывалось, позволяет существенно снизить амплитуду колебаний штанг и уменьшить их динамическое нагружение.
Интересно отметить, что у подобных станков-качалок направление вращения кривошипа обратное, т.е. против часовой стрелки (устье слева), что также позволяет несколько уменьшить динамические нагрузки.
Другим достоинством подобных станков-качалок является их компактность, а следовательно, и меньший вес, в результате чего их применение более предпочтительно при больших нагрузках на полированный шток.
Однако они имеют и недостатки, препятствующие их широкому распространению. Это, прежде всего, их малая боковая устойчивость, т.е. большая высота при малой ширине. У подобных станков-качалок кривошипы с грузами находятся в опасной близости от устья скважины, что затрудняет их техническое обслуживание и ремонт. При балансировке подобных станков-качалок требуется большой вес кривошипных грузов, так как вес самого кривошипа приложен к балансиру со стороны скважины по отношению к стойке балансира.
Станки-качалки с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом
Наряду с аксиальными (обычными) кривошипно-шатунными механизмами (станки-качалки типа СК), у нас в стране выпускаются станки-качалки с дезаксиальной схемой (типа СКД). За рубежом (в особенности в США) практически все станки-качалки выпускаются с небольшим дезаксиалом.
Дезаксиал n определяется местом расположения кривошипного центра (точки 0) относительно прямой В1В2 (рис. 5.7), где В1 и В2 - крайнее верхнее и нижнее положения кривошипа. Если точка 0 расположена на прямой В1В2, то механизм аксиальный (обычный), если справа от прямой В1В2, то механизм с отрицательным дезаксиалом, если слева, то механизм с положительным дезаксиалом. Основное их отличие в том, что у аксиального станка-качалки время хода ТПШ вверх и вниз равно. Поэтому такие станки-качалки называют симметричными. Однако нагружение ТПШ за время хода вверх и вниз
Рис. 5.7. Кинематическая схема преобразующего механизма дезаксиальных
станков-качалок
разное, что обусловлено работой штангового насоса. При ходе вверх станок-качалка производит работу по поднятию штанговой колонны и столба жидкости, при ходе вниз штанговая колонна идет под собственным весом, а вес столба жидкости передается на трубы. Очевидно, что если средняя скорость движения ТПШ при ходе вверх будет меньше, чем при ходе вниз, то это позволит уменьшить ускорения, а следовательно, и динамические нагрузки, действующие на штанговую колонну п р и ходе вверх, т.е. в тот период, когда она наиболее нагружена.
Исходя из этих соображений станки-качалки выполняют с небольшим отрицательным дезаксиалом, у которых время хода вверх больше времени хода вниз. Слишком большой дезаксиал также нежелателен, так как при этом происходит увеличение утечек через плунжер при ходе вверх, появляется возможность зависания колонны штанг в трубах при ходе вниз за счет большей скорости спуска, особенно при ее работе в наклонно направленных скважинах и скважинах с отклонениями парафина или гидратов.
5.2. Насосно-компрессорные трубы
Насосно-компрессорные трубы по ГОСТ 633-80 могут выпускаться четырех конструкций:
гладкие и муфты к ним;
с высаженными наружу концами и муфты к ним (тип В);
гладкие высокогерметичные и муфты к ним (тип НКМ);
безмуфтовые высокогерметичные с высаженными наружу концами (тип НКБ).
ГОСТ 633-80 предусматривает изготовление труб по точности и качеству двух исполнений: А и Б. Трубы всех типов исполнения А выпускаются длиной 10 м, с возможными отклонениями ±5 %. Трубы исполнения Б изготавливают двух групп длин: группа 1 - от 5,5 до 8,5 м; группа 2 - от 8,5 до 10,0 м.
Трубы соединяют с помощью резьб конических с треугольным (НКТ) или трапецеидальным (НКМ, НКБ) профилем.
Колонна труб, свинченная из гладких труб, имеет прочность, не одинаковую по всей длине. Прочность резьбового соединения меньше прочности тела трубы. Такие трубы называют неравнопрочными. Равнопрочные трубы (с высадкой и НКБ) имеют прочность, одинаковую по всей длине.
При применении НКТ для обеспечения герметичности необходимо применять специальные смазки.
Трубы типов НКМ и НКБ относятся к высокогерметичным из-за выполнения специального уплотнительного пояска на ниппельной и муфтовой частях соединения.
Трубы типов НКМ и НКБ требуют специальной оснастки при проведении спускоподъемных работ, чтобы избежать износа уплотнительной поверхности ниппеля в момент укладки на мостки или, наоборот, в момент подачи трубы с мостков на устье. Целесообразнее работать с такими трубами с установкой их в вертикальное положение на мачте подъемного агрегата.
По механической прочности трубы разделяют по группам прочности. Предельная глубина спуска одноразмерной равнопрочной колонны труб (в вертикальных скважинах), исходя из расчета на растяжение от собственного веса, приведена в табл. 5.7. В табл. 5.8 приведены аналогичные данные для НКТ по стандарту Американского нефтяного института АНИ5СТ из наиболее известных групп прочности (при коэффициенте запаса прочности 1,3).
Для наклонных скважин указанные значения будут меньше.
Максимальный диаметр НКТ для эксплуатационной колон-
Предельные глубины спуска (в м) одноступенчатой колонны насосно-компрессорных труб (гладкие) отечественного производства по ГОСТ 633-80
Условный диаметр трубы, мм
Толщина стенки трубы, мм
Т а б л и ц а 5.8
Предельные глубины спуска (в м) одноступенчатой колонны насосно-компрессорных труб (гладкие) по стандарту АНИ
Условный диаметр трубы, мм
Толщина стенки трубы, мм
ны 146 мм не должен превышать 73 мм, для колонны 168 мм -89 мм.
В настоящее время основная масса отечественных НКТ выпускается с группами прочности Д, К, Е.
За рубежом трубы НКТ изготавливают как по стандартам АНИ (5А, 5АХ, 5АС), так и по другим нормативным документам. Стандарт АНИ5А предусматривает выпуск труб групп прочности Н-40, J-55 и N-80, стандарт АНИ5АС - из высокопрочных сталей группы прочности Р-105, стандарт АНИ5АС -из коррозионно-стойких сталей групп прочности С-75 и L-80. Механические свойства сталей, используемых для НКТ, приведены в табл. 5.9. Выпускаются также нестандартизирован-ные трубы групп прочности С-90, Q-125, V-150.
Стандартами АНИ предусмотрены муфтовые (для гладких труб и с высадкой наружу) и безмуфтовые соединения. Применяют резьбы конические с треугольным (аналоги соединений для гладких труб НКТ по ГОСТ 633-80), или трапецеидальным профилем (аналоги соединений труб типов НКБ, НКМ
Группа прочности стали
Временное сопротивление о,, кгс/мм 2 ,
Предел текучести от, кгс/м 2 , не менее
Относительное удлинение, %, не менее:
по ГОСТ 633-80). Могут применяться и специальные уплотнительные кольца из тефлона для увеличения герметичности соединения.
Стандартами АНИ [29] предусмотрены резьбовые соединения высадкой наружу (рис. 5.8, 1), гладкие (рис. 5.8, 2) и
безмуфтовые соединения, например, “Интеграл” (рис. 5.8, 3). Данные резьбовые соединения взаимозаменяемы с соединениями по ГОСТ 633-80. Из соединений других типов можно отметить соединения “Хайдрилл” (рис. 5.8, 8-15). Характерной особенностью таких соединений является двухступенчатая резьба, причем соединение может быть как муфтовое, так и безмуфтовое, с высадкой наружу и во внутрь. Данное соединение позволяет получить три уплотнительные поверхности -на концах труб и ступеньках резьб. Выполнение соединения “Хайдрилл” с высадкой (рис. 5.8, 11, 13, 14) позволяет получить прочное и герметичное соединение, прочность которого не менее прочности тела трубы.
Фирма “Атлас Брэдфорд” (США) в своих резьбовых соединениях широко применяет уплотнительные кольца из тефлона (рис. 5.8, 18-23), позволяющие получить высокогерметичное соединение, так как уплотнение осуществляется по двум поверхностям: по коническим уплотнительным поверхностям и уплотнительному кольцу. Фирмы “Маннесман” (ФРГ) и “Валурек” (Франция) (рис. 5.8, 16, 17, 24-26) применяют в своих соединениях резьбу “Батресс”, подходящую больше для обсадных труб. Фирма “Маннесман” широко использует соединение типа TDS, уплотнение которого осуществляется за счет выполнения специальной выпуклой поверхности на конце трубы, плотно входящей в цилиндрическую расточку муфты, а фирма “Валурек” - высокогерметичное соединение типа VAM, уплотнение которого осуществляется за счет выполнения конической поверхности на скошенном конце трубы, позволяющей при свинчивании получать две уплотнительные поверхности.
Рис. 5.8. Соединения труб НКТ зарубежного производства
В табл. 5.10 указаны характеристики насосно-компрессорных труб и соединений различных типов, выпуск которых предусмотрен стандартом АНИ. Характеристики представлены в английской системе мер и СИ.
В табл. 5.11, 5.12 дан перевод в миллиметры соответственно целых дюймов и их долей.
Например, труба диаметром 2 3/8" - это 2,3750 дюймов в десятичной записи или в СИ 50,8 + 9,525 = 60,325 мм.
Ниже представлен перевод с английской системы мер в СИ других величин, наиболее широко применяемых в нефтепромысловой практике.
Рис. 5.8. Продолжение
1 фут = 0,3048 м; 1 баррель = 158,98 л; 1 баррель = 42 галлона;
1 кубический фут = 28,6 л; 1 галлон (амер.) = 0,02381 барреля;
1 галлон = 0,003785 м 3 ; 1 галлон = 3,785 л;
1 г = 0,0353 унции; 1 л.с. = 0,7457 кВт; 1 м 3 = 6,289 барреля;
1 м 3 = 264,172 галлона; 1 м 3 = 35,3146 куб. фута;
1 м 3 = 1,30795 куб. ярда; 1 галлон в минуту = 34,296 ба рреля в сутки; 1 см = 0,032808 фута; 1 см = 0,3937 дюйма; 1 см = = 0,010936 ярда;
1 м = 3,2808 фута; 1 м = 39,37 дюйма; 1 м = 1,0936 ярда;
Рис. 5.8. Продолжение
= 1,6093 км; 1 фунт = 0,4536 кг; 1
1 миля = 10,7639 кв. фута;
1 м 2 = 1,1959 кв. ярда; 1 т = 2204,622 фунта; 1 Вт = = 0,00134 л.с.; 1 ярд = 91,44 см; 1 ярд = 0,9144 м; 1 фунт/кв. дюйм = 0,0703 кг/см 2 ;
1 фунт/фут = 1,486 кг/м.
За рубежом многие фирмы выпускают большую номенкла-
Трубы с муфтой без вы-садки (гладкие)
Трубы с муфтой с вы-садкой
Наружный диаметр муфты, дюйм (мм)
труб с высадкой обычные
труб с высадкой специальные
Сминающее давление, фу н т/ дюйм 2 х х10 3
Внутреннее давление, при котором напряжение достигает предела текучести, фун 2 т/ 3 дюйм 2 -10 3
Осевая нагрузка, при которой напряжения достигают предела текучести, фунт-10 3
Безмуфтовые соединения, дюйм (мм)
Для труб без высадки
Для труб с высадкой
5,890 8, 1 00 11,040 11,780 15,460
7.700 10,500 11,200
Трубы с муфтой без вы-садки (гладкие)
Трубы с муфтой с вы-садкой
Наружный диаметр муфты, дюйм (мм)
труб с высадкой обычные
труб с высадкой специальные
Сминающее давление, фунт/ дюйм 2 х х10 3
Внутреннее давление, п р и котором напряжение достигает предела текучести, фун 2 т/ 3 дюйм 2 -10 3
Осевая нагрузка, при которой напряжения достигают предела текучести, фунт-10 3
Безмуфтовые соединения, дюйм (мм)
Для труб без высадки
Для труб с высадкой
Т а б л и ц а 5.12 Перевод долей дюймов в миллиметры
Дюймы в записи дробью
Дюймы в десятичной записи
Дюймы в записи дробью
Дюймы в десятичной записи
Характеристика нестандартных и тяжелых НКТ, выпускаемых за рубежом
Наружный диаметр, дюйм (мм)
Толщина стенки, дюйм (мм)
Внутренний диаметр, дюйм (мм)
Тип соединения
Данные по соединениям
Внутренний диаметр муфты
Наружный диаметр муфты специального исполнения
GST Streamline Hydril CS VAM
Hydril CS VAM
Rucker Atlas Bradford DS-HT
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-3S
GST Streamline Hydril CS VAM
Rucker Atlas Bradford DSS
Hydril CS VAM
Rucker Atlas Bradford DS-HT
Rucker Atlas Bradford
DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-3S
Наружный диаметр, дюйм (мм)
Толщина стенки, дюйм (мм)
Внутренний диаметр, дюйм (мм)
Тип соединения
Данные по соединениям
Внутренний диаметр муфты
Наружный диаметр муфты специального исполнения
GST Streamline Hydril A-95 Hydril CS VAM
Hydril CS VAM
Rucker Atlas Bradford DS-HT
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-3S
GST Streamline Hydril A-95 Hydril CS
Mannesmann Omega
Hydril CS VAM
National Buttress Pittsburgh 8 Acme
Rucker Atlas Bradford DS-HT
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-3S
Rucker Atlas Bradford
Rucker Atlas Bradford
Rucker Atlas Bradford
Rucker Atlas Bradford
Rucker Atlas Bradford
Rucker Atlas Bradford
Armco Nu-Lock & Seal
Hydril Super FJ
Buttress & 8 Acme
соединениям
Наружный диаметр, дюйм (мм)
Толщина стенки, дюйм (мм)
Внутренний диаметр, дюйм (мм)
Тип соединения
Внутренний диаметр муфты
Наружный диаметр муфты специального исполнения
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford
Hydril CFJ-P
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S
Armco Seal Lock
Extreme Line Hydril PH-6 Mannesmann Omega Mannesmann TDS VAM
Rucker Atlas Bradford DSS HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S
Rucker Atlas Bradford DSS HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford DS-HT
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-3S
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S Armco Nu-Lock
Armco Seal Lock
Extreme Line GST Streamline Hydril A-95 Hydril CS Hydril CFJ-P
Hydril Super FJ
соединениям
Наружный диаметр, дюйм (мм)
Толщина стенки, дюйм (мм)
Внутренний диаметр, дюйм (мм)
Тип соединения
Внутренний диаметр муфты
Наружный диаметр муфты специального исполнения
Mannesmann Omega Mannesmann TDS National Buttress Pittsburgh 8 Acme VAM
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S Hvdril PH-6
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-4SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S
Armco Seal Lock Extreme Line
Mannesmann Omega Mannesmann TDS VAM
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Hydril PH-4 Hydril PH-6
Rucker Atlas Bradford DSS HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S Mannesmann Omega VAM
Наружный диаметр, дюйм (мм)
Толщина стенки, дюйм (мм)
Внутренний диаметр, дюйм (мм)
Тип соединения
Данные по соединениям
Внутренний диаметр муфты
Наружный диаметр муфты специального исполнения
Rucker Atlas Bradford DS-HT
Rucker Atlas Bradford DSS HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-3S
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S Armco Nu-Lock Armco Seal Lock
Extreme Line GST Streamline Hydril A-95 & CS Hvdril CFJ-P
Hydril Super FJ Mannesmann Omega Mannesmann TDS National Buttress Pittsburgh 8 Acme VAM
Rucker Atlas Bradford DSS-HT&IJ-3SS
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S Hydril CS Hydril CFJ-P Hydril Super FJ
Mannesmann Omega Mannesmann TDS VAM
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S Hydril Super FJ Hydril PH-6
Rucker Atlas Bradford
DSS HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S
Armco Seal Lock
Extreme Line Hydril PH-6 Mannesmann Omega Mannesmann TD VAM
Rucker Atlas Bradford FL3S & FL-4S
соединениям
Наружный диаметр, дюйм (мм)
Толщина стенки, дюйм (мм)
Внутренний диаметр, дюйм (мм)
Тип соединения
Внутренний диаметр муфты
Наружный диаметр муфты специального исполнения
Hydril Super FJ
Rucker Atlas Bradford DSS-HT
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford DSS-HT
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Hydril PH-4 Hydril PH-6
107.95 111,13
Extreme Line Hydril PH-4
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S
Mannesmann Omega
Rucker Atlas Bradford DS-HT
Rucker Atlas Bradford
DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford
FL 3S & FL-4S Hydril A-95 & CS Hydril CFJ-P Hydril Super FJ
Mannesmann Omega Mannesmann TDS
Pittsburgh 8 Acme National Buttress VAM
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S Hydril Super FJ
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S
Hydril Super FJ
Наружный диаметр, дюйм (мм)
Толщина стенки, дюйм (мм)
Внутренний диаметр, дюйм (мм)
Тип соединения
Данные по соединениям
Внутренний диаметр муфты
Наружный диаметр муфты специального исполнения
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S
Rucker Atlas Bradford DS-HT
Rucker Atlas Bradford DSS HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford
125.48 125,98 127,00
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S
Hydril A-95 & CS Hydril CFJ-P
Rucker Atlas Bradford DSS-HT
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S Hydril CS Hydril Super FJ
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL 3S & FL-4S Hydril PH-6
Rucker Atlas Bradford DSS-HT
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S
Rucker Atlas Bradford DSS-HT & IJ-3SS Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Наружный диаметр, дюйм (мм)
Толщина стенки, дюйм (мм)
Внутренний диаметр, дюйм (мм)
Данные по соединениям
Внутренний диаметр муфты
Наружный диаметр муфты специального исполнения
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S Hydril PH-6
Rucker Atlas Bradford DSS-HT
Rucker Atlas Bradford IJ-4S
Rucker Atlas Bradford TC-4S
Rucker Atlas Bradford FL-3S & FL-4S Hydril PH-4
136.53 114,30 139,70
туру труб, не соответствующую стандарту АНИ, причем, как правило, их технические характеристики не уступают стандартным показателям. В табл. 5.13 представлены технические характеристики подобных труб и их соединений.
В последние годы производители насосно-компрессорных труб в России расширили номенклатуру выпускаемых труб за пределы ГОСТ 633-80 и освоили выпуск труб-аналогов, выпускаемых по стандартам АНИ. Например, Синарский трубный завод, наряду с трубами НКТ по ГОСТ 633-80, освоил выпуск труб по ТУ 14-3-1534-87 (гладкие трубы с узлом уплотнения из полимера), ТУ 14-3-1588-88 и тУ 14-3-1282-84 (гладкие и гладкие высокогерметичные с повышенной пластичностью и хладостойкостью), ТУ 14-161-150-94 (гладкие и гладкие высокогерметичные и с высаженными наружу концами, коррозионно-стойкие в активных сероводородных средах, имеющие повышенную коррозиестойкость к соляным кислотам и хладостойкие до температуры минус 60 °С).
5.3. Штанговые скважинные насосы
В нашей стране штанговые насосы выпускаются по двум стандартам: ОСТ 26-16-06-86 (АО “Элкамнефтемаш”, г. Пермь) и стандарт АНИ11АХ (АО “Ижнефтемаш”, г. Ижевск, производство по лицензии австрийской фирмы “Шеллер Блекман” (SBS)). За рубежом для насосов применим стандарт АНИ11АХ.
5.3.1. Штанговые скважинные насосы по стандарту ОСТ 26-16-06—86
Штанговые скважинные насосы предназначены для откачивания из нефтяных скважин жидкостей с температурой не более 130 °С, обводненностью не более 99 % по объему, вязкостью до 0,3 Па-с, минерализацией воды до 10 г/л, содержанием механических примесей до 3,5 г/л, свободного газа на приеме не более 25 %, сероводорода не более 50 мг/л и концентрацией ионов водорода рН 4,2-8,0.
Стандарт предусматривает выпуск двух схем штанговых насосов: вставных и невставных. Основное принципиальное их отличие в том, что цилиндр невставного насоса встроен в колонну НКТ и для замены насоса необходим подъем колонны НКТ. Вставной насос опускается в трубы НКТ на штангах и крепится в нужном месте колонны с помощью специального фиксирующего устройства, называемого замковой опорой. Применение вставных насосов значительно ускоряет ремонт скважины, так как для его смены требуется подъем лишь штанговой колонны. В то же время невставной насос значительно проще по конструкции и не требует применения замковой опоры. Невставные насосы получили широкое распространение для подъема больших объемов жидкостей из относительно небольших глубин, вставные же насосы более удобны в глубоких скважинах.
Скважинные насосы по ОСТ 26-16-06-86 выпускают следующих типов: НВ1 вставной с замком наверху, НВ2 вставной с замком внизу, НН невставной без ловителя, НН1 невставной с захватным штоком, НН2 невставной с ловителем (рис. 5.9).
Принципиальное отличие насосов НВ1 от НВ2 в том, что в первом случае крепление осуществляется в верхней части насоса, а во втором - в нижней. Нижнее крепление насоса более предпочтительно при эксплуатации глубоких скважин, однако их применение нежелательно при откачке жидкостей с большим содержанием механических примесей. Верхнее крепление более надежно при добыче нефтей с большим содержанием механических примесей, однако условие нагружения цилиндра насоса не позволяет их использовать на больших подвесках.
Невставные насосы НН1 отличаются от насосов НН2 механизмом опорожнения колонны НКТ перед подъемом. Узел всасывающего клапана у невставных насосов выполняется съемным для того, чтобы при подъеме НКТ с цилиндром насоса избежать излива жидкости, находящейся в насосных трубах на устье скважины. Наибольшее распространение получили насосы НН2 вследствие большей надежности и простоты конструкции механизма опорожнения. Узел всасывающего клапана (конус) крепится к цилиндру посредством седла конуса за счет силы трения, в верхней части конуса выполнена крестовина (шток ловителя). В нижней части плунжера выполняется сам ловитель, как правило байонетного типа, позволяющий осуществлять захват и освобождение узла всасывающего клапана. Для извлечения узла всасывающего клапана и последующего опорожнения колонны плунжер опускается в крайнее нижнее положение и затем поворачивается по часовой стрелке с помощью штанговой колонны. При этом происходит захват байонета с крестовиной, и при последующем подъеме плунжера узел всасывающего клапана срывается с седла и извлекается на поверхность (рис. 5.10).
У насосов НН1 нагнетательный клапан выполнен в верхней части плунжера, во внутренней полости плунжера свободно
Рис. 5.9. Штанговые насосы обычного (t, •, ,, „ ) и специального (%, А, Е) исполнения, по ОСТ 26-16-06-86
размещен захватный шток, жестко закрепленный к узлу всасывающего клапана. При движении плунжера шток остается неподвижным. Во время подземного ремонта штанговой колонны с плунжером насоса головка штока упирается в упорную поверхность плунжера, и узел всасывающего клапана срывается с седла конуса.
Подобное выполнение узла всасывающего клапана позволяет производить его замену без подъема цилиндра насоса и обеспечивать слив жидкости в скважину из НКТ.
В настоящее время наибольшее распространение получила
Рис. 5.10. Байонетный захват узла всасывающего клапана невставного насоса:
1 - байонет; 2 - шток
технология сборки насосов НН1 и НН2, при которой осуществляется раздельный спуск 1 цилиндра и плунжера. При этом цилиндр опускают на трубах НКТ, а плунжер - на штангах. Это крайне отрицательно сказывается на качестве сборки насоса и последующем межремонтном периоде его работы, так как плунжер при прохождении внутри колонны НКТ до места установки насоса получает повреждения в виде царапин и рисок на полированной поверхности. Кроме того, механические частицы в виде песка, отложений, окалины срываются со стенок НКТ, попадают на внутреннюю поверхность зеркала цилиндра и забивают клапанные узлы, существенно снижая ресурс работы насоса. Поэтому ОСТ 26-16-06-86 предусматривает выпуск насосов ННБА, которые собирают на поверхности и спускают в скважину на трубах НКТ. Низ штанговой колонны оборудуется специальным сцепляющим устройством, и после спуска колонны штанг происходит сцепление его со штоком плунжера. Такие насосы, как правило, имеют сливное устройство, позволяющее опорожнять колонну
НКТ перед ее подъемом. Это устройство
размещено выше цилиндра. Узел всасывающего клапана выполняют несъемным. Рассмотрим пример обозначения насосов по ОСТ 26-16-06-86:
ХХХ Х - ХХ - ХХ - ХХ - Х 1 2 3 4 5 6
1. Тип насоса: НВ1, НВ2, НН, НН1, НН2.
2. Исполнение насоса по конструкции цилиндра и конструктивным особенностям самого насоса:
Б - безвтулочный, толстостенный цельный цилиндр;
С - втулочный, составной цилиндр;
И - износостойкое исполнение. Буква И ставится в конце обозначения насоса и означает, что насос предназначен для работы в средах с содержанием механических примесей от 1,3 до 3,5 г/л; если этой буквы нет, то насос предназначен для работы в средах с содержанием механических примесей до
Т - насос с полым штоком. Данные насосы предназначены для работы с полыми штангами, причем подъем откачиваемой жидкости осуществляется по внутреннему каналу полых штанг;
А - насос с автосцепом колонны штанг с плунжером. Применяется только для насосов НН;
Д1, Д2 - специальные двухплунжерные насосы для откачки высоковязких, газированных жидкостей или для утяжеления низа штанговой колонны при ходе плунжера вниз.
3. Условный диаметр насоса в миллиметрах. Стандарт предусматривает выпуск насосов условным диаметром 29, 32, 38, 44, 57, 70, 95 и 102 мм. Условный диаметр насоса определяется диаметром плунжера и может не совпадать с фактическим его значением. Например, насосы условным диаметром 32 мм будут иметь разброс фактических диаметров плунжеров от 31,9 до 32,425 с шагом 0,025 мм.
4. Максимальный ход плунжера в миллиметрах, уменьшенный в 100 раз.
5. Напор в метрах водяного столба, уменьшенный в 100 раз.
6. Группа посадки 0, 1, 2, 3 по степени увеличения зазора между плунжером и цилиндром.
Пример. Насос НН2Б-44-30-12-1 - насос невставной с ловителем, цилиндр цельный безвтулочный, условный диаметр 44 мм, максимальный ход плунжера 3000 мм, напор 1200 м, 1 группа посадки, нормальное исполнение.
Насос НВ1БТ-32-30-15-0И - насос вставной с замком наверху, цилиндр цельный безвтулочный, полый шток для подъема жидкости по полым штангам, условный диаметр 32 мм, максимальный ход плунжера 3000 мм, напор 1500 м, 0 группа посадки, износостойкое исполнение.
Насос НВ1БД1-38/57-25-12-2 - насос вставной с замком наверху, цилиндр цельный безвтулочный, насос двухплунжерный специальный, один плунжер - верхний с условным диаметром 57 мм, другой - нижний 38 мм, максимальный ход плунжера 2500 мм, напор 1200 м, 2 группа посадки, нормальное исполнение.
Насос ННБА-95-45-08-2 - насос невставной, цилиндр цельный безвтулочный, с автосцепом и сливным устройством, условный диаметр 95 мм, максимальный ход плунжера 4500 мм, напор 800 м, 2 группа посадки, нормальное исполнение по стойкости к среде.
Рассмотрим более подробно элементы штанговых насосов.
Цилиндры могут быть цельными и составными. Цельные цилиндры изготовляют из высокоточных прецизионных труб по импортным (АО “Ижнефтемаш”) или отечественным технологиям, как правило заимствованным из технологий ВПК
России (АО “Элкамнефтемаш”, г. Пермь). В качестве материала цилиндра применяют сталь марки 38Х2МЮА. Внутренняя поверхность цилиндра подвергается азотированию на глубину от 0,3 до 0,5 мм для увеличения твердости и износостойкости. Твердость упрочненного слоя не менее HRC 80 и НВ 1000— 1200. Допуск на непрямолинейность оси цилиндра до 0,01 мм на 1 м длины. Шероховатость внутренней поверхности цилиндра Ra = 0,32 мкм. На концах цилиндров может быть предусмотрено рифление для захвата ключами при сборке-разборке насоса.
Цилиндры безвтулочного типа (рис. 5.11) получили наибольшее распространение во вставных насосах условным диаметром 29, 32, 38, 44 и 57 мм, с ходом плунжера 1200 и 3500 мм (см. рис. 5.11, а), в невставных насосах условным диаметром от 32 до 95 мм (см. рис. 5.11, б) и вставных насосах условным диаметром от 38 до 57 мм, с ходом плунжера 4500 и 6000 мм (см. рис. 5,11, ,).
Длина цилиндров L (см. рис. 5.11, а, б) изменяется от 3300
до 6600 мм в зависимости от хода плунжера соответственно 1200 и 3500 мм, а длина цилиндров (см. рис. 5.11, ,) - от 6600 до 8700 мм. Стандарт предусматривает выпуск цилиндров условным диаметром D 29, 32, 38, 44, 57, 70, 95 мм, при этом фактические внутренние диаметры d цилиндров могут отличаться от этих значений, но они должны быть кратны
0,05: 28,6-29,0 мм; 32,0-32,4 мм; 38,0-38,4 мм; 43,6-44,0 мм; 56,6-57,0 мм; 69,6-70,0 мм; 94,6-95,0 мм. Толщина стенки цилиндра составляет 6,5 мм для вставных и 6,5-8,0 мм для невставных насосов. Предельное отклонение внутреннего диаметра цилиндра - верхнее +0,03, нижнее - 0,01 мм.
Цельные цилиндры просты и надежны, следовательно, получили широкое распространение. Однако для их изготовления необходимы хорошая станочная база и высокие технологии, так как к внутренней поверхности предъявляются очень жесткие требования как с точки зрения ее геометрии, так и износостойкости.
Стандартом предусмотрен выпуск составных (втулочных) цилиндров (рис. 5.12), которые легче в изготовлении, но сложнее по конструкции. Внутреннюю поверхность втулок из стали марки 38Х2МЮА, как и цельные цилиндры, подвергают азотированию, а втулки из стали марок 50Т и 40Х закаливают током высокой частоты (ТВЧ) на глубину 0,7-1,5 мм. Для стали марки 50Т HRC 56-62, а для стали марки 40Х HRC 52-58. Предельное отклонение внутреннего диаметра втулки - верхнее +0,03 мм, нижнее -0,01 мм. Допуск на непрямолинейность оси цилиндра несколько больше, чем для цельных цилиндров (+0,03 мм на 1 м длины). Длина втулки 300 мм, тол щина стенки от 2,8 до 5,75 мм. Шероховатость внутренней поверхности втулки Ra = 0,32 мкм.
Втулочных насосов выпускается все меньше, так как они имеют существенные недостатки, такие как необходимость использования скалок различных диаметров для сборки