Глубинно-насосная добыча

ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ ДОБЫЧА, процесс подъёма из скважин жидкости (как правило, нефти) при эксплуатации месторождений. Применяется в случаях, когда пластовой энергии недостаточно для подъёма заданного количества жидкости на заданную высоту. Добыча осуществляется погружными насосами. Комплекс оборудования для глубинно-насосной добычи называется глубинно-насосной установкой.

По типу применяемого глубинно-насосного оборудования различают скважинные штанговые (СШНУ), электроцентробежные (УЭЦН), гидропоршневые (УГПН), электровинтовые (УЭВН), электродиафрагменные (УЭДН), струйные (УСН) и другие установки. В России наибольшее распространение по фонду добывающих скважин получили СШНУ (предназначены для эксплуатации низко и среднедебитных скважин), а по объёму добычи - УЭЦН (для эксплуатации средне и высокодебитных скважин). Остальные установки (УГПН, УЭВН, УЭДН, УСН) применяют только для определённых категорий скважин (например, при значительном содержании песка или газа в добываемой жидкости).

На рисунке 1 приведена схема СШНУ. Вращательное движение ротора приводного двигателя установки преобразуется в возвратно-поступательное движение головки балансира и плунжера насоса, соединённого с головкой балансира колонной штанг. При движении головки балансира вверх всасывающий клапан открыт, а нагнетательный клапан закрыт, соответственно жидкость из скважины поступает в цилиндр насоса. При движении головки балансира вниз всасывающий клапан закрыт, а нагнетательный - открыт, при этом продукция скважины из цилиндра насоса перетекает через плунжер в колонну насосно-компрессорных труб и далее на поверхность. Наиболее ответственным элементом установки является колонна штанг, работающая в условиях длительного контакта со скважинной продукцией (а она может быть коррозионно-активной) и под воздействием сложных и переменных во времени нагрузок (растягивающих, сжимающих, изгибающих и крутящих).

Принципиальная схема УЭЦН приведена на рисунке 2. В ней приводной электродвигатель находится в скважине, а электроэнергия к нему подводится при помощи электрического кабеля, покрытого металлической бронёй. Наземная часть установки включает автотрансформатор, станцию управления, оборудование устья скважины и, как правило, кабельный барабан. В скважину на колонне насосно-компрессорных труб опускают погружной агрегат, который состоит из многоступенчатого центробежного насоса, оборудованного приёмной сеткой и обратным клапаном. При подъёме установки жидкость из труб сливается через сливной клапан. Погружной насос сочленён с узлом гидрозащиты (протектором). Выпускаются насосы обычного и износостойкого исполнения. Последние предназначены для откачки из скважин жидкостей с определённым количеством механических примесей. При наличии в откачиваемой продукции свободного газа в той или иной степени снижаются рабочие параметры (производительность и напор) центробежного насоса вплоть до так называемого срыва подачи, когда насос становится неработоспособным. Для нейтрализации влияния свободного газа в составе погружного агрегата применяют специальные газосепараторы, устанавливаемые перед входом в насос.

Глубинно-насосная  добыча является основной технологией разработки нефтяных месторождений России; на неё приходится более 90% общего объёма добываемой нефти. Глубинно-насосные установки применяют также для эксплуатации водяных, гидротермальных и других скважин. Предельная высота подъёма жидкости для глубинно-насосных установок 4000 м (2006); производительность при высоте подъёма в 1000 м составляет 40 м³/сут.

И. Т. Мищенко.