Свердловинний насос

Свердлови́нний насо́с, або свердлови́нна по́мпа (англ. well pump, borehole pump, submersible pump, нім. Brunnenpumpe, Tiefbrunnenpumpe, Bohrlochpumpe, рос. насос скважинный) — секційний, багатоступінчастий насос, який опускають (заглиблюють) у свердловину на колоні насосно-компресорних труб, занурюють під рівень рідини і служить для відкачування рідини із свердловини.

До безштангових помп, які застосовують при експлуатації нафтових свердловин відносять відцентрові, гвинтові, гідропоршневі, вібраційні, діафрагмові, струминні помпи.

Свердловинний відцентровий насос

Див. також Установки електричних занурювальних відцентрових насосів

Свердловинний відцентровий насос, (рос. насос скважинный центробежный; англ. centrifugal well pump; нім. Kreiselspülpumpe f) — секційний, багатоступінчастий насос, який опускається (заглиблюється) у свердловину на колоні насосно-компресорних труб, занурюється під рівень рідини і служить для відпомповування рідини із свердловини.

Електронасосні відцентрові агрегати для води здійснюють подачу води із свердловин діаметром до 450 мм з температурою не вище за 25 °C та вмістом механічних домішок не більше за 0,01 % за масою. Всі насоси цього типу оснащені водозаповненими електродвигунами; працюють з підпором 1 м для свердловин діаметром до 250 мм (подача 4 — 160 м³/год, напір 60 — 270 м вод.ст.) і 2 — 6 м для свердловин діаметром 300 — 425 мм (подача 210 — 3000 м³/год, напір 25 — 1400 м), к.к.д. 46 — 79 %. Осьові моноблочні Н.с. для води з електродвигуном «сухого» виконання (ОПВ, подача 2500 — 20000 м³/год, напір 4,2—15 м, к.к.д. 75 — 84) та водозаповнені (ОМПВ, подача 250 — 400 м³/год, напір 5,5 — 10 м, к.к.д. 52-56 %) призначені для перекачування води температурою 25 — 35 °C і вмістом механічних домішок до 6 г/л; використовуються також у меліоративних системах, для промислового та побутового водопостачання.

Гідропоршневі насосні установки

Рис. Схема компонування обладнання гідропоршневої насосної установки: а — піднімання насоса;б — робота насоса;1 — трубопровід; 2 — ємність для робочої рідини; 3 — усмоктуючий трубопровід; 4 — силовий насос;5 — манометр;6 —  — сепаратор; 7 — викидна лінія;8 — напірний трубопровід;9 — обладнання гирла свердловини;10 — 63-мм труби; 11 — 102-мм труби;12 — обсадна колона;13 — гідропоршневий насос (що скидається); 14 — сідло гідропоршневого насоса; 15 — посадковий конус;16 — зворотний клан; І — робоча рідина; ІІ — видобута рідина; III — суміш відпрацьованої та видобутої рідин

Складаються із поршневого гідравлічного двигуна і насоса 13, установленого в нижній частині труб 10, силового насоса 4, розташованого на поверхні, ємності 2 для відстоювання рідини і сепаратора 6 для її очищення. Насос 13, що скидається у труби 10, сідає в сідло 14, де ущільнюється у посадковому конусі 15 під впливом струменів робочої рідини, що нагнітається у свердловину по центральному ряду труб 10. Золотниковий пристрій направляє рідину в простір над або під поршнем двигуна, й тому він робить вертикальні зворотно-поступальні рухи. Нафта із свердловини, що всмоктується через зворотний клапан 16, направляється у кільцевий простір між внутрішнім 10 і зовнішнім 11 рядами труб. У цей простір із двигуна надходить і відпрацьована рідина (нафта), тобто по кільцевому простору на поверхню піднімається одночасно видобута та робоча рідина. При підйому насоса змінюється напрям нагнітання робочої рідини — її подають у кільцевий простір.

Розрізняють гідропоршневі насоси одинарної й подвійної дії, з роздільним і спільним рухом видобувної рідини з робочою і т. ін. Такі насоси забезпечують підйом рідини з великих глибин (4000…4500 м) при ККД до 0,6.

Перевага гідропоршневих насосів — можливість автоматизації та дистанційного керування спуско-підіймальними роботами при заміні насоса. Їх недоліки пов'язані з необхідністю облаштування промислу системою постачання свердловин робочою рідиною з ретельним її очищенням, яка потрібна для успішної роботи гідравлічного двигуна.

Свердловинні гвинтові насоси

Свердловинні гвинтові насоси (помпи) стали застосовувати на практиці недавно.

Ґвинтовий насос — це помпа об'ємної дії, подача якого прямо пропорційна частоті обертання спеціального ґвинта (або ґвинтів). Під час обертання гвинт і його обойма утворюють по всій довжині ряд замкнутих порожнин, які пересуваються від прийому насоса до його викиду. Разом з ними переміщається і відкачувана рідина. Застосування гвинтових насосів особливо ефективно під час відкачування високов'язкої нафти. Схема їх установки в свердловині така ж сама, як і при застосуванні занурених електровідцентрових насосів.

Для насосної експлуатації свердловин використовуються також діафрагмові, гідропоршневі і струменеві насоси.

Струминний насос

Схема струминного насоса: 1 — НКТ; 2 — сопло; 3–канали; 4 — дифузор; 5 — порожнина насоса; 6 — підпакерний простір

Насос працює під дією напору робочої рідини (води або нафти), що нагнітається у НКТ 1, з'єднані з соплом 2. При проходженні вузького перетину сопла струмінь перед дифузором 4 одержує велику швидкість і тому в каналах 3 знижується тиск. Ці канали з'єднано через порожнину насоса 5 з підпакерним простором 6 та пластом, звідки пластова рідина всмоктується в насос і змішується у камері змішування з робочою. Суміш рідин далі рухається по кільцевому простору насоса й піднімається на поверхню по міжтрубному простору (насос спускають на двох концентричних рядах труб) під тиском нагнітаної в НКТ робочої рідини. Насос не має рухомих частин, може відкачувати високов'язкі рідини та експлуатуватися в ускладнених умовах (високі температури пластової рідини, вміст значної кількості вільного газу і піску в продукції й т. п.).

Вібраційний насос

Вібраційний насос — насос, призначено для підйому рідини із свердловин під дією пружних деформацій рідини і колони труб, що генеруються вібратором.

Див. також

• Свердловина
• Насос
• Експлуатація свердловин заглибленими відцентровими електронасосами

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
• Білецький В. С. Основи нафтогазової справи / В. С. Білецький, В. М. Орловський, В. І. Дмитренко, А. М. Похилко. — Полтава; Київ : ПолтНТУ; ФОП Халіков Р. Х, 2017. — 312 с. — ISBN 978-617-7565-05-4.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Київ : Міжнародна економічна фундація, 2004. — Т. 1: А–К. — 560 с.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Львів : Апріорі, 2006. — Т. 2: Л–Я. — 800 с.
• Орловський В. М., Білецький В. С., Вітрик В. Г., Сіренко В. І. Бурове і технологічне обладнання: навчальний посібник для студентів спеціальностей 184 «Гірництво» і 185 «Нафтогазова інженерія та технології» / Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, НТУ «ХПІ», ТОВ НТП «Бурова техніка». — Львів : Новий Світ—2000, 2021. — 358 с. — ISBN 978-617-7519-56-9.
• Орловський В. М., Білецький В. С., Вітрик В. Г., Сіренко В. І. Технологія видобування нафти. Харків: Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, НТУ «ХПІ», ТОВ НТП «Бурова техніка», Львів, Видавництво «Новий Світ – 2000», 2022. – 308 с.