Скважинные насосные: Скважинный насос или насосная станция? Что выбрать для дома? | Сруб Всем! — Строительство деревянных домов из бревна, бруса и бревен

Содержание

Скважинные насосные станции

При выборе земельного участка за городом для индивидуального строительства мало кто обращает внимание, есть ли в данной местности возможность подключения к централизованному водоснабжению. При наличии электросетей организовать собственную систему водоснабжения вполне по силам любому, тем более, что техника для этого предлагается на рынке самая современная, снабженная всей необходимой автоматикой.
Для строительства собственного автономного водопровода необходимы две составляющие:
• скважина, пробуренная на глубину залегания водоносного слоя и оснащенная сетчатым фильтром (обычно из цветного металла) для отделения песка;
• насосная станция, которая включает оборудование, обеспечивающее подъем воды со дна скважины и подачу ее с определенным давлением ко всем точкам разбора, расположенным в доме и других хозяйственных постройках.

Составляющие насосной станции

Насосные станции можно собрать самостоятельно, однако для этого нужно обладать некоторыми техническими знаниями, чтобы суметь произвести несложные расчеты, касающиеся производительности насоса, диаметра трубопроводов, рабочего давления в системе и т. д. Гораздо проще, да и дешевле приобрести все в сборе, тем более, что производители поставляют в магазины уже собранные и настроенные насосные станции, которые состоят из следующих элементов:

1. Насос

Это главная составляющая, обеспечивающая собственно подъем воды с глубины и ее распределение по всем потребителям. Насосы могут быть поверхностными, которые размещают на поверхности земли, и погружными, опускаемыми в саму скважину.
Поверхностные насосы наиболее распространены в насосных станциях, но они имеют существенные ограничения по высоте подъема воды – от агрегата до зеркала воды в скважине должно быть не более 8–10 метров, иначе он просто не будет справляться со своей задачей.
Существуют специальные модели поверхностных насосов, которые в состоянии выкачать воду из глубоких – до 45 метров, скважин (см. Рис. 1). Они имеют двухтрубную конструкцию и эжектор, с помощью которого создают во всасывающем трубопроводе разрежение, достаточное для подъема воды с такой глубины.

Рисунок 1 – Поверхностный насос с эжектором.
В некоторых местностях водоносные слои залегают настолько глубоко, что приходится бурить скважины глубиной 100 м и больше. Для таких случаев разработаны погружные насосы. Которые также можно использовать в составе насосных станций.

2. Гидроаккумулятор

Представляет собой металлическую емкость цилиндрической формы, предназначенную для хранения небольшого запаса воды, а также для поддержания давления в напорном трубопроводе. Внутри гидроаккумулятор имеет резиновую или каучуковую мембрану, которая делит его примерно пополам. В некоторых случаях роль мембраны выполняет деталь грушевидной формы (см. рис.2).

Рисунок 2 – Устройство гидроаккумулятора.
Принцип действия аккумулятора для воды в части поддержания давления в системе достаточно прост. С одной его стороны через специальное отверстие нагнетается воздух под давлением 1,5 атм, с другой – насос качает воду. Воздух сжимается до определенного давления, которое задается с помощью следующего элемента насосной станции – реле давления. По достижению определенной величины давления реле отключает насос. Как только житель дома открывает кран, вода начинает вытекать, давление в воздушной камере падает, пока не достигнет критической величины, при которой реле включает насос. Таким образом, гидроаккумулятор обеспечивает все точки разбора водой под давлением, заданном в определенном диапазоне.
Емкость накопительного бака может колебаться от 25 до 100 литров и более – в зависимости от количества потребителей воды. В любом случае следует помнить – чем большей емкости аккумулятор для воды, тем реже будет включаться насос, чтобы подкачать воду, а значит, его ресурс будет больше.

3. Реле давления

Этот небольшой, но важный прибор, который соединяет воедино всю насосную станцию и делает ее работу полностью автономной. Все, что нужно установить вначале при подключении станции – это отрегулировать т.н. «верхнее» и «нижнее» давление. Собственно, при продаже оно уже настроено в заводских условиях на значения 1,4 и 2,8 кг/кв.см., соответственно, насос будет отключаться при достижении второго значения, и включаться снова при падении ниже первого значения. Если эти цифры вас почему-то не устраивают, их можно подрегулировать самостоятельно вращением регулировочного винта.

4. Манометр

Монтируется в насосной станции рядом с реле давления и позволяет визуализировать значения, заданные с помощью реле. Очень удобно его использовать в процессе настройки реле. Также не помешает периодически в процессе эксплуатации насосной станции контролировать реальные величины, при которых включается и выключается насос. Иногда воздух из накопительного аккумулятора стравливается через ниппель или вследствие повреждения мембраны, давление падает и может снизиться до того, что насос вообще прекратит работу. Чтобы этого не произошло, важно вовремя диагностировать проблему с помощью манометра и подкачать его до рабочего давления посредством насоса или компрессора.

Особенности монтажа насосной станции

При выборе места установки насосной станции важно помнить – стоять она должна в защищенном от осадков месте, иначе реле давления или сам насос быстрой выйдут из строя. Оптимально – это техническое помещение в подвале дома, желательно, чтобы оно было звукоизолировано – насос при работе очень шумит. Однако при этом следует учитывать и глубину всасывания купленного вами насоса. Если насос рассчитан на 8м, а ваша скважина имеет глубину 7м, то его можно расположить максимально на расстоянии 10 м от скважины (1м по вертикали равен 10м по горизонтали), а лучше – еще ближе. Если расстояние до дома больше, нужно будет делать утепленный приямок возле самой скважины и устанавливать насосную станцию там.
Подробнее об особенностях монтажа и эксплуатации смотреть здесь

Многоступенчатые скважинные насосы — Насосы, насосные станции JETEX

У промышленных предприятий и частных пользователей не всегда есть возможность подключения к центральной сети водоснабжения или забора воды в поверхностных источниках.

Получить воду в такой ситуации можно за счет бурения скважины и обустройства системы автономного водоснабжения, главным элементом которой является насосное оборудование. Многоступенчатые скважинные насосы отвечают за забор воды из источника, ее подъем на необходимую высоту, создание давления для подачи жидкости к точке водоразбора или ее циркуляцию по системе в случае с обустройством оборотного водоснабжения.

Особенности скважинных насосов

Насосные установки, применяемые для перекачки воды из скважин и других глубинных источников, относится к устройствам погружного типа. Это значит, что насос размещается прямо в толще жидкости, для перекачки которой он используется. За защиту внутренних элементов скважинного

насоса, отвечает герметичный корпус, который производится из высокопрочных материалов, хорошо противостоящих коррозии. Особая форма корпуса, сделанная в виде продолговатого цилиндра, и достаточно небольшой диаметр позволяют без проблем установить насос в обсадной колонне.

Виды скважинных насосов

В зависимости от принципа действия и особенностей конструкции погружные насосы бывают:

Центробежные. Насосное оборудование обеспечивает перекачку воды за счет центробежной силы, возникающей во время вращения рабочего колеса. Такие типы установок оптимальны для перекачки незагрязненной воды с небольшим количеством примесей.

Винтовые. Эта категория оборудования идеально подходит для перекачки вод, состав которых включает частицы мелкой и средней фракции, что характерно для илистых и запесоченных скважин. Невзирая на такое неоспоримое преимущество, винтовые насосы характеризуются недостаточным уровнем КПД, поэтому не подходят для промышленной сферы и применяются только для частных домовладений, нуждающихся в перекачке незначительных объемов жидкости.
Вибрационные. Данные насосы функционируют от электросети, а их принцип действия базируется на перепадах воздушного давления, возникающих в результате возвратно-поступательных движений поршня.

Центробежные скважинные насосы: особенности и преимущества

Наиболее востребованным вариантом при обеспечении автономного скважинного водоснабжения являются устройства центробежного типа, поскольку они характеризуются наибольшим КПД, способны перекачивать жидкую среду с существенной глубины, обеспечивая при этом необходимый уровень давления в системе и стабильный напор. Вал вращения в конструкции оборудования напрямую прикреплен к электродвигателю, благодаря чему установка имеет достаточно компактные размеры.

Имея прочную и надежную конструкцию, насосы центробежные многоступенчатые не нуждаются в проведении частого обслуживания и обеспечивают годы беспроблемной работы. Трнспортируемая среда при применении центробежного оборудования подается максимально плавно, что предупреждает риск гидравлических ударов, минимизирует уровень вибраций и обеспечивает бесшумность агрегата в процессе работы.

Какие параметры нужно учитывать при подборе насоса для скважины?

Чтобы погружные насосы в полной мере выполняли свои задачи, демонстрируя оптимальную производительность и надежность, необходимо правильно подобрать модель устройства, учитывая в процессе поиска не только технические характеристики оборудования, но и параметры самой скважины.

В числе основных аспектов, на которых нужно акцентировать внимание при поиске скважинного насоса, можно выделить:

Глубина скважины.
Уровень воды в водозаборном источнике.

Химический состав перекачиваемой среды.
Требуемые показатели напора.
Пиковая потребность в воде.
Соотношение между внутренним диаметром скважины и диаметром насоса.

Учитывать нужно каждый из перечисленных параметров, поскольку даже незначительная неточность в подборе способна негативно сказаться на производительности насосного оборудования и уменьшить срок его службы в результате перекачки среды с неподходящими параметрами, тепловой перегрузки и недостаточного охлаждения электродвигателя.

Где купить многоступенчатый скважинный насос?

Обширный ассортимент центробежных погружных насосов предлагается в ассортименте компании «JETEX» и представлен богатым выбором моделей с различными техническими параметрами.

Основные преимущества линейки JETEX С:

Многоступенчатая конструкция, обеспечивающая высокий уровень КПД. В наличии модели с различным количеством ступеней.
Асинхронный двигатель, охлаждаемый перекачиваемой жидкой средой или пищевым маслом в отдельных моделях.
Обширный диапазон диаметров: от 4 до 10 дюймов.
Производительность от 1 до 290 м³/ч.
Корпус из нержавеющей стали, обладающий выраженной коррозионной устойчивостью.
Двойной слой изоляционной обмотки, благодаря которому оборудование можно применять при температуре до +50 °C.

Стабильная работа при соблюдении правил эксплуатации.
Возможность размещения как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.

Свяжитесь с компанией «JETEX», чтобы качественно и оперативно решить вопрос с обустройством автономного скважинного водоснабжения.

Особенности и конструкция скважинных насосов

Основное предназначение насосов глубинных — подъем и подача в систему водоснабжения воды из скважины. Они являются разновидностью погружных насосов, но благодаря своим компактным размерам, позволяют перекачивать жидкость из узких скважин. Применяются в частных домовладениях, фермерских хозяйствах, а также промышленных предприятиях.

Разновидности насосов, и их принципиальные отличия

Главной особенностью насосов данной категории является то, что они работают на большой глубине, непосредственно в воде или другой перекачиваемой среде. Подразделяются погружные насосы на 2 основных типа:

Вибрационные
Центробежные

Последние являются наиболее распространенными, и могут использоваться круглогодично. Главные рабочие элементы таких насосов — колеса. Вращаясь вокруг оси, они создают центробежную силу и образуют вакуум. Характеризуются надежностью конструкции, простотой обслуживания, практичностью, долговечностью, не требуют специального обслуживания, являются ремонтопригодными.

Вибрационные скважинные насосы можно использовать только в теплое время года, и в относительно неглубоких скважинах. Подача воды осуществляется за счет вибрации. Преимуществами таких моделей являются:

Экономичность
Низкие энергозатраты

Конструкционные особенности

Конструкция насосов для подачи воды состоит из электродвигателя и непосредственно самого насоса, состоящего из:

Оболочки
Вала
Рабочих колес
Лопаток
Приводных колец
Крышек с внутренней резьбой

Конструкция двигателя включает в себя следующие элементы:

Ротор
Статор
Шарикоподшипники

Практически все модели скважинных насосов, представленных на сайте belamos.net оснащены надежной автоматикой и реле подачи воды насоса. Благодаря этому осуществляется контроль работы электрического двигателя, а также защита его от перегрузок.

Преимущества глубинных насосов

Скважинные насосы имеют широкий спектр применения и могут использоваться для транспортировки воды из различных резервуаров, природных источников и глубоких скважин. Главными достоинствами такого оборудования являются:

Универсальность использования;
Устойчивость к коррозии;
Возможность подачи воды с больших глубин;
Надежная защита от перепадов напряжения;
Центробежные насосы могут эксплуатироваться на протяжении всего года;
Очищают артезианскую воду, с помощью установленных фильтров;
Надежны в работе;

Имеют длительный срок эксплуатации;
Практичны и доступны.

Некоторые модели могут при перегреве автоматически отключаться. Главным минусом такого оборудования является сложность их установки, и они не такие экономичные, как поверхностные насосы.

При выборе глубинного насоса нужно правильно рассчитать его мощность. Для этого следует учитывать:

Назначение (например, регулярная подача воды в дом или полив участка)
С какой глубины будет осуществляться подъем
На какую высоту и некоторые другие факторы

Специалисты нашего интернет-магазина помогут вам подобрать наиболее подходящую модель скважинного насоса, а также дадут рекомендации по его монтажу и эксплуатации. Здесь же можно купить все необходимое оборудование и комплектующие для монтажа системы водоснабжения в частном доме, на даче или загородном коттедже.

Насосы скважинные, циркуляционные, санитарные, дренажные, самовсасывающие, погружные, насосные станции

Скважинные насосы
Компактный и функциональный скважинный насос позволяет каждому организовывать подачу воды из разных водоемов, дачных колодцев и скважин на разных территориях. Скважинный насос может за счет точной конструкции погружаться на внушительную (до 300 метров) глубину, а потому добывать воду, благодаря этому оборудованию, можно даже в тех районах, где труднодоступные грунтовые воды залегают глубоко. Использовать эту технику выгодно, ведь на скважинный насос цена в нашем магазине доступна, а качество каждого товара безукоризненно – если вы решили купить скважинный насос в Екатеринбурге у нас, то он будет работать продолжительный срок без непредвиденных сбоев.

Преимущества скважинных насосов
Отменная защита от перегревания во время работы (конструкция постоянно охлаждается благодаря перекачиваемой жидкости). Компактные размеры (легок в транспортировке собственными силами и хранении), бесшумность в работе. Скважинные насосы Екатеринбург не требуют постоянного техобслуживания, высокий уровень производительности.

Особенности выбора скважинного насоса
При выборе модели узнайте мощность оборудования – насос скважинный купить рекомендуется идеально подходящей мощности, чтобы избежать аварии системы подачи воды.

Если размер насоса и диаметр подающей трубы не идеально совпадают между собой, но могут возникать такие нарушения в работе, как пульсация давления, неравномерная подача воды и прочее.

Как выбрать циркуляционный насос
Общие сведения
Современный циркуляционный насос – это устройство, устанавливаемое в системы отопления одно- и двухтрубного исполнения, в которых осуществляется принудительное движение теплоносителя. Такое оборудование позволяет в многоэтажных домах с большим числом радиаторов и труб качать жидкость с конкретной скоростью. Используя циркуляционные насосы для систем отопления, появляется возможность быстрого прогрева любых помещений.

Особенности конструкции циркуляционного насоса
Рассматриваемый сегодня от компании «Сантехсфера» циркуляционный насос для отопления, цены на который становятся доступными большому числу потребителей, состоит из ударопрочного корпуса, электрического ротора, где крепится крыльчатка. При его вращении происходит движение нагретой воды, пара по замкнутому контуру.

Разновидности циркуляционных насосов
Ныне в Екатеринбурге насос циркуляционный предлагается следующих видов:

модели с мокрым типом ротора, устанавливаемые в отопительных системах частных домов;
устройства с сухим типом ротора, обладающие более высокими показателями КПД.
Правила выбора
Чтобы правильно купить циркуляционный насос, надо учесть количество тепла для полного обогрева пространства определенной площади. Лучше покупать изделия, оборудованные автоматическими регуляторами, позволяющими всем компонентам работать с заданными параметрами. В результате, значительно снижается потребление энергии.

Дренажные насосы: особенности выбора и покупки
Общие сведения
Качественный дренажный насос — устройство, применяемое для откачивания жидкостей с разным уровнем загрязнения из естественных водоемов, подвалов, погребов, бассейнов. Компания «Сантехсфера» рекомендует для продления срока эксплуатации такого оборудования тщательно подходить к его выбору.

Разновидности дренажных насосов
Все дренажные насосы для воды подразделяются на следующие типы:
Погружные насосы, устанавливаемые прямо в воду на глубоких скважинах, колодцах (до 50 метров), выделяются небольшими габаритами, почти бесшумной работой.
Поверхностные модели, монтируемые на водной глади, соединяемые обычными шлангами, отличающиеся простотой обслуживания, монтажа. Применяются тогда, когда перекачиваемые грунтовые воды проходят не глубоко. Такого рода дренажные насосы советует использовать при подаче жидкостей на высоту до 50 метров.
Правила покупки дренажного насоса
Стоит учесть особые правила выбора, чтобы купить дренажный насос для дачи:

лучше поинтересоваться габаритами, чтобы не создавать ненужных забот, особенно при установке в подвале, когда придется экономить на площади;
при желании перекачивать не сильно грязную жидкость, например, из глубокого подвала, то надо предусмотреть достаточно мощности, которой должно хватать для длительной работы.
На самом деле, дренажный насос, цены на который стали доступными для большинства покупателей – это настоящий помощник для современного дачника. Так что, если вы ищете дренажные насосы в Екатеринбурге, обращайтесь в «Сантехсферу»!

Насосы Патриот – дренажные, скважинные, насосные станции

04.03.2021

Весенне-летний сезон часто приносит с собой проблемы, связанные с водой. По крайней мере, ею приходится больше управлять на загородных земельных участках, в садоводческих и дачных поселках. Современные насосы «Патриот» помогут вам справляться с подтоплением, организовать дренаж и полив, закачают воду из водоносных скважин.

В интернет-магазине «Минимакс» появились новые модели насосного оборудования «Патриот». У нас вы можете купить:

дренажные насосы для чистой и грязной воды,
скважинные и погружные вибрационные насосы,
насосные станции.

Насосы востребованы и в городских условиях – например, для ликвидации аварий в ЖКХ. Также без них не обойтись в процессе чистки резервуаров воды: дренажных колодцев, искусственных водоёмов, бассейнов и т.п.

Выбор дренажного насоса зависит от качества воды, с которой он будет работать — чистой или загрязненной. Чистой считается жидкость с включениями не более 5 мм, а грязной – с примесями размером 5-35 мм. Движение воды достигается благодаря работе ротора – шнекового винта. Жидкость захватывается, ускоряется и под напором подается в шланг.

Преимущества скважинных насосов винтового типа:

Равномерное перемещение воды – водяной столб поднимается с постоянной скоростью, что способствует выравниванию давления. Нагрузка на соединения труб уменьшена, что продлевает срок службы системы.
Сниженный уровень шума и вибрации (относительно вибрационных насосов). Это сохраняет комфорт и продлевает работу оборудования.
Работа с загрязненной жидкостью. В бытовых скважинах часто содержится песок, ил, глина. Наличие твердых частиц не уменьшает объём перекачки воды и не опасна для работоспособности насоса.

Насосная станция включает в себя узлы и агрегаты: насос для выкачивания воды из скважины или колодца, гидроаккумулятор (накопительный бак), реле давления, манометр, система автоматического управления станцией.

Посмотрите полный каталог водяных насосов «Патриот». Мы уверены, что вы сможете выбрать для себя оптимальное по цене и производительности устройство. Купить насосы можно на сайте (действует бесплатный самовывоз) и в сети наших магазинов «Электрик». Наличие товара в ближайших к вам точках можно посмотреть под ценой.

Скважинные насосные агрегаты ЭЦВ ХЭМЗ — Водопад — Авторизированный сервисный центр

ЭЦВ ХЭМЗ – промышленные погружные насосные агрегаты, предназначенные для подъема воды из скважин (в том числе артезианских). Производятся Херсонским электромеханическим заводом (Украина) с начала 1990-х годов на основе чертежей и технологий НПО «Молдавгидромаш».

Главным конкурентным преимуществом херсонских водяных скважинных насосов всегда было и остается оптимальное соотношение цены и качества.

ЭЦВ ХЭМЗ характеризуются простой, но при этом надежной конструкцией, обладающей отличными рабочими характеристиками и низкими эксплуатационными расходами. Главная отличительная техническая черта ЭЦВ ХЭМЗ – это возможность его эксплуатации в условиях, отличных от заявленных в паспорте (по гидравлическим и электрическим параметрам), т.к. агрегат обладает запасом мощности до 15%.

Технические истоки конструкции

Конструкция ЭЦВ ХЭМЗ базируется на чертежах и технологиях, разработанных еще во времена Советского Союза в НПО «Молдавгидромаш». В связи с этим необходимо отметить несколько фактов, относительно советского молдавского ЭЦВ.

ЭЦВ Молдавгидромаш еще в советские годы получили славу наиболее конструктивно продуманных и оптимизированных для применения в водяных скважинах. Их надежность и высокая эффективность была доказана десятилетиями использования не только на всей территории СССР, но и на мировом рынке – водяные скважинные насосные агрегаты Молдавгидромаш экспортировались тогда в 60 стран мира! Производимые в Кишиневе ЭЦВ были постоянными экспонатами многих международных выставок. При этом многие технические решения, использованные в молдавских насосах, были применены в конструкции насосов Wilo.

Благодаря их надежности и совершенству конструкции, основной и почти единственной причиной отказов молдавского ЭЦВ был человеческий фактор – нарушение правил монтажа и эксплуатации (как насоса, так и скважины).

Расшифровка обозначения «ЭЦВ»:

Э – с приводом от погружного электродвигателя

Ц – насос центробежный

В – предназначен для подачи воды Расшифровка обозначения на примере ЭЦВ 8-25-125:

ЭЦВ – погружной центробежный насос для подачи воды

8 – диаметр трубы (дюймы)

25 – подача (м3/ч)

125 – напор (м).

Назначение и область применения

Предназначены для обеспечения водоснабжения из скважин и перекачивания воды в промышленных масштабах.

Применяются в системах городского, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, для ирригации, орошения и полива почв, а также в целях понижения уровня грунтовых и пластовых вод.

ЭЦВ эксплуатируется в водяных скважинах с общей минерализацией (сухим остатком) не более 1500 мг/л, с водородным показателем рН = 6,5 – 9,5, с температурой до 25°С, с массовой долей твердых механических примесей не более 0,01%, с содержанием хлоридов не более 350 мг/л, сульфатов не более 500 мг/л и сероводорода не более 1,5 мг/л.

Описание конструкции

Конструкция ЭЦВ ХЭМЗ представляет собой центробежный многоступенчатый скважинный насос, агрегатированный погружным электродвигателем, заполняемым водой. Выходная часть насоса с помощью резьбы или фланца крепится к напорному трубопроводу.

Насосная часть

Насос состоит из вала, на котором крепятся ступени. Ступень насоса формируется обоймой, внутри которой крепится кольцо и лопаточный отвод. Также внутри обоймы располагаются рабочие колеса, с помощью шпонки закрепленные на валу и зафиксированные между собой проставочными втулками. Опорами вала служат верхний и нижний подшипники. Верхний подшипник расположен в верхней части корпуса, к которому крепится головка насоса с обратным клапаном. Задерживая воду в выходном трубопроводе, клапан облегчает пуск насоса после остановок в работе. Головка имеет коническую резьбу для присоединения насоса к водоподъемной колонне. Подшипники смазываются перекачиваемой водой. Нижний конец вала насоса и хвостовик ротора электродвигателя соединены между собой с помощью муфты и шпонок. Между валом и хвостовиком установлены регулировочные шайбы, для выставления необходимого зазора между рабочими колесами и лопаточными отводами.

Погружной электродвигатель (ПЭДВ)

Электродвигатель скважинного насоса – трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором. Обмотки фаз соединены звездой.

На корпусе статора закреплены верхний и нижний подшипниковые щиты, а также кольцо крепления днища с элементами упорного осевого подшипника к корпусу статора. В каждом щите расположено по два подшипника. Внутри корпуса статора запрессован пакет пластин магнитопровода, образующих пазы для укладки обмотки статора. Обмотка статора выполнена специальным обмоточным медным проводом с изоляцией, способным обеспечить работу двигателя полностью погруженным в воду. Концы обмоток соединены по схеме «звезда» и изолированы.

Ротор имеет обычную конструкцию «беличьего колеса». На нижнем конце ротора с помощью шпонки и стопорного кольца закреплена пята. Пята и подпятник вместе со сферой образуют упорный подшипниковый узел для восприятия гидравлических осевых сил, а также массы ротора электродвигателя и насоса для скважин.

Перед монтажом погружного насоса в скважину электродвигатель заполняется водой. Слив воды производится через специальную пробку в днище. Вода служит для смазки подшипников и охлаждения статора. Основание закрыто сеткой для предотвращения попадания в скважинный насос крупных механических включений. Включение сухого электродвигателя запрещено!

Все типоразмеры насосных агрегатов работают в продолжительном режиме от сети трехфазного переменного тока 380В, 50Гц. Изготавливаются для общего применения и для экспорта в климатическом исполнении У.

Основные используемые материалы: нержавеющая сталь, чугун, пластмасса (блочный полиамид), графитофторопласт (КВ).

Каждый произведенный насосный агрегат ЭЦВ перед поставкой проходит проверку на стендах.

Насосы ЭЦВ ХЭМЗ сертифицированы в системе сертификации ГОСТ Р головным сертификационным центром насосного и холодильного оборудования НП «СЦ НАСТХОЛ». В их конструкции нет материалов, способных оказать негативное влияние на качество перекачиваемой воды. Насосы полностью соответствует гигиеническим требованиям (имеют российский гигиенический сертификат). В отличие от погружных насосов с герметичным электродвигателем, у ЭЦВ ХЭМЗ нет последствий аварии, и качество воды в скважине не пострадает в случае отказа насоса.

ЭЦВ ХЭМЗ характеризуются высокой ремонтопригодностью. При этом для ремонта херсонских насосов можно использовать не только запчасти завода-изготовителя, но и Молдавгидромаш, а также Wilo.

Типы скважинных насосов: какой выбрать?

Подключение к центральным системам водоснабжения в частном секторе не всегда возможно. Если вода сама не приходит в дом, приходится бурить артезианские скважины и устанавливать скважинные насосы для подъёма воды из недр. Производители насосного оборудования только рады стараться, выпуская разные конструктивные типы насосов на все случаи жизни. Разнообразие предложений сбивает с толку: чтобы подобрать оптимальную конструкцию насоса, нужно чётко представлять себе принцип работы системы.

В техническом паспорте насоса обычно указывается, на какие параметры он рассчитан. Прежде чем отправляться в магазин электротехники, необходимо уточнить ключевые характеристики системы водоснабжения:

уровень воды и глубина скважины;
диаметр колодца;
разбор воды;
дебит скважины;
напор в системе.

Глубина скважины и уровень воды в колодце – главные критерии подбора насосного оборудования. Для замеров вам потребуется верёвка с грузом. Медленно опустите верёвку в колодец, а когда груз коснётся дна, извлеките её и замерьте длину мокрой части, которая равна высоте водного слоя. Сухая часть верёвки отображает расстояние до поверхности воды. Таким образом, для определения общей глубины колодца к высоте водного слоя нужно прибавить расстояние до воды.

В зависимости от рабочей глубины различают два типа насосов. Поверхностные модели предназначены для колодцев глубиной до 8 метров. Как правило, насосная станция располагается на суше; реже – удерживается на поверхности при помощи специального поплавка. В артезианских скважинах чаще устанавливают погружные насосы, адаптированные к работе на большой глубине.

Скважины глубиной более 20 метров требуют особого внимания. Затруднённый доступ к перекачивающему устройству усложняет монтаж глубинного насоса и ремонтные работы. Ничего не остаётся, как выбрать самую надёжную модель, которая точно не подведёт, не считаясь с ценой. Возможно, потребуется заказать насос индивидуальной сборки, так как в стандартных размерных линейках не всегда находятся подходящие типоразмеры.

Диаметр скважины в дюймах указывается в паспорте источника, но такие паспорта выдают только лицензированные компании. Если скважина пробита кустарным способом, диаметр колодца замеряют самостоятельно, а потом переводят сантиметры в дюймы (1 дюйм равен 2,54 см). Самый популярный формат – 4 дюйма; насосные станции для трёхдюймовых скважин поступают в продажу намного реже. Если подходящей модели в магазине не нашлось, не стоит устанавливать в скважину насос, спроектированный для скважины большего размера, иначе насосное оборудование не будет адекватно функционировать. Лучше договоритесь с продавцом о поставке не и наберитесь терпения.

Потребность домохозяйства в воде определяет мощность насосного оборудования. Многие надеются сэкономить на электроэнергии, приобретая маломощные насосные станции для дач и загородных домов. Если расход воды не превышает 20 литров в минуту, установка бюджетного насоса мощностью до 0,75 кВт вполне оправдана, но для большой семьи, потребляющей от 200 литров воды в минуту, нужен более мощный насос – от 1,5 кВт. Маломощные модели при такой нагрузке быстро выходят из строя. Если вода расходуется не только на бытовые нужды, но и на полив огорода, ориентируйтесь на насосное оборудование производительностью от 40–50 литров в минуту.

Дебитом скважины называют массу воды, которую извлекают из колодца за определённый промежуток времени. Точно определить дебит скважины не представляется возможным, поэтому прибегают к косвенным методам – выкачивают из колодца всю воду и дожидаются, когда скважина снова заполнится водой. Приблизительный дебет скважины рассчитывается как частное от деления объёма извлечённой воды на время наполнения колодца.
От напора в системе зависит скорость движения воды к водоразборным точкам. Величина напора равна расстоянию со дна колодца до самой высокой водоразборной точки с поправкой на сопротивление стенок трубопровода, которая обычно составляет 10% от высоты подъёма воды к самой высокой точке водоразбора.

Виды погружных насосов: какой лучший?

Индивидуальные параметры систем водоснабжения предъявляют к насосам специфические требования. Пытаться удовлетворить все запросы в одной конструкции – всё равно что изобретать вечный двигатель. Разработчики насосного оборудования пошли по пути узкой специализации, предложив три типа погружных насосов для разных условий эксплуатации – центробежные, вибрационные и винтовые.

Самыми прогрессивными считаются центробежные насосы, которые перекачивают воду за счёт центробежной силы, которую производят лопасти вращающихся гребных колёс, закреплённых на валу. Чем больше рабочих органов, тем выше производительность агрегата – у самых продвинутых образцов КПД достигает 85% и более.

Гребные колёса центробежных насосов изготавливают из прочных и долговечных материалов – поликарбоната, норила и высококачественной стали. Если монтаж и сервисное обслуживание насоса осуществляются грамотными специалистами, перекачивающее устройство прослужит несколько лет, не досаждая хозяевам поломками. Типовые модели рассчитаны на скважины с диаметром обсадной трубы от 120 мм.

У вибрационных насосов рабочим органом служит вибратор, подключённый к электромагнитной катушке. Пропускание переменного тока через катушку приводит вибратор в движение и создаёт в водонапорном канале нагнетающий эффект. Перекачивание воды происходит за счёт перепадов давления: под воздействием вибраций мембрана деформируется, впуская глубинную жидкость внутрь агрегата.

В силу меньшей мощности вибрационные насосы дешевле центробежных, но им недостаёт надёжности. Хотите подстраховаться – выбирайте насосные станции с термовыключателем, который защитит двигатель от перегрева. Также неплохо зарекомендовали себя модели, у которых при заборе воды задействуется только нижняя часть.
Еще один серьёзный недостаток вибрационных насосов – повышенная чувствительность к перепадам напряжения в питающей сети: при снижении напряжения на 10% напор уменьшается почти в два раза. Проблему отчасти решает установка стабилизатора.

У винтовых насосов вода поднимается по спирали в процессе вращения ротора. Несмотря на относительно низкий КПД (60–65%) и массивные размеры, винтовые перекачивающие устройства обладают несомненным достоинством – низкой восприимчивостью к засорам, что делает их незаменимыми при перекачивании грязной воды.

Напоследок рассмотрим самый животрепещущий вопрос – цены. С одной стороны, не пристало разбрасываться деньгами, так как вместе с насосом придётся покупать ещё и комплект аксессуаров – как минимум, трос для крепления из нержавейки и аппарат для подключения агрегата к сетям электропитания. С другой стороны, качественные насосные станции не продают по бросовым ценам, а скупой платит дважды: ремонт насоса – услуга не из дешёвых, а умелых мастеров не так много. Но сколько бы ни стоил хороший погружной насос, качество всегда себя окупит.

Скважинные гидравлические насосные установки — PetroWiki

Гидравлическая перекачка — проверенный метод искусственного подъема — добавление энергии для перемещения флюидов на поверхность после того, как пластовое давление становится недостаточным для этого. Ключевым компонентом гидравлической насосной операции является скважинный насос. Два основных типа установок — это «стационарный» насос и «свободный» насос. В стационарной установке скважинный насос присоединяется к концу колонны насосно-компрессорных труб и спускается в скважину.Установки со свободным насосом предназначены для обеспечения циркуляции внутрискважинного насоса в скважину и из нее внутри колонны энергетической жидкости, или он также может быть установлен и извлечен с помощью операций на кабеле.

Стационарные насосные установки

В конструкции с фиксированной вставкой (или с транспортировкой по трубопроводу) насос обычно приземляется на опорный башмак в более крупной трубке. Энергетическая жидкость обычно направляется вниз по внутренней колонне насосно-компрессорных труб, а добываемая жидкость и возвратный поток рабочей жидкости к поверхности внутри кольцевого пространства между двумя колоннами насосно-компрессорных труб, как показано в части A документа , рис.1 . Эти системы обеспечивают проход для свободного газа в кольцевом пространстве между внешней колонной насосно-компрессорных труб и внутренней частью обсадной трубы, но для того, чтобы в полной мере использовать этот канал для отвода газа, насос следует устанавливать ниже перфорационных отверстий. Колонна силовой жидкости обычно имеет диаметр ¾ дюйма, 1 дюйм или 1¼ дюйма. номинального диаметра трубки или 1 дюйм, 1¼ дюйма. или 1½ дюйма. колтюбинг. Система с фиксированным насосом используется в основном для установки скважинного насоса большого диаметра в обсадные трубы ограниченного размера и при этом сохраняет функцию отвода газа.Его также можно использовать для подъема одной или обеих зон двойной скважины с параллельными колоннами.

Рис. 1-Свободные и стационарные гидравлические забойные насосные установки.

Наверх

В конструкции с неподвижной обсадной колонной насосно-компрессорная труба с насосом, прикрепленным к ее нижнему концу, устанавливается на пакере, как показано в части B документа , рис. 1 . В этой конфигурации рабочий флюид направляется вниз по колонне насосно-компрессорных труб, а смешанный энергетический флюид и добываемые скважинные флюиды возвращаются на поверхность в кольцевом пространстве насосно-компрессорной трубы / обсадной колонны.Поскольку скважинные жидкости поступают в насос из-под пакера, насос должен обрабатывать весь свободный газ. Этот тип установки обычно используется с насосами большого диаметра и большой производительностью в скважинах с небольшим количеством свободного газа, и, если позволяет пространство, можно спустить газоотводную колонну из-под пакера на поверхность. Как и в случае конструкции с фиксированной вставкой, эта установка больше не является распространенной, и обе они были в значительной степени вытеснены различными установками без насоса. Обратите внимание, что в обеих установках фиксированного типа при использовании поршневого насоса с возвратно-поступательным движением рабочая жидкость смешивается с добываемой жидкостью после прохождения через насос.

Безнапорные установки

Функция свободного насоса — одно из наиболее значительных преимуществ гидравлических насосных систем. Установки с безнапорным насосом позволяют перекачивать насос на забой, производить добычу из скважины и перекачивать насос обратно на поверхность для ремонта или изменения размера. На рис. 2 показаны операции включения и выключения насоса для типичной установки без насоса. Они требуют, чтобы компоновка низа бурильной колонны (КНБК) была спущена на колонну насосно-компрессорных труб. КНБК состоит из посадочного башмака и одного или нескольких уплотнительных отверстий над ним и служит приемником для самого насоса.КНБК имеют прочную конструкцию и используют устойчивые к коррозии уплотнительные отверстия для обеспечения длительного срока службы в скважинных условиях окружающей среды. Удлинители, необходимые на КНБК, также могут быть адаптированы для различных металлов, чтобы приспособиться к изменяющимся условиям. После спуска на колонну насосно-компрессорных труб КНБК обычно остается на месте в течение многих лет, даже несмотря на то, что скважинный насос может многократно закачиваться и выходить для ремонта или изменения размера. Как показано на рис. , рис. 3 , стоячий клапан, извлекаемый с помощью троса, устанавливается в опорный башмак под насосом.Насос запускают в скважине, помещая его в колонну рабочей жидкости и закачивая жидкость по насосно-компрессорной трубе. Когда насос достигает дна, он входит в отверстия для уплотнения, начинает ход или впрыскивание и открывает стоячий клапан. Во время нормальной перекачки этот клапан удерживается в открытом состоянии скважинной жидкостью, втягиваемой во всасывающий патрубок насоса. Во время откачки нормальный поток жидкости меняется на противоположный на поверхности с помощью соответствующей арматуры и давления, прикладываемых к выходному тракту насоса. Это реверсирование потока закрывает стоячий клапан и позволяет насосу циркулировать к поверхности — процесс, который обычно занимает от 30 минут до 2 часов, в зависимости от глубины, размера трубы и скорости циркулирующего потока.

Рис. 2-Свободный насос (режим включения и выключения насоса).
Рис. 3-Гидравлический извлекаемый постоянный клапан в сборе с троса.

Наверх

Преимущества возможности циркуляции внутрискважинного насоса в скважине и из нее включают сокращение времени простоя и возможность работы без вытяжного устройства для снятия насосно-компрессорных труб, кабеля или штанги. Еще одно существенное преимущество состоит в том, что на насосе могут быть установлены регистраторы давления и температуры для наблюдения за условиями в скважине при различных скоростях закачки.По завершении теста циркуляция насоса на поверхности также извлекает самописец. Замена насоса-заглушки на обычную производственную установку может использоваться для проверки утечки давления в насосно-компрессорных трубах. Обработка паром, кислотная обработка или химическая обработка пласта могут быть выполнены, если насос откачивается, а стоячий клапан извлекается на кабеле. Для такой обработки вместо насоса может быть запущен проточный заглушающий инструмент, если желательно изолировать рабочие жидкости и пути отводимого потока.

Установка без обсадной колонны, показанная в части C документа Fig. 1 , привлекательна с точки зрения начальной стоимости, поскольку в ней используется только одна колонна насосно-компрессорных труб. На первый взгляд, это похоже на конструкцию с неподвижным корпусом, но принципиальное отличие состоит в том, что вместо того, чтобы прикрепляться к концу колонны силовой жидкости, насос помещается внутри нее, чтобы обеспечить циркуляцию в скважину и из нее. хорошо. Для насоса заданного диаметра это требует колонны большего диаметра, которая уменьшает кольцевой путь потока для нагнетаемых жидкостей, но в большинстве случаев остается более чем адекватное проходное сечение.НКТ с номинальным размером 1½ дюйма могут быть спущены в системы с НКТ с наружным диаметром 2 ⅞ дюйма (OD), используемыми в качестве обсадной колонны, а гибкие НКТ размером до 1 дюйма могут быть спущены в системах с диаметром 2 дюйма. НКТ с наружным диаметром, используемым в качестве обсадной колонны. В 1½ дюйма. и 1¼-дюйм. с трубкой номинального размера можно использовать только струйный насос, в то время как для труб с наружным диаметром 2 ⅜ дюйма или больше подходят струйные или поршневые насосы. Обычно НКТ с внешним диаметром 2 ⅜ дюйма используются в обсадной колонне с НД 4½ дюйма или больше, НКТ с НД 2 дюйма в обсадной трубе с НД 5½ дюйма или больше и 3½ дюйма.- НКТ в обсадной колонне с НД 6 ⅞ дюйма или больше. Поскольку КНБК установлена на пакере, насос должен обрабатывать весь газ из скважины в дополнение к жидкостям, даже если может быть спущена газоотводная колонна, если газовые помехи ограничивают производительность насоса. Как в вентилируемых, так и в невентилируемых системах рабочая жидкость смешивается с добываемыми жидкостями и возвращается на поверхность. В скважинах, где добываемый флюид следует удерживать в стороне от стенки обсадной колонны или где требуется отвод газа, следует рассмотреть возможность установки без параллельного соединения.Эта установка, для которой требуются две параллельные колонны насосно-компрессорных труб, обычно не требует пакера. Как показано в части D документа , рис. 1 , КНБК подвешена на колонне силовой жидкости, а возврат либо ввинчивается в КНБК, либо запускается отдельно с посадочным копьем, которое входит в чашу над КНБК. Кольцевое пространство НКТ / обсадной колонны служит каналом для выпуска газа, и для того, чтобы в полной мере воспользоваться этим, блок следует устанавливать ниже перфорационных отверстий. В скважинах с агрессивным газом и / или жидкостью может быть нежелательным использование обсадной трубы для возврата газа или наличие жидкости в кольцевом пространстве обсадной колонны.В таких случаях может быть установлен пакер; однако насос должен обрабатывать весь газ и добываемые жидкости.

Открытые и закрытые системы Power-Fluid

Все установки, обсуждаемые до сих пор, относятся к типам открытых рабочих жидкостей (OPF), что означает, что вся рабочая жидкость и добываемая жидкость смешиваются вместе после выхода из скважинного насоса и вместе возвращаются на поверхность в общем канале потока. Струйные насосы по своей сути являются насосами ОБТК, поскольку передача энергии зависит от смешивания рабочей жидкости с добываемой.Все поршневые насосы (не форсунки) разделяют мощность и производимые жидкости во время процесса передачи энергии, потому что для каждой жидкости есть отдельный поршень. Если КНБК имеет соответствующие уплотнительные каналы и каналы для разделения двух текучих сред, рабочая текучая среда может возвращаться на поверхность в отдельной колонне насосно-компрессорных труб, создавая, таким образом, замкнутую систему гидравлической текучей среды.

Вернуться к началу

Обратные системы

При выборе системы обратного потока для струйной насосной установки необходимо не допускать попадания добываемой жидкости в обсадную колонну, помогать минимизировать потери на трение жидкости и помогать при испытании буровой колонны или разгрузке скважин.Установка с обратным потоком показана на Рис. 4 . Он использует кольцевое пространство НКТ / обсадной колонны для рабочей жидкости и колонну насосно-компрессорных труб, в которой находится насос, и используется для объединения энергетической жидкости и добычи. Это защищает корпус с помощью ингибированной рабочей жидкости и особенно полезно, когда ожидается сильная коррозия. При стационарной установке следует учитывать толстостенные обсадные трубы, чтобы избежать условий разрыва обсадной колонны при приложении давления рабочей жидкости. В установках с обратным потоком насос в большинстве случаев запускается и извлекается на тросе, но его можно закачивать и извлекать с помощью локомотива толкающего типа.

Рис. 4-Гидравлическая установка скользящей муфты обратного потока со струйным насосом.

Двойные колодцы

Гидравлические насосы

позволяют решить сложную задачу добычи двух отдельных зон или пластов в одном стволе скважины. Для соответствия требованиям искусственного подъема двух отдельных зон обычно требуются два скважинных насоса. Было бы очень необычно, если бы для каждой зоны требовалось одинаковое давление рабочей жидкости и скорость; следовательно, обычно требуется отдельная линия рабочей жидкости для каждого насоса.Возможен ряд конфигураций заканчивания, но небольшие размеры обсадных труб и высокое соотношение газ / жидкость могут серьезно затруднить работу с двумя скважинами.

Вернуться к началу

Принадлежности для скважинных насосов

Для скважинных насосных систем доступен ряд принадлежностей.

Чашечки для тампонов

Для систем с безнапорным насосом требуются тампоны и стоячий клапан для выполнения операций закачки и откачки. Чашечки для тампона размещены на оправке, выступающей над насосом, которая может содержать обратный клапан для ограничения количества жидкости, проходящей через насос, когда она циркулирует на поверхности.Если насос не входит в лубрикатор на устье скважины, обратный клапан может включать перепускной клапан, который срабатывает, когда насос входит в уловитель устья скважины, чтобы предотвратить повышение избыточного давления. Два примера сборных чашек для тампона показаны на Рис. 1 . Струйные насосы обычно используют более простую систему.

Рис. 1 — Узлы тампонажного стакана гидравлического насоса.

Наверх

Клапаны стоячие

Стоячие клапаны необходимы в системах с безнапорным насосом для создания U-образной трубки и предотвращения обратного протекания циркулирующей жидкости в резервуар.Во время откачки стоячий клапан открывается потоком из пласта на всасывание насоса; всякий раз, когда насос выключается, постоянный клапан закрывается. В некоторых случаях шар постоянного клапана удерживается открытым с помощью небольшого магнита, чтобы предотвратить его циклическое вращение при возвратно-поступательном движении насоса в обратном направлении. Когда скважинный насос отключен, жидкости, пытающиеся течь обратно в пласт, смывают шар с магнита на седло. Стоячий клапан извлекается с помощью троса и имеет приспособление для опорожнения трубопровода перед попыткой его вытащить.В большинстве случаев стоячий клапан образует запорное и нижнее уплотнение для насоса. Однако в некоторых установках с струйным насосом используются конструкции с высоким расходом, которые не служат седлом насоса. Пример каждого типа показан на рис. 2 .

Наверх

Регистраторы давления

Для получения производимых забойных давлений (забойных давлений) при нескольких разных скоростях отбора скважинные самописцы давления часто работают вместе с гидравлическими насосами, подвешенными под постоянным клапаном.Хотя такая компоновка обеспечивает не только данные о понижении давления, но и данные о повышении давления, она имеет недостаток, заключающийся в том, что для запуска и извлечения регистратора требуются операции на кабеле. Некоторые поршневые насосы могут работать с присоединенным регистратором давления, что исключает операции на кабеле, но не позволяет наблюдать за повышением давления, поскольку регистратор находится над постоянным клапаном. Практически все струйные насосы могут работать с прикрепленными записывающими устройствами, и получаются очень плавные записи.

Пустые насосы

Насосы-заглушки

иногда запускаются, чтобы заглушить одну или несколько колонн насосно-компрессорных труб, чтобы их можно было проверить на утечки.Если в фиктивном насосе есть проход для жидкости, часто используются термины «проточный заглушка» или «заглушающий инструмент». Эти инструменты полезны для кислотной обработки или обработки паром.

Вернуться к началу

Грохоты и фильтры

Для защиты забойного насоса от мусора в скважине иногда используются различные типы сеток и фильтров. Поскольку циркуляционные насосы в скважине и из скважины могут вытеснять накипь и продукты коррозии в насосно-компрессорных трубах, пусковой фильтр может быть прикреплен к сборке тампона-чашки для фильтрации рабочей жидкости.Поскольку это должен быть относительно небольшой фильтр, он в конечном итоге засоряется, и обеспечивается автоматический байпас. Эта система собирает инородные материалы на решающем этапе запуска только что установленного насоса. Для длительной эксплуатации используются сетчатые фильтры или сетчатые фильтры для рабочей жидкости и насоса, которые исключают попадание предметов большого диаметра, которые могут повредить или засорить насос.

Клапаны предохранительные

В некоторых районах требуются подземные предохранительные клапаны. Когда пакер установлен и компоновка низа бурильной колонны (КНБК) находится над ним, между стоячим клапаном и пакером может быть установлен извлекаемый на кабеле предохранительный клапан для изоляции пласта.Предохранительный клапан обычно закрыт, если насос не подает к нему жидкость под высоким давлением через линию управления, идущую от главного трубопровода подачи жидкости чуть выше. Давление на выходе насоса обеспечивает опорное давление на предохранительный клапан. Когда насос находится внизу и к нему прикладывается давление рабочей жидкости, открывается предохранительный клапан, позволяя скважинной жидкости попасть в насос. Большинство предохранительных клапанов не удерживают давление сверху, поэтому стоячий клапан по-прежнему необходим для циркуляции насоса в скважине и из нее. Рис. 3 иллюстрирует этот тип установки.

Наверх

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Книги, заслуживающие внимания

Брэдли, Х. Б. и Гипсон, Ф. У. (1992). Справочник по нефтяной инженерии. Ричардсон, Техас, США: Общество инженеров-нефтяников. WorldCat

Фрик Т.С., и Тейлор, Р. У. (1962). Справочник по нефтедобыче. Даллас, Техас: Общество инженеров-нефтяников AIME. WorldCat

iBooks

Пью, Тоби. (2014). Обзор гидравлического насоса. Weatherford. iBook.

Внешние ссылки

Используйте этот раздел, чтобы предоставить ссылки на соответствующие материалы на веб-сайтах, отличных от PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Типы скважинных гидравлических насосов

Погружные штанговые насосы

Гидравлический насос

Конструкция гидравлической насосной системы

PEH: Гидравлический насос, насос в масле, скважины

Вернуться к началу

Страница чемпионов

Тоби Пью П.Э.

Категория

Скважинные гидравлические насосные установки — PetroWiki

Стационарные насосные установки

Рис. 1-Свободные и стационарные гидравлические забойные насосные установки.

Наверх

Безнапорные установки

Рис. 2-Свободный насос (режим включения и выключения насоса).
Рис. 3-Гидравлический извлекаемый постоянный клапан в сборе с троса.

Наверх

Открытые и закрытые системы Power-Fluid

Вернуться к началу

Обратные системы

Рис. 4-Гидравлическая установка скользящей муфты обратного потока со струйным насосом.

Двойные колодцы

Гидравлические насосы

Вернуться к началу

Принадлежности для скважинных насосов

Для скважинных насосных систем доступен ряд принадлежностей.

Чашечки для тампонов

Рис. 1 — Узлы тампонажного стакана гидравлического насоса.

Наверх

Клапаны стоячие

Наверх

Регистраторы давления

Пустые насосы

Насосы-заглушки

Вернуться к началу

Грохоты и фильтры

Клапаны предохранительные

Наверх

Интересные статьи в OnePetro

Книги, заслуживающие внимания

Фрик Т.С., и Тейлор, Р. У. (1962). Справочник по нефтедобыче. Даллас, Техас: Общество инженеров-нефтяников AIME. WorldCat

iBooks

Пью, Тоби. (2014). Обзор гидравлического насоса. Weatherford. iBook.

Внешние ссылки

См. Также

Типы скважинных гидравлических насосов

Погружные штанговые насосы

Гидравлический насос

Конструкция гидравлической насосной системы

PEH: Гидравлический насос, насос в масле, скважины

Вернуться к началу

Страница чемпионов

Тоби Пью П.Э.

Категория

Скважинные гидравлические насосные установки — PetroWiki

Стационарные насосные установки

Рис. 1-Свободные и стационарные гидравлические забойные насосные установки.

Наверх

Безнапорные установки

Рис. 2-Свободный насос (режим включения и выключения насоса).
Рис. 3-Гидравлический извлекаемый постоянный клапан в сборе с троса.

Наверх

Открытые и закрытые системы Power-Fluid

Вернуться к началу

Обратные системы

Рис. 4-Гидравлическая установка скользящей муфты обратного потока со струйным насосом.

Двойные колодцы

Гидравлические насосы

Вернуться к началу

Принадлежности для скважинных насосов

Для скважинных насосных систем доступен ряд принадлежностей.

Чашечки для тампонов

Рис. 1 — Узлы тампонажного стакана гидравлического насоса.

Наверх

Клапаны стоячие

Наверх

Регистраторы давления

Пустые насосы

Насосы-заглушки

Вернуться к началу

Грохоты и фильтры

Клапаны предохранительные

Наверх

Интересные статьи в OnePetro

Книги, заслуживающие внимания

Фрик Т.С., и Тейлор, Р. У. (1962). Справочник по нефтедобыче. Даллас, Техас: Общество инженеров-нефтяников AIME. WorldCat

iBooks

Пью, Тоби. (2014). Обзор гидравлического насоса. Weatherford. iBook.

Внешние ссылки

См. Также

Типы скважинных гидравлических насосов

Погружные штанговые насосы

Гидравлический насос

Конструкция гидравлической насосной системы

PEH: Гидравлический насос, насос в масле, скважины

Вернуться к началу

Страница чемпионов

Тоби Пью П.Э.

Категория

Основы конструкции скважинных насосов при добыче нефти и газа

Неважно, какой тип механической подъемной системы вы используете; для перекачки углеводородов из скважины на поверхность в нем будут использоваться какие-то конфигурации насосов. Хотя предлагается несколько стилей, в каждом насосе используются одни и те же ключевые компоненты.

Чтобы отличать один стиль от другого, каждый насос отличается тем, как работает каждый насос, и как соединены вместе различные компоненты.Однако чтобы быть успешным оператором; Арендный насос должен осознавать как сходства, так и различия каждого стиля механического подъемного насоса.

Компоненты забойного насоса

Скважинные механические насосно-подъемные системы состоят из пяти основных компонентов. К ним относятся:

Трубка ствола
Прижимное уплотнение в сборе
Плунжер
Постоянный клапан
Ходовой клапан

Трубка ствола. Насосная часть, через которую текучая среда вытекает из пласта, известна как цилиндр. В зависимости от конструкции насоса цилиндр может быть либо частью трубки, либо полностью отдельным компонентом, который необходимо будет вставить в насосный насос.

Кроме этого, основные различия между стволами следующие:

марка металла
толщина металла и
метод в стволе вмещает поршень

В большинстве случаев вы можете найти трубки цилиндра насоса одного из трех размеров толщины: толстостенные, стандартные и тонкостенные.

Используемый материал может различаться как по типу, так и по марке металла; и обычно это латунь, углеродистая сталь, монель или нержавеющая сталь. В зависимости от производителя металл часто обрабатывают, чтобы защитить его от химикатов и коррозии. Это также способствует дальнейшему упрочнению металла для дополнительной прочности.

Перед установкой трубку ствола необходимо обработать, чтобы обеспечить правильную конструкцию резьбы и использование зазоров для каждого конкретного типа плунжера.В зависимости от насоса также может использоваться вкладыш; в этих ситуациях конструкция ствола также должна учитывать это дополнительное наслоение.

Рис. 1. Примеры трубок ствола (Harbison Fischer)

Узел прижимного уплотнения. Вся цель прижима (или узла прижимного уплотнения) заключается в создании уплотнения между трубкой и насосом.

Обычно используется один из трех типов прижимных устройств: два механических варианта и одна чашка типа (как показано на рисунке 2) .Каждый узел должен быть точно установлен и использовать соответствующий посадочный ниппель в колонне насосно-компрессорных труб.

В сборках чашечного типа обычно используется одна из двух длин посадочного ниппеля. Короткая модель обеспечивает одно место для сидения, в то время как вариант с более длинным сиденьем предлагает возможность переворота, позволяя ему поворачиваться в трубке для создания новой зоны для сидения в ситуациях, когда другая зона была повреждена. Тем не менее, хотя и чашечные, и механические прижимы обеспечивают удовлетворительную установку; в случаях, когда температура на забое скважины составляет 250 градусов по Фаренгейту или выше, оператор должен выбрать вариант механического прижима.

Рис. 2. Примеры узла прижимного уплотнения. Тот, что справа, представляет собой вариант чашки, а два слева демонстрируют варианты механического стиля. (Trico Industries, Inc.)

Плунжер. Плунжер предназначен для удаления жидкости из основания насоса и подвода ее к верхней части насоса. Это движение происходит либо из-за движения цилиндра вокруг поршня, либо из-за движения поршня внутри цилиндра.

Они делятся на две категории: металлические и неметаллические; каждый из них доступен в большом количестве металлических конструкций. Большинство из этих приспособлений предлагают возможность лечения с использованием тех же процедур, что и на бочках.

Для успешной сборки скважинного насоса пространство между металлическими плунжерами и цилиндром должно быть очень точным. Следовательно, эти промежутки часто приходится исправлять после завершения установки в отверстие. Обычно это происходит из-за нормализации системы по температуре насоса и забойной температуре.И цилиндры, и поршни созданы и / или обработаны, чтобы выдерживать коррозию как от h3S, так и от CO2. Условия скважины будут определять, использовать ли плунжер с канавками или без них.

Поршни с мягким уплотнением (также известные как неметаллические поршни) доступны в различных конструкциях колец и чашек. Варианты дизайна кольца также известны как: композиционное кольцо, обычный флексит, мягкий уплотнитель, широкий флексит или набор дополнительных терминов. Узел и состав манжеты мягкой упаковки обычно выбираются для условий скважины с высокоабразивными или коррозионными свойствами жидкости, высокотемпературными жидкостями, большей плотностью жидкости и / или узлами с плохой смазкой.

Рис. 3. Примеры плунжера (Harbison Fischer)

Постоянный клапан. Постоянный клапан, расположенный в основании насоса, представляет собой односторонний клапан, который позволяет жидкости течь из пласта в ствол.

Как показано на Рис. 1 , стоячий клапан состоит из шара, который опирается на седло с малой кромкой; а узел шара и седла содержится в клетке клапана с шаром, расположенным сверху (или вверху), когда он помещается в колодец.

Так как давление снизу может привести к смещению шара и утечке жидкости через клапан; Этот вариант насоса использует давление сверху шара, чтобы удерживать его в седле и предотвращать обратное протекание жидкости мимо клапана.

Рис. 4. Пример, показывающий компоненты шарового и седельного стояночного клапана. (Харбисон Фишер)

Шар и седло собраны и помещены друг против друга как одно целое, а затем скреплены вместе как одно целое.Эти два компонента всегда следует хранить вместе. Для каждого размера сиденья доступны шары двух размеров. Они имеют стандартный размер API (Американский институт нефти) и меньшую альтернативу, которая позволяет агрессивным жидкостям и мусору перемещаться между шаром и направляющими клапана. В некоторых случаях для решения конкретной проблемы устанавливаются двойные клапаны.

Ходовой клапан. Ходовой клапан расположен на высоте насоса. Ходовой клапан, как и стоячий, является односторонним.Это позволяет маслу вытекать из ствола, не позволяя жидкости течь обратно в него.

Хотя ходовой клапан и стоячий клапан являются отдельными частями для каждого насоса; эти два клапана могут быть одного и того же состава и размера, что делает их взаимозаменяемыми. В результате конструкция и принцип действия этих клапанов одинаковы.

Конструкции скважинных насосов

Существует три типа насосов и один насос для НКТ (см. Рисунок 5) , используемых в четырех основных типах спусковых насосов.К ним относятся:

Вставные насосы
Стационарный бочонок, насосы с нижним якорем
Стационарный бочонок, насосы с верхним анкером
Ходовой барабан, насосы со вставкой нижнего якоря
Шланговые насосы

Рис. 5. Примеры 4-х основных насосов, используемых в большинстве конструкций спускных насосов (Trico Industries, Inc.)

Вставные насосы. При работе в нефтедобыче слово «вставка» указывает, что насос уже сконструирован как полноценный и рабочий насос и был помещен в колонну насосно-компрессорных труб.Вставные насосы могут содержать либо неподвижный, либо движущийся цилиндр, и, как правило, он закреплен на якоре, который обычно закрепляется либо снизу, либо сверху.

В связи с этим, к трем типам вставных насосов относятся:

Стационарный ствол, нижний якорь

Стационарный бочковой насос с нижним якорем может использоваться в мелководных и очень глубоких скважинах, и, как правило, это наиболее приемлемый вариант погружного насоса. Из-за конструкции ходовой клапан может быть меньше, чем стоячий.Столб жидкости внутри трубки помогает постоянно поддерживать цилиндр насоса; за счет уменьшения перепада давления насос имеет повышенную эффективность и более длительный срок службы.

Общим недостатком этого типа вставного насоса является то, что песок имеет тенденцию оседать вокруг цилиндра, и из-за накипи трудно вытащить насос. К счастью, эта проблема может быть решена путем зачистки скважины (или работы зачистки), когда рабочие одновременно вытягивают штанги и НКТ.

Стационарный ствол, верхний якорь

Этот тип насоса имеет прижим, расположенный в верхней части насоса.Он расположен так, чтобы насос висел под перфорацией трубопровода и опорным ниппелем. Этот тип расположения отлично подходит для песчаных скважин (особенно мелководных с глубиной менее 5000 футов) из-за вихревого движения жидкости, создаваемого во время работы в области наверху насоса.

Внутри бочкового насоса давление намного выше, чем давление в корпусе снаружи. Обеспечение способности бочкового насоса противостоять давлению, создаваемому столбом жидкости.Однако это ограничивает глубину, на которой скважинный насос может безопасно работать; из-за удара газа (очень серьезная проблема, связанная с расколом ствола).

Ходовой ствол, нижний якорь

Этот универсальный вариант ствола будет работать в коррозионных, обычных и песчаных скважинах с положительными результатами. Во время каждого хода цилиндр выбрасывает жидкость вокруг нижней части насоса, что снижает вероятность прилипания песка к насосу внутри отверстия.

Если в конструкции используется клапанная клетка открытого типа, это обеспечит меньшие ограничения при перекачке тяжелой сырой нефти; в то время как вариант подвижного ствола предлагает лучшую защиту от разрыва, особенно для конструкций с тяжелым стволом.

Одним из недостатков этого типа насоса является то, что он более склонен к газовой пробке, чем варианты со стационарным стволом. Ходовой ствол с большей вероятностью будет изнашиваться во время работы, потому что ходовой ствол больше, чем стоячий клапан.Это также снижает производительность в ситуациях с кривыми отверстиями; и поэтому для насоса может потребоваться направляющая.

Шланговые насосы. Вы можете различать вставной насос и насос для НКТ, поскольку насос для НКТ размещается в скважине как часть колонны НКТ, а стоячие и ходовые клапаны обычно работают на колонне штанг. Как только стоячий клапан опускается на основание отверстия, стержни поворачиваются и выпускают его. Затем, как только штанги будут перемещены на несколько дюймов выше, насос снова готов к перекачиванию.Стоячие клапаны могут быть прикреплены (и повторно прикреплены) для повторного запуска, вытягивания и обслуживания стержней.

Как вы можете видеть на Рис. 5 , стрелка вверх указывает, где находится муфта и где насос разделяется, позволяя ему перекачивать. Часть над стрелкой вверх обычно называется разделом действий. Эта секция перемещается вместе с каждым ходом насоса (вверх и вниз), а также содержит как плунжер, так и ходовой клапан. Секция под стрелкой вверх указывает на неподвижную секцию насоса, содержащую стоячий клапан.

Одним из очевидных преимуществ использования насосов для НКТ является возможность перекачивать большие объемы в планах заводнения. Однако есть и обратная сторона медали. Например, большим недостатком является необходимость снятия колонны насосно-компрессорных труб для обслуживания и ремонта цилиндра насоса.

Еще одним большим недостатком насосов для НКТ является высокая нагрузка жидкости в колонне штанг; поскольку вес от этой нагрузки может растянуть штангу, что приведет к потере хода на забое.

Другие типы насосов. Как и другие устройства, существует большое разнообразие конструкций скважинных насосов. Хотя некоторые из них являются вариациями ранее описанных опций; другие более уникальны и созданы для удовлетворения конкретных требований установки. Поэтому помощь производителя насосов необходима при планировании конструкции насосной установки, особенно для скважин с особыми требованиями.

Ваш аппетит к знаниям в нефтегазовой отрасли так же ненасытен, как наш? 😀 Если да, ознакомьтесь со следующими статьями: A Pumper: Основное руководство по механическим подъемникам при добыче нефти и газа, Основное руководство по эксплуатации и обслуживанию насосных агрегатов при добыче нефти и газа, а также Основное руководство по стандартной конструкции устья скважины и Полированный стержень в нефтегазодобыче — вас обязательно накачат !!!

(Посещено 6 074 раза, сегодня 1 раз)

БЕСПЛАТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О насосной штанге от Downhole Diagnostic

Загрузите полную 6-страничную брошюру и не стесняйтесь поделиться с кем угодно.

В качестве подарка отрасли я составил эту 6-страничную брошюру, в которой излагаются (в максимально сжатой форме) Принципы насосной штанги — проектирование, работа и оптимизация. Я потратил много недель на его сборку, поэтому надеюсь, что он будет вам полезен в ваших операциях. У меня было несколько хорошо известных лидеров отрасли, которые вычитали его на предмет точности, и мне потребовалось всего лишь одно небольшое изменение в материал с момента первой публикации (благодаря полезной обратной связи от Dr.Сэм Гиббс). Ура и счастливой прокачки!

Датчики уровня жидкости и динамометрические карты

Полезные ссылки по насосной штанге: (зеленый = ссылка)

Книг:

Сайтов:

Echometer — у них есть отличное программное обеспечение для штанговых насосов и полезные отраслевые статьи, которые можно бесплатно загрузить.
Penta Completions — имеет несколько хороших загрузок внизу страницы («Каталог продуктов» самый обширный).
Don-Nan Pump & Supply — хорошие фотографии и спецификации TAC, штанговых насосов и компонентов насосов.
Совет по исследованиям и развитию искусственного подъемника (ALRDC) — некоторые справочные изображения искусственного подъемника и ссылки на некоторые пакеты программного обеспечения (но веб-сайт поддерживается в плохом состоянии). Лучшая информация находится на центральной вкладке «Услуги — Открыть».

Видео и анимация по насосной штанге

PDF-файлы и дополнительная справочная информация:

Анализ отказов штанг
от Norris: великолепная 22-страничная брошюра по анализу отказов, в которой подробно описываются различные механизмы, вызывающие отказ насосных штанг, и показаны подробные изображения, которые очень полезны для выявления анализа основных причин отказа штанг.
Спецификации стержней
от Penta Completions: полезная справочная таблица, в которой перечислены все размеры стержней (от плоского ключа до диаметра концевого фитинга и т. Д.). Справочная информация полезна при определении того, какой размер использовать для вылова удилища любого типа.
Размер корпуса двигателя: используется для определения диаметра вала шкива двигателя (при замене SPM).

Стержневой насос InSight: (Просматривайте изображения)

Компоненты системы штангового насоса

Эти слайды взяты из моих курсов обучения, которые я прошел.

нажмите для увеличения

Краткое руководство по Dyno — карты насосов

нажмите для увеличения

Компоненты системы штангового насоса

Эти слайды взяты из моих курсов обучения, которые я прошел.

нажмите для увеличения

Гидравлический забойный насос — эффективная добыча нефти и газа

Гидравлическая насосная система Liberty Lift — это эффективный метод оптимизации объемов добычи нефти или газа на начальных этапах.В этой ситуации он используется как альтернатива газлифтной системе, которая также эффективна, но зависит от инфраструктуры, требующей природного газа из устья скважины или близлежащего источника. Струйный насос также является предпочтительным капиталовложением по сравнению с погружным электронасосом (ESP), который часто требует дорогостоящего обслуживания и преждевременной замены при работе в средах с высоким содержанием твердых частиц и в сильно наклонных или горизонтальных средах.

Система струйного насоса, состоящая из 3 компонентов

Гидравлическая струйная система состоит из трех основных компонентов, двух на поверхности и одного в скважине.Верхние компоненты включают в себя первичный двигатель с электрическим или газовым приводом и безупорный гидравлический трехпозиционный насос прямого вытеснения, устанавливаемый на салазках. Третья основная часть системы — это компоновка низа бурильной колонны со струйным насосом.

Гибкая конфигурация скважинного струйного насоса состоит из нескольких частей, установленных друг на друга и интегрированных друг с другом. Стоячий клапан вставляется в НКТ над пакером. На клапане могут быть установлены датчики для записи расхода. Фирменное программное обеспечение обеспечивает мониторинг внутрискважинного пласта и оптимизацию производительности.К нему присоединен корпус струйного насоса, а в корпус вставлен держатель струйного насоса. Поток рабочей жидкости (обычно конденсата или воды) от поверхностного насоса можно перекачивать обычным способом через насосно-компрессорные трубы с возвратом смешанной рабочей жидкости и эксплуатационных жидкостей, идущих вверх через кольцевое пространство. В качестве альтернативы, конфигурация обратного потока может использоваться для протекания через кольцевое пространство обсадной колонны и сопло струйного насоса с возвратом на поверхность через насосно-компрессорные трубы. После того, как компоненты низа бурильной колонны зафиксированы на месте, в сборке нет движущихся частей.

В отличие от УЭЦН, для ремонта и замены которого требуется установка для капитального ремонта, вытягивающая всю колонну насосно-компрессорных труб из скважины, замена струйного насоса намного проще. Стоячий клапан, корпус и держатель могут быть извлечены из скважины с помощью троса или гидравлического метода извлечения. Ремонт горловины и сопла может выполняться опытными специалистами по техническому обслуживанию на устье скважины, что сводит к минимуму простои и отсрочку добычи.

Надежная и необслуживаемая добыча для всех типов скважин

Струйный насос Liberty Lift может перекачивать больше жидкостей, чем любой другой, и благодаря своей прочной конструкции менее подвержен повреждениям из-за коррозии.В сочетании с надежным наземным насосом в интегрированном пакете система обеспечивает надежную работу с низкими эксплуатационными расходами в сильно наклонных, вертикальных или горизонтальных нефтяных и газовых скважинах с высокими дебитами и большими объемами песка. Струйный насос эффективно работает до 3000 баррелей в сутки при рабочих температурах до 500 ° F на глубине до 15000 футов.

Расположен рядом со всеми основными районами бурения США

У нас есть офисы, разбросанные вокруг основных участков бурения. Свяжитесь с нами, чтобы получить помощь в оптимизации добычи нефти и газа.

Штанговая насосная система

— обзор

5.7 Динамика трения насосных штанг

Штанговые насосные системы являются старейшим и наиболее широко используемым типом искусственных подъемных систем для нефтяных скважин. На рис. 5.13 показана схема системы штангового насоса. Штанговая насосная насосная станция — наиболее широко используемый метод искусственного подъема нефтяных скважин на суше. Колонны насосных штанг передают движение от приводной машины на устье скважины к скважинному масляному насосу.

Рисунок 5.13. Схема упрощенной системы всасывающих насосов

Диагностика насосов обычно проводится путем интерпретации графика динамометра насоса (карты насоса), который представляет собой график рассчитанных нагрузок в различных положениях хода насоса. В наклонно-направленных скважинах механическое трение становится незначительным, поскольку существует значительный контакт между штангами, направляющими штанг и НКТ. Следовательно, динамическое поведение колонны штанг отличается для наклонно-направленных и вертикальных скважин.

Правильное моделирование контактного трения и правильный учет контактного трения в расчетах важны для решения задач диагностики наклонно-направленных скважин.Кроме того, поскольку скважины наклонены, некоторые секции колонны штанг могут быть изогнуты между двумя муфтами в середине поворота изогнутого участка, что вводит понятие кривизны колонны штанг. Важно уловить поведение продольных волн напряжения, а также волн боковых напряжений стержневого элемента, понимая динамику штанги-жидкости-трубчатого стержня насосно-штанговых насосных систем, участвующих в трении.

Для оптимизации добычи нефти важно получить динамометрический график насоса, который может точно отображать условия работы насоса.Условия насоса, такие как утечка плунжера или клапана, изношенный или раздвоенный цилиндр, газовая интерференция, изогнутый цилиндр, заедание насоса, удары насоса, движение насосно-компрессорных труб и забивание жидкости, могут быть эффективно определены с помощью карт насосов. Насос также можно замедлить или выключить, если форма карты насоса указывает на неполное заполнение насоса. Прямое измерение скважинных эксплуатационных данных не применимо в большинстве случаев, поскольку скважинные условия делают размещение оборудования для измерения положения или нагрузки на насосе дорогостоящим и трудным.Следовательно, подход к созданию соответствующей, достаточно точной математической модели для насосных систем со штангой и оценке скважинного динамометра на основе измеренного смещения полированной штанги и нагрузки все больше привлекает внимание экспертов как в промышленности, так и в научных кругах.

Типичная трехмерная (3D) траектория ствола скважины для S-образных скважин показана на Рисунке 5.14. Для этого типа скважины угол наклона, описывающий геометрию ствола скважины, изменяется линейно от 0 в верхней части ствола скважины до десятков градусов на определенной глубине.Углы остаются постоянными на большей глубине, а затем линейно уменьшаются до 0 на максимальной глубине. Интересно, что несколько существующих исследовательских алгоритмов для диагностики скважин с S-образным изгибом в Северной Америке породили обычное явление, заключающееся в том, что насос в точках времени перехода с прерывистым ходом испытывает чрезмерную нагрузку или люфт смещения. Этот вид низкоскоростного нестационарного движения, характеризующийся остановкой-проскальзыванием или остановкой-реверсированием смещения и чрезмерной силой, классифицируется как прерывистое скольжение . В [100] рассматриваются связанные продольные и поперечные движения, классическая модель кулоновского трения и метод конечных элементов. Результаты моделирования показывают чрезмерную нагрузку насоса и колебания рабочего объема насоса в конце хода вверх. В [101–102] метод конечных разностей и классическое кулоновское трение, генерируемое из трехмерных траекторий ствола скважины, используются для решения нелинейного волнового уравнения для наклонно-направленных скважин. В [102] конец хода вверх демонстрирует чрезмерную нагрузку насоса.Нагрузка насоса увеличивается по мере увеличения кулоновского трения. Плавные проскальзывания происходят как в конце хода вверх, так и в конце хода вниз. Прерывистое скольжение сильнее в конце хода вверх, чем в конце хода вниз.

Рисунок 5.14. 3D траектория штанги

Требуется чрезвычайно дорогостоящий ремонт для ремонта поврежденных насосных систем штанговых насосов. Расчеты, учитывающие больше факторов, связанных с реальными системами, могут обеспечить лучшую диагностику и контроль насосных систем со штангой.Было проведено множество исследований для построения рассчитанных вручную или компьютерных моделей, которые могут воспроизвести динамическое поведение насосных систем со штангой [100–115]. В 1990-х годах [100,102] исследовали динамику насосных штанговых насосных систем для наклонно-направленных скважин, принимая во внимание эффекты контакта, трения и воздействия жидкости. [104–105] предложили двухмерные (2D) и трехмерные модели для стержневых, насосно-компрессорных и жидкостных систем. [107] расширил модель для наклонно-направленных скважин, совместив продольные и поперечные колебания с трением на границе раздела между штангой и НКТ; [106] предложили трубчатую динамику стержня-жидкость-насосно-компрессорные трубы и точно выявили эффекты вязкого демпфирования; [108] использовали сокращенную модель сосредоточенной системы и упростили анализ; и [109] использовали ряд Фурье для решения волнового уравнения в полубесконечной области и использовали измеренное положение поверхности и нагрузку в качестве двух необходимых граничных условий для моделирования колонны штанг конечной длины.Однако, ограниченный линейными системами или слабыми нелинейными системами, метод рядов Фурье не может точно описать точку разрыва волны и может вызвать колебания. [113] изучали динамическое прерывистое скольжение насосных систем со штангой с помощью вариационного неравенства и многозначных соотношений сила-скорость, а [114–115] исследовали идентификацию параметров системы, используя проверенные результаты. Их подход, казалось, был в состоянии определить момент времени перехода каждого узла вдоль колонны штанг и, таким образом, получить надежные прогнозы.

В этих документах не было дано никаких объяснений или анализа того, почему и как возникают эти скачки. На самом деле нефтедобывающие компании расстраиваются, когда видят эти скачки, поскольку эти явления очень похожи на колебания движения, возникающие, когда плунжер случайно выходит за пределы допустимого диапазона и ударяется о верхнюю и нижнюю конструкции насоса. Поэтому контроллеры для диагностических и управляющих целей, основанные на этих алгоритмах для наклонно-направленных скважин, не могут быть приняты отечественными или зарубежными нефтедобывающими компаниями.На самом деле таких проскальзываний может и не быть. Они могут быть вызваны недостаточными моделями стержня / трения или недостаточными вычислительными методами.

Требуется полное понимание этих явлений прилипания-проскальзывания и динамики наклонно-направленных скважин. Диагностика неисправностей насосной штанговой насосной системы — важный предмет исследований нефтедобывающей техники. Форма графика отражает фактические условия закачки, поэтому различные формы динамометрических карт представляют разные скважинные условия.

На рисунке 5.15 ρ, E — массовая плотность и модуль упругости стержня соответственно; Ar — площадь поперечного сечения стержня.

Рисунок 5.15. Схема сил, действующих на бесконечно малый стержневой элемент

Рисунок 5.16. График измеренного и смоделированного поверхностного динамометра (пунктирная линия: измеренная; сплошная линия: модель трения I; пунктирная линия: модель трения II)

Взяв бесконечно малый стержневой элемент, как показано на рисунке 5.15, который иллюстрирует осевые силы, силу вязкости, силу трения , а начальная сила вязкая сила жидкости

[5.25] FrL = ve (∂u∂t) Δs,

, где ve — коэффициент вязкого сопротивления на единицу длины. Контактное усилие между трубкой и стержнем составляет

[5.26] N = [P∂θ∂s − qr′sinθ] 2+ (P∂ϕ∂ssinθ) 2,

где Δs — сегмент стержня, θ — наклон угол, φ — азимутальный угол, а P — эквивалентная осевая сила. Если коэффициент трения равен μ, сила трения скольжения на единицу длины на Δs составляет

[5.27] Frt = μΔsN,

, где μ — коэффициент трения. qr ′ = (ρ − ρL) Ag, ρL — массовая плотность жидкости.

Следуя принципу Даламбера, можно вывести уравнение движения:

[5.28] ∂2u∂t2 = (E / ρ) ∂2u∂s2− (ve / ρA) ∂u∂t − μN / ρA + (ρL − ρ) g / ρ.

Это нелинейное уравнение в частных производных. Путем включения начальных и граничных условий уравнение. [5.28] может быть решено, что приводит к замкнутой кривой зависимости нагрузки на подвешенном конце штока от смещения хода. Преобладающими эффектами являются коэффициенты вязкого демпфирования и коэффициенты трения. Форма и углы кривой меняются в зависимости от используемой модели трения.

Для описания нелинейных характеристик трения насосной системы со штангой может использоваться определенная усовершенствованная модель трения, такая как модель трения LuGre.