Одновинтовые насосы с поверхностным приводом для добычи нефти производства ОАО «Ливгидромаш»

Плясов В.В.
Главный конструктор проекта
ОАО «Ливгидромаш»

Современное состояниеэксплуатации нефтяных месторождений России характеризуется ростом добычи нефтипри эксплуатации низко- и среднедебитных скважин с высокой вязкостьюизвлекаемых жидкостей. Традиционные способы подъема нефти центробежными иштанговыми насосами не обеспечивают требуемых результатов, поэтому должны бытьзаменены более эффективными и дешевыми, основанными на малой энерго- и металлоемкоститехнических средств.

В мировой практике впоследние годы массовое распространение получили установки скважинных винтовыхнасосов с поверхностным приводом, имеющие широкий диапазон изменения подачи инапора. Первые такие установки для отбора пластовых жидкостей из глубокихнефтяных скважин появились на нефтепромысловом рынке в 80-х годах в США, Канадеи во Франции, которые показали эффективную работу для добычи средневязкой ивысоковязкой нефти с большим содержанием механических примесей и газа (до 50%).Так, например, в Канаде из 40000 нефтяных скважин этими насосами оснащены 12000скважин. Выпускаемые различными фирмами насосы позволяют извлекать жидкость сглубины до 2000 мпри подаче от 2 до 900 м3/сутки. Простота конструкции, способностьперекачивать жидкость от маловязких до едва текущих с наличием большогосодержания механических примесей, высокая герметичность рабочих органов – всеэто стимулировало НИОКР ведущих машиностроительных фирм по совершенствованиюконструкций вышеназванных насосов, а также по созданию большого количества ихтипоразмеров с диапазоном подач от 0,5 до 1000 м3/сутки и давлениемдо 30МПа.

Технико-экономическиепредпосылки широкого применения одновинтовых насосов с поверхностным приводом сдругими механизированными способами добычи нефти:

  • низкиепроизводственные и ремонтные затраты за счет отсутствия необходимостивозведения фундаментов, простоты монтажа и обслуживания;
  • простотаконструкции насоса (отсутствуют шарнирные соединения, пусковые муфты,радиальные и осевые подшипники);
  • наземноерасположение приводного электродвигателя (отпадает необходимость в кабеле,гидрозащите двигателя, а также упрощается контроль состояния электродвигателя иего обслуживание);
  • возможностьэксплуатации низкодебитных скважин, т.к. нет необходимости в отводе тепла отпогружного агрегата;
  • низкаяцена и 50% экономии в потреблении энергии по сравнению с другими видаминасосов;
  • простотарегулирования частоты вращения привода, который обычно осуществляетсяклиноременной передачей с набором шкивов различного диаметра с диапазоном от 25до 500 об/мин.

ОАО «Ливгидромаш»проблемой создания рабочих органов для одновинтовых насосов с наземным приводомдля добычи нефти по заявке ОАО «Коминефть» стало заниматься с 2000 г. В настоящее время мыможем поставлять рабочие органы с производительностью от 2 до 40 м3/суткис давлением до 15 МПа.

Таблица 1 – Параметры гидравлическихчастей одновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводом типа ВНО иВНОМ

Марка насоса Подача, м3/сут Давление, МПа Частота вращения, об/мин Мощность насоса,  кВт Масса, кг
ВНО4-800 4 8 230 2,5 74
ВНО7-1200 7 12 3,5 87
ВНО10-800 10 8 2,8 60
ВНО10-1200 10 12 4 117
ВНО20-800 20 8 3,8 60
ВНО25-800 25 8 6,0 65,5
ВНО40-800 40 8 8,0 55
ВНОМ20-1500 20 15 9,0 60,5
ВНО2-1200 2 12 2 87
ВНО4-1200 4 12 2,5 74
ВНО20-120 20 12 6 95
ВНО25-1200 28 12 8 110
ВНО40-1200 47 12 12 160

Примечания:
1 Параметры приведены при вязкости перекачиваемой жидкости V=21 сСт (3°ВУ)
2 Частота вращения винта может меняться в пределах от 100 до 400 об/мин

Рисунок 1. Сводная характеристика гидравлической частиодновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводом ВНО и ВНОМ с подачейдо 28 м3/сутки

Рисунок 2. Сводная характеристика гидравлической частиодновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводом ВНО40-800 иВНО40-1200 с подачей от 40 до 47 м3/сутки

Таблица 2 – Габаритные и присоединительные размерыгидравлических частей одновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводомВНО и ВНОМ

Марка насоса L, мм L1, мм D1, мм D, мм Резьба трубы
ГОСТ 633-80
ВНО4-800 2545 2193 75 90 73
ВНО7-1200 3285 2893 75 90 73
ВНО10-800 2455 2045 85 90 73
ВНО10-1200 3230 2820 85 90 73
ВНО20-800 2455 2045 85 90 73
ВНО25-800 2455 2045 93 105 89
ВНО40-800 2455 2045 102 120 102
ВНОМ20-1500 2175 1785 75 90 73
ВНО2-1200 2880 2490 75 90 73
ВНО4-1200 2545 2185 75 90 73
ВНО20-1200 3285 3235 85 90 73
ВНО25-1200 3285 2910 93 105 89
ВНО40-1200 3495 3085 102 120 102

Рисунок 3. Габаритный чертеж гидравлических частейодновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводом ВНО и ВНОМ

Структураусловного обозначения одновинтового однопоточногопогружного насоса с поверхностнымприводом: ВНО   М    XX XX XX

ВНО -Одновинтовойоднопоточный погружной насос с поверхностным приводом с однозаходным винтом.
БукваМ обозначает многозаходные рабочие органы.
первые ХХ - Округленнаяминимальная величина подачи насоса, м3/сут, при дифференциальномдавлении Р = 100 бар при перекачивании масла с кинематической вязкостью ν=21·10-6 м2/с=3о ВУ при частоте вращения винта 3,83 с-1 (230 об/мин.)
вторые ХХ - Напорнасоса, м. в. ст.
третьи ХХ - Климатическое исполнение и  категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Необходимо отметить, что геометрия указанных вышетипоразмеров, является нашей разработкой, которая сводит к минимуму воздействиеабразивных веществ, повышает срок службы и уменьшает пусковой крутящий момент.Наряду с однозаходными винтами создан насос ВНОМ20-1500 (многозаходный) скинематическим соотношением винт-обойма i=3:4. Преимущества многозаходных рабочих органов (РО)в уменьшении габаритов насоса при постоянстве (равенстве) параметров с насосом,у которого однозаходный винт, i=1:2; или вполучении больших давлений и подачи при равенстве габаритов.

В настоящее время указанные выше РО для установок сверхним приводом успешно работают в ООО «Лукойл-Коми» г.Усинск, республика Татарстан,ОАО «НК Роснефть-Сахалинморнефтегаз», имея наработку до 600 суток изаменяя насосы иностранных фирм-производителей: Австрии «Шелер-Блекман», КанадаKudu», Германии «ETZSCH.

наверх