НАЗНАЧЕНИЕШТАНГОВЫХВИНТОВЫХ НАСОСОВ (ШВН)

Штанговый винтовой насос (в дальнейшем ШВН) с поверхностным приводом предназначен для добычи жидкости, содержащей газ, воду и механические примеси. Установка ШВН применяется на всех нефтяных скважинах (см. рис 9).

Рис. 9 Винтовой насос

ШВН представляет собой полостной насос, состоящий, из простого геликоидального ротора из легированной стали, соединённого с колонной насосных штанг, двойного геликоидального статора (неподвижный), покрытого изнутри эластомером, соединённого с колонной подъёмных труб.

ПОДГОТОВКА ШВН

Ведущий инженер (технолог) ЦДНГ проводит анализ режима работы и причин отказов предыдущих ШВН, планирование необходимого объема дополнительных работ в процессеТКРС.

ИнженерПТО НГДУ, как представитель заказчика, имеет право инициировать и участвовать в целевой проверке выходного контроля готовой продукции. Основные проверяемые параметры это испытание винтового насоса на стенде, с определением развиваемого давления, визуальный осмотр целостности эластомера, состояние валов.

При визуальном контроле ШВН сверяется номер, указанный в паспорте, с фактическим номером, выбитым на корпусе ротора и на статоре. В случае отсутствия заводского номера, на цилиндре набивается фактический номер насоса согласно паспорта.Внешний осмотр на предмет вмятин, следов коррозии, трещин.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ШВН

Насос приводится в действие поверхностным приводом, передающим вращение через полированный шток и колонну штанг на ротор ШВН.

По мере эксцентричного вращения ротора, образуется ряд герметичных полостей, которые перемещаются от всасывающей к нагнетательной стороне насоса.

В результате происходит не пульсирующий вытесняемый поток жидкости с расходом, пропорциональным скорости вращения ротора. Количество оборотов меняется на приводе путем смены шкивов и ремней или изменением частоты электродвигателя.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Перед началом ремонта скважины оборудованной ШВН, технологическая служба ЦДНГ предоставляет компоновку спущенного подземного оборудования и компоновку планируемого к спуску подземного оборудования.

Насос ШВН устанавливается в интервале 0 -2000м в зависимости от типоразмера ШВН, прочности штанг и динамического уровня скважины.

Для улучшения параметров работы насоса, в схему компоновки УШВН может включаться газосепаратор и ГПЯ, в зависимости от газового фактора и КВЧ в извлекаемой жидкости.

ЗАПУСК ШВН

Перед запуском скважины с ШВН ведущий инженер (технолог) ЦДНГ производит контрольработы старшего группы (оператора ЦДНГ), который обязан проверить исправность наземного оборудования:

§ на устьевой арматуре –задвижки, пробоотборный кран на выкидной линии и др.;

§ работоспособность групповой замерной установки;

§ герметичность насосно-компрессорных труб и сальникового уплотнения.

Работы по запуску скважины бригада ТКРС осуществляет совместно с представителем ЦДНГ.Бригада ТКРС производит монтаж арматуры со сборкой устьевого сальника и полированного штока.Опрессовываетарматуру на 40 кг/см² агрегатом ЦА–320.

Перед запуском скважины представитель ЦДНГ проверяет:

§ исправность верхнего оборудования;

§ необходимость центровки электродвигателя;

§ исправность тормоза ШВН;

§ пригодность ремней;

§ укомплектованность фланцевых соединений шпильками и гайками, качество их креплений.

Оператор по добыче нефти выполняет все необходимые операции с устьевой арматурой, выкидной линией, АГЗУ, обеспечивает контроль дебита, контроль за изменением динамического уровня и передачу данных диспетчеру (ведущему инженеру) ЦДНГ.Ответственность за вывод на режим, своевременное отключение насосной установки при внештатных ситуациях, либо запуск при неготовности оборудования (неисправность АГЗУ, не герметичность задвижек, обратного клапана и др.) и решение о способе вывода на режим или остановке насоса для устранения выявленных неполадок принимает ведущий инженер (технолог) ЦДНГ.

Опрессовка ГНО УШВН производиться на давление, указанное в паспорте установки. В случае отсутствия рекомендаций по опрессовке, величина давления не должна превышать 30 кг/см².

Категорически запрещается долговременная (более 10 мин.) опрессовка винтового насоса (работа на закрытую задвижку), так как происходящий в этот момент нагрев может привести к термическому разрушению эластомера.

В течение 2-х часов после запуска, оператору ЦДНГ необходимо производить отбивку уровня, замерять рабочие давления на устье скважины, проверять подачу, вести наблюдения за работойэлектродвигателя, при его подклинивании (что видно из показаний амперметра)определяется низкая (высокая) посадки ротора и принимается решение на повторную подгонку.

ВЫВОД НА РЕЖИМ

Целью операции по выводу скважины с ШВН на режим является создание стабильной гидродинамической связи системы скважина-насос и достижение расчётного, а при превышении максимально возможного дебита при условии отбора 2-х объемов скважины после запуска.

Процесс вывода скважин на режим:

§ Проверить готовность наземного оборудования. Замерить статический уровень и запустить установку. Записать в паспорт время появления подачи.

§ Замерить подачу, сопоставить её с теоретической производительностью спущенного насоса.

§ Скважина считается выведенной на режим, если результаты 3-х измерений динамического уровня, выполненных с интервалом не менее одного часа не увеличиваются при постоянной производительности установки.

§ После вывода скважины на режим, через 1 сутки выполнить замер Н_дин, Q_ж, отбор пробы жидкости на обводненность продукции и содержание механических примесей.

§ Заполнить соответствующие графы эксплуатационного паспорт по выводу на режим.

Эксплуатация швн

За эксплуатацию ШВН отвечает технологическая служба ЦДНГ.

В процессе эксплуатации необходимо периодически проводить мониторинг параметров работы ШВН  (динамический уровень, затрубное и буферное давления не менее 4-х раз в месяц, пробу на процент воды и механические примеси не менее 3-х раз в месяц, токовые нагрузки, напряжение не менее 4-х раз в неделю, подачу насоса не менее 4-х раз в месяц). Так же необходимо производить операции по опрессовке насоса на закрытую задвижку давлением 30 кг/см² не менее 2-х раз в месяц.

Обслуживание верхнего привода осуществляется сервисным предприятием, проводится постоянный визуальный осмотр, один раз в год ППР.

В случае необходимости при изменении подачи насоса (в меньшую или большую сторону) по решению технолога производят увеличение или уменьшение числа оборотов двигателя посредством частотного преобразователя или редуктора.

Отказ швн

Отказ ШВН возможен по следующим основным причинам:

§ Заклинивание винтовой пары – токовые нагрузки превышают номинальные токи, насос не разворачивается в прямом направлении;

§ Отворот штанг – падение токовых нагрузок до холостого тока, отсутствие подачи;

§ Обрыв штанг – аналогичные отвороту;

§ Отсутствие подачи – вследствие засорения винтовой пары мех. примесями, порыв эластомера, нарушение геометрии эластомера, слом или износ шнека, негерметичность НКТ, засорение НКТ парафином, гидратом.

При проявлении ситуаций описанных в предыдущем пункте следует обратить внимание на токовые нагрузки, наличие подачи, параметры опрессовки на закрытую задвижку насосом, произвести промывку насоса без смены вращения (горячую или холодную) в зависимости от причины.