Насосы в нефтяной промышленности. Производители нефтепромыслового насосного оборудования из стран СНГ

Владимир Хомутко

Время на чтение: 6 минут

А А

Основные типы насосов для нефтепродуктов

Насосы для светлых нефтепродуктов и темных нефтяных фракций, а также для сырой нефти должны обеспечивать высокий уровень надежности и безопасности при проведении работ с ними, и эффективно перекачивать необходимые жидкости, в том числе – с повышенной вязкостью и механическими примесями.

Нефтяные насосы отличаются от других подобных агрегатов своей способностью работать в особых эксплуатационных условиях.

На их узлы и прочие конструктивные элементы воздействуют углеводородные соединения, а диапазон температур и давлений – весьма широк. Такие установки изготавливают в самых разных климатических исполнениях, поэтому они могут эффективно работать при самой разной погоде, начиная с суровых северных широт и заканчивая жаркими пустынями.

Насосы для перекачки нефтепродуктов должны иметь достаточную мощность, поскольку нефть в прочесе добычи поднимается из скважин со значительной глубины, а в процессе её транспортировки по трубопроводам необходимо создавать достаточное давление в трубе для бесперебойного движения продукта.

Нефтяные насосные установки способны работать с сырой нефтью, нефтепродуктами светлых и темных фракций, нефтегазовыми эмульсиями, а также со сжиженными газами и другими жидкими веществами, обладающими похожими свойствами.

На площадках нефтепромыслов такие насосные установки могут использоваться для нагнетания промывочной жидкости во время процесса бурения скважины или при промывочных операциях во процессе капитального ремонта. Также их применяют для закачивания жидких сред в пласт, что обеспечивает большую интенсивность добычи. Помимо этого, этими агрегатами перекачиваются разные жидкие неагрессивные среды, в том числе обводненную нефть.

Эти агрегаты могут оснащаться следующими видами приводов:

механический;
электрический;
гидравлический;
пневматический;
термический.

Электропривод является наиболее удобным, но требует наличия источника электричества. Диапазон перекачивающих характеристик в электронасосах – весьма широк.

Если обеспечить электропитание не представляется возможным, такие насосы могут оборудоваться двигателями либо газотурбинного типа, либо ДВС.

Пневмоприводы в основном применяются в насосах центробежного типа, при наличие возможности использования энергии высокого давления либо природного, либо попутного газа. Такое сочетание значительно увеличивает рентабельности насосного оборудования.

Основные конструктивные особенности и типы насосов для нефтепродуктов

Главными конструктивными особенностями всех насосных установок для работы с нефтью и продуктами её переработки являются:

наличие в насосе специальной гидравлической части;
особые материалы, обеспечивающие установку нефтяного агрегата в условиях открытых площадок;
специальное торцевое уплотнение;
взрывозащищенность электрических двигателей.

Такие насосные установки монтируются с приводом на едином фундаменте. Торцевое уплотнение, которое ставится между корпусом и валом насоса, оборудовано промывочной системой м системой подачи жидкости. Проточную часть устройства изготавливают либо из углеродистой, либо из никельсодержащей стали.

Основные типы таких установок:

винтовые;
центробежные.

Нефтяные насосы винтового типа предназначены для работы в более суровых эксплуатационных условиях, нежели центробежные. Поскольку винтовые установки обеспечивают перекачку рабочей жидкости без контакта с винтами, они могут эффективно функционировать даже при перекачке загрязненных веществ, к которым можно отнести сырую нефть, пульпу, нефтешлам, рассол и так далее. Кроме того, агрегаты такого типа хорошо подходят для работы с высокоплотными веществами.

Нефтяные винтовые установки могут быть как одно-, так и винтовыми и двухвинтовыми.

Лопастные насосы для светлых нефтепродуктов

Оба исполнения обладают хорошей самовсасывающей способностью и создают при этом высокое давление (больше 10 атмосфер), которое обеспечивает сильный уровень напора (больше ста метров).

Двухвинтовые конструкции прекрасно справляются с перекачкой вязких жидкостей (например, мазуты, битумы, гудрон, шлам и тому подобное) даже при условии колебаний температуры окружающей атмосферы. Такая конструкция выдерживает температуру рабочей жидкости до 450 градусов Цельсия, при этом температура окружающего воздуха может быть до минус 60-ти. Двухвинтовые мультифазные установки могут работать с жидкостями, уровень загазованности которых доходит до 90%.

Винтовые агрегаты также можно использовать для разгрузки автомобильных и ж/д цистерн, ёмкостей, заполненных кислотами и для других задач, с которыми центробежные насосы справиться – не способны.

Центробежные насосы для нефти и нефтепродуктов бывают следующих типов:

консольные;
двухопорные;
вертикальные полупогружные (подвесные).

Центробежный насос первого типа оснащается или упругой, или жесткой муфтой, хотя есть и безмуфтовые модификации. Такие установки монтируются либо в горизонтальной, либо в вертикальной плоскости, или по центральной оси. Или – на лапах. Перекачиваемые вещества должны иметь температуру не выше 400°.

Одноступенчатый консольный насос оснащается рабочими колесами с односторонним ходом. Его можно применять для перекачки нефти или других жидкостей с температурой не выше 200 градусов.

Конструкции двухопорного типа могут быть:

Их модификации бывают с одним или двумя корпусами, а также с односторонним и двусторонним всасыванием. Температура рабочей жидкости в таких установках также не должна превышать 200 градусов.

Вертикальный полу погружной насос для перекачивания нефтепродуктов изготавливается либо с одним, либо с двумя корпусами. Кроме того, в них может быть либо раздельный слив, либо слив через колонну. Помимо этого, бывают модификации с направляющим аппаратом или со спиральным отводом.

По уровню температуры рабочей жидкости такие установки разделяются на:

агрегаты для работы с жидкостями с температурой 80°:

полупогружные;
магистральные секционные чугунные многоступенчатые насосы горизонтального типа;
агрегаты с рабочими колесами одностороннего входа;
одноступенчатые горизонтальные стальные устройства.

для жидкостей с температурой 200°:

чугунные насосы консольного типа;
чугунные многоступенчатые установки горизонтального типа.

Насос для нефтепродуктов КММ-Е 150-125-250

температура 400°:
консольные агрегаты из стали;
насосы с рабочими колесами одностороннего хода;
агрегаты с рабочими колесами двустороннего хода.

Какие уплотнения ставить на такие устройства – тоже зависит от температуры рабочей среды. Одинарные уплотнения применяются при этом показателе на уровне не больше 200°С, а двойные торцевые – до 400°.

Также такие насосные установки делятся на группы в зависимости от области их применения:

агрегаты, задействованные в процессах нефтедобычи и транспортировки;
насосы, применяемые при подготовке и переработке нефтяного сырья.

В первую группу входят насосы, которые используются:

для подачи нефти на групповые автоматизированные установки для замеровные установки;
для подачи на центральный сборный пункт;
для закачки товарной нефти в резервуары;
для перекачки на головную станцию нефтепровода магистрального значения;
для перекачки нефти на предприятиях нефтепереработки;
на дожимных станциях.

Ко второй группе относятся насосы, подающие нефть на центрифуги, сепараторы, в теплообменники, в ректификационные колонны и в печи.

Герметичный центробежный насос состоит из:

корпуса;
рабочего колеса закрытого типа;
подшипника;
уплотнительного стакана;
внутреннего и внешнего магнитов;
защитного и вторичного кожуха;
несущей рамы;
масляного уплотнения;
температурного датчика.

Насос для нефтепродуктов (тип BB3):

корпус;
втулка для понижения давления;
рабочее колесо, оснащенное диффузором (первой ступени);
рубашка рабочего колеса;
диафрагма для балансировки;
шпильки крепежные;
щелевое уплотнение диффузора;
болт опорный (с уплотнением);
рабочий вал;
патрубок.

Насос для перекачки светлых нефтепродуктов КМ 100-80-170Е

Область применения нефтяных насосных установок

Такие устройства используются:

на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки;
в системах подачи топлива теплоэнергоцентралей (ТЭЦ);
в больших котельных;
на крупных станциях газонаполнения;
на предприятиях, которые занимаются хранением, перевалкой и распределением нефти и нефтепродуктов;
при перекачке различных нефтепродуктов;
для прокачки сырой нефти по магистральным трубопроводам;
для работы с товарной нефтью, газовым конденсатом или сжиженными газами;
для перекачивания горячей воды на объектах энергетической отрасли;
при инжекции воды в пласт на нефтепромыслах;
при прокачивании химреагентов, кислот и солевых жидкостей, а также взрывоопасных веществ и так далее.

impeller импеллер динамическое уплотнение насоса для перекачивания загрязненных нефтепродуктов и кислот с твердыми включениями и песком

Нефтяной насос – один из наиболее сложных типов оборудования в нефтяной промышленности в отношении эксплуатации и ремонта. Как известно, нормальное функционирование оборудования зависит не только от правильного выбора устройства, но и от выполнения правил эксплуатации и условий работы.

Агрегаты для нефтегазовой промышленности могут перекачивать нефть, нефтепродукты, воду, щелочи, сниженные газы, кислоты и функционируют в больших диапазонах напора, температуры и производительности.

1 Описание насосов нефтяных

Насосы для нефтяной промышленности должны обладать высокой мощностью, ведь перекачиваемый материал устройство должно добывать из значительной глубины нефтяной скважины. На характеристики скважин влияет тип энергии, который используется насосом для нефти. Поэтому, устанавливают определенный тип привода в механизме, в зависимости от условий эксплуатации.

Насосы для нефтепродуктов оборудуют следующими типами приводов:

гидравлический;
электрический;
механический;
пневматический;
термический.

Электронасос с электрическим приводом, при наличии электроэнергии, самый удобный и может дать больший диапазон характеристик в тот момент, когда происходит откачка нефти.

Когда же электросеть недоступна, насосы для перекачки нефти оснащают газотурбинными двигателями, или двигателями внутреннего сгорания. На центробежные насосы устанавливают пневматические приводы в случаях, когда можно использовать в качестве питания энергию высокого давления (природный газ), либо энергию газа попутного, что весьма поднимает уровень рентабельности насоса для перекачки нефтепродуктов.

1.1 Виды нефтяных насосов

Насосное оборудование делится на два основных типа: винтовые и центробежные.

1.2 Винтовые

Винтовые насосы для добычи нефти могут работать в более сложных условиях, чем центробежные. Так как винтовые устройства перекачивают рабочую среду без контакта винтов, они могут работать с загрязненными жидкостями (пульпа, сырая нефть и т.д.), а еще с жидкостью с высокой плотностью.

Винтовой самовсасывающий агрегат бывает в двух исполнениях: одновинтовым и двухвинтовым. Двухвинтовой прибор хорошо справляется с вязкими материалами температурой от -60 до +450˚С.

1.3 Центробежные

Нефтяные центробежные насосы бывают следующих видов:

консольные устройства, которые оснащены жесткой или упругой муфтой;
двухопорные механизмы, что разделяются на: одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые;
вертикальные полупогружные.

Насосные приборы также разделяют по уровню температуры перекачиваемой среды:

t 80˚С – полупогружные, магистральные многоступенчатые устройства, которые имеют рабочее колесо одностороннего входа;
t 200˚С – консольные и горизонтальные многоступенчатые чугунные агрегаты;
t 400˚С – консольные стальные механизмы, которые оборудованы рабочим колесом одностороннего или двустороннего действия.

Зависимо от температуры перекачиваемой жидкости, насосное оборудование оснащают уплотнителями: одинарные для t не более 200˚С, двойные торцевые для t не более 400˚С.

Нефтяные приборы также разделяют по области применения: для добычи и перемещения нефти и те, которые применяют в процессе подготовки и переработки нефтепродукта.

К первой группе относят механизмы, которые подают жидкость на групповое замерное оборудование, на центральный пункт сбора, а еще устройства, которые перекачивают нефть внутри помещения (производство нефтепродуктов — нефтеперерабатывающий завод). Во вторую группу входят устройства для подачи нефти в центрифуги, теплообменники, сепараторы.

1.4 Погружной насос для нефтепродуктов

Погружные нефтяные устройства разделяют на следующие виды, в зависимости от способа работы силовой установки:

Бесштанговые, когда силовая установка находится внутри прибора и заставляет работать механизм, отвечающий за извлечение жидкости на поверхность.
Штанговые насосы — механизм, что выталкивает рабочую среду на поверхность при помощи электромотора, который находится наверху, в движение такой механизм приводит штанга. Штанговые глубинные агрегаты применяют, в основном, как механизм, добывающий нефть или минералы.

Скважинный механизм для перекачки нефти отличается от водяного техническими характеристиками и мощностью добычи ископаемого на поверхность:

у нефти немалая плотность, поэтому увеличивается давление на лопасти;
вязкость жидкости имеет большое сопротивление, поэтому используют, в основном, штанговые механизмы;
нефть добывают с помощью сложной системы с несколькими нагнетательными агрегатами;
приводы штангового прибора обеспечивают внутренние механизмы передачей вращательной энергии, которые выталкивают жидкость наверх;
такой привод называют «станок качалка», именно он является основным инструментом для добывания нефти;
устанавливается качалка на подготовленный фундамент и состоит из таких частей: стойка, платформа и станция управления.

2 Нефтяная качалка

Добыча нефти происходит при помощи глубинных механизмов, основой которых является станок-качалка. Это один из видов наземного приводного устройства, управляют которым операторы при эксплуатации скважин.

Самый распространенный привод штангового агрегата используют для свайной разработки месторождений. При помощи такого устройства можно добывать нефтепродукты в условиях вечной мерзлоты. Пользуются популярностью нефтяной и газовый механизмы в виде станков-качалок с одноплечными балансирами. Такое оборудование применяют в качестве индивидуального привода в условиях добычи нефти.

Принцип работы агрегата сравним с функцией шприца, которая обеспечивается штанговым прибором. Качалку оснащают колоннами из компрессионных труб, по которым осуществляется добывание и передача нефтяной жидкости.

Одной из важных характеристик станка-качалки является мощность двигателя. Типовый нефтяной агрегат делает свою работу при условии подачи усилия в 25 кВт. Более расширенный анализ характеристик предусматривает учет вида ремня, особенности тормозной системы и диаметр шкивов.

При выборе устройства, стоит обратить внимание и на габаритные размеры, которые играют важную роль при установке определенного станка в конкретных условиях. Типовый насос может обладать длиной в 7 м, а шириной – до 2,5 м, при этом вес механизма обычно больше 10 кг.

2.1 Струйные насосы для добычи нефти

Струйные устройства используют для всасывания, нагнетания жидких материалов, для охлаждения или нагревания с помощью смешивания с другими жидкостями, газами или парами.

Такие механизмы относятся к динамическим насосам трения, у которых нет вращающихся частей, а поток жидкости перемещается за счет трения, которое появляется между ним и рабочим потоком жидкости. Рабочая жидкость подводится к устройству снаружи и обязана иметь достаточно энергии, чтобы обеспечить перекачку нефти с необходимыми параметрами.

Струйный агрегат соединяют с насосно-компрессорным трубопроводом и вместе с генератором, спецфильтром и паркером опускают в необходимое место (заданная глубина скважины). Нефть под давлением перекачивается по НКТ.

С помощью каналов в спецмуфте и кольцевого зазора между корпусом и внутренней частью инжектора нефть оказывается в окнах делителя. Часть потока рабочей среды направляется через сопло в камеру смешения, взаимодействуя с пассивной нефтью приемной камеры.

2.2 Струйный насос (видео)

Cтраница 1

Нефтяные насосы (табл. 26.6) предназначены для перекачивания нефти, нефтепродуктов, сжиженных углеводородных газов и других жидкостей, сходных с указанными по физическим свойствам (плотность, вязкость и др.) и коррозионному воздействию на материал деталей насосов.

Нефтяные насосы имеют торцовые уплотнения. Все детали торцовых уплотнений изготовлены из нержавеющих материалов, причем пара трущихся поверхностей скольжения выполнена из высоколегированной хромистой стали и графита. Несмотря на высокую окружную скорость на поверхности скольжения (и 25 м / с), уплотнения соответствуют эксплуатационным условиям. Валы, изготовленные из высококачественной стали, защищены втулками из хромистой стали. Лабиринтные дроссельные втулки, расположенные между ро-лостью насоса и концевым уплотнением, изготовлены из нержавеющего материала. Корпус насоса имеет осевой разъем. Это дает возможность при снятой крышке легко проникнуть внутрь насоса. Корпуса подшипников также выполнены разъемными, что позволяет извлечь ротор насоса без демонтажа подводящего и напорного трубопроводов.

Нефтяные насосы, nor дающие топливо к форсункам в двигателях НД-22 и НД-40-2, конструктивно отличаются один от другого.

Основные нефтяные насосы и электродвигатели к ним на БКНС устанавливают под общим укрытием. Их устанавливают отдельно от насосов, за газонепроницаемой стеной, аналогично тому, как это делают в насосных традиционного исполнения. Приточные вентиляторы, служащие для создания избыточного давления в помещении электродвигателей и подачи свежего воздуха в помещение насосов, располагают в отдельном блок-боксе подпорных и приточных вентиляторов. Вытяжные вентиляторы, удаляющие загрязненный воздух из помещения насосной, располагаются снаружи у торца помещения насосов и электродвигателей с общим укрытием. Обогрев помещений насосов и электродвигателей осуществляется электрокалориферами мощностью по 160 кВт, установленными в блок-боксе подпорных вентиляторов. Подача нагретого воздуха от калориферов осуществляется вентиляторами подпора и подачи свежего воздуха.

Нефтяные насосы типоразмеров QG 300 / 2 / 100 и NG 300 / 450 / 100 имеют одинаковые подшипники и корпуса подшипников. Для эксплуатации под открытым небом корпуса подшипников выполняют в закрытом исполнении. Таким образом, насос полностью изолирован от окружающей среды. Преимуществом является и то, что оба типоразмера можно комплектовать одинаковыми электродвигателями. Описанные конструкции насосов легко можно обеспечить запасными частями. Эти насосы отлично выдержали испытание на нефтепроводе Дружба. Из 4500 км трассы нефтепровода приблизительно 3000 км оснащены насосами производства ГДР. Насосы хорошо себя показали и в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Для нефтяных насосов обязательна их эксплуатация только с электродвигателями во взрывозащищенном исполнении. Допускается применение электродвигателей в обычном исполнении с установкой их в отдельном помещении через разделительную стенку.

Основные перекачивающие нефтяные насосы имеют электродвигатели типа АТД-1600 мощностью 1600 кет, продуваемые, с замкнутым циклом вентиляции, снабженные двумя воздухоохладителями, установленными в верхней части корпуса статора. Охлаждающей средой для воздуха служит вода, циркулирующая по трубам. Вода и воздух движутся противотоком. Необходимая циркуляция воздуха в корпусе электродвигателя создается специальным вентилятором.

При конструировании нефтяных насосов особое внимание должно уделяться методам снижения щелевых утечек, так как большинство нефтяных насосов относится к насосам низкой удельной быстроходности, для которых лотери на утечки являются чувствительным фактором.

Детали уплотнений нефтяных насосов должны выполняться из материалов, не дающих ценообразования.

Приведенный ряд нефтяных насосов применяется для перекачки жидкостей в интервале температур от - 80 до 400 С.

Отличительной особенностью нефтяных насосов является применение механических торцовых концевых уплотнений, В насосах обычно предусмотрена возможность замены торцовых уплотнений сальниковыми. В горячих насосах имеются камеры для интенсивного охлаждения уплотнений. Для повышения всасывающей способности рабочее колесо первой ступени выполняют с двусторонним входом.

Освоение производства отечественных нефтяных насосов с самого начала велось на базе параметрических рядов, которые устанавливают то минимальное число типоразмеров насосов одинакового назначения, которое необходимо для покрытия заданного диапазона значений подач и напоров. Производство нефтяных насосов по своему характеру является мелкосерийным, при этом наибольший годовой выпуск насосов одной марки не превышает 150 - 200 шт. Большинство насосов выпускалось в течение 5 - 10 лет без существенной модернизации и нуждалось в моральном обновлении. Кроме того, 15 - 20-летний опыт изготовления и эксплуатации обширного парка насосов на нефтеперерабатывающих заводах показал, что насосы имеют излишнее многообразие конструкций при низком уровне унификации узлов и деталей в пределах всего ряда насосов.

Насосы нефтегазовой отрасли предназначены для перекачки и транспортировки нефти и нефтепродуктов, к которым относятся мазут, углеводороды, бензин, керосин и другие жидкости. Насосы должны обеспечить безопасность и эффективность процесса перекачивания нефтепродуктов, это самое распространенное оборудование для данной отрасли.

Основным отличием нефтегазовых насосов можно назвать то, что они способны работать абсолютно в любых условиях эксплуатации. Кроме того, агрегаты способы перекачивать жидкости с высоким уровнем вязкости.

Так как насосные станции работают в отрытом пространстве, они должны быть устойчивы к атмосферным воздействиям и суровым погодным условиям. Кроме того, оборудование должно быть достаточно мощным, так как при перекачке нефти оно доставляет жидкость с больших глубин.

Разновидности нефтегазовых насосов

Насосное оборудование можно разделить на виды в зависимости от типа привода:

Механические насосы.

Гидравлические.

Электрические.

Термические.

Пневматические.

В настоящее время на предприятиях чаще всего устанавливают электрические насосы, так как оборудование с таким приводом наиболее удобно при наличии электрической сети для питания. Привод позволяет работать с любыми нефтепродуктами и на любой глубине скважины.

Пневматические приводы устанавливают на центробежные насосы, они уместны в том случае, когда можно использовать энергию природного газа, так как это позволит увеличить рентабельность насосной установки.

Такие насосы могут перекачивать следующие виды жидкостей:

Нефть в сыром виде.

Нефтепродукты – керосин, бензин, мазут и т д.

Нефтегазовые эмульсии.

Сжиженный газ.

Осадки.

Пластовые воды.

Жидкие среды с малой агрессивностью.

Конструктивные особенности нефтяных насосов

Среди общих особенностей конструкции такого оборудования можно выделить следующие:

Торцевое утопление.

Гидравлическая часть насосного агрегата.

Заземление электродвигателя и его защита от взрыва.

Специфические материалы, обеспечивающие возможность установки нефтяного насоса на открытой местности, а не в помещениях.

Винтовые и центробежные насосы

Нефтяные насосные установки также можно разделить на два вида – винтовые и центробежные.

Винтовые установки работают в любых, даже самых суровых условиях, в отличие от центробежных, поэтому установка их на открытой местности предпочтительнее. Кроме того, важным преимуществом винтовой насосной установки является то, что она способна перекачивать жидкость с высокой вязкостью, так как винты в процессе перекачки не задействованы.

Винтовая насосная установка может иметь одно- и двухвинтовую систему, оба варианта отличаются высокой производительностью и имеют отличную всасывающую способность. Они могут создавать большой уровень напора и давления.

Двухвинтовые насосы являются оптимальным вариантом при работе с битумом, гудроном и мазутом, так как они могут легко перекачивать очень густые жидкости даже при серьезных изменениях температуры. Такие насосы нефтегазовой отрасли способны осуществлять перекачку нефти температурой до +450 градусов, а температура окружающей среды при этом может составлять –60 градусов. Оборудование работает даже с очень загазованными жидкостями, загазованность может достигнуть 90%.

Перекачка нефти из скважин является не единственным назначением винтового насоса, они также используются для разгрузки цистерн, баков с кислотой, спектр применения их шире, чем центробежных насосов.

Классификация центробежных насосов делит их на 3 группы – консольные, двухопорные и вертикальные. Консольные оснащаются упругой муфтой, монтируются на лапах или по оси. Могут монтироваться как вертикально, так и горизонтально. Аппараты используются для перекачки нефтепродуктов и жидкостей до 200 градусов.

Двухопортные насосные установки могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми, максимальная температура перекачиваемой жидкости – 200 градусов.

Среди центробежных лучшими считаются вертикальные подвесные насосы, которые изготовляются в однокорпусной или двухкорпусной модификациях. Они также имеют слив и оснащаются направляющим аппаратом.

Насосы нефтегазовой отрасли на выставке

Ознакомиться с новыми эффективными моделями нефтяных насосов можно будет на международной ежегодной выставке «Нефтегаз». Мероприятие состоится в апреле следующего года в Москве в ЦВК «Экспоцентр».

Это крупная выставка, на которой ведущие специалисты разных стран мира продемонстрируют разработки в сфере нефти и газа.

Читайте другие наши статьи.

Что то не могу придумать какую интересную тему вам рассказать, а для этого случая у меня всегда есть ваша помощь в виде . Обратимся туда и послушаем френда skolik : «Очень хочется понять принцип действия нефтяных качалок, знаете, такие молоточки, которые туда сюда трубу в землю гоняют.»

Сейчас мы узнаем подробнее как там все происходит.

Станок-качалка это один из главных, основных элементов эксплуатации нефтедобывающих скважин насосом. На профессиональном языке это оборудование называется: «Индивидуальный балансирный механический привод штангового насоса».

Используется станок-качалка для механического привода к нефтяным скважинным насосам, называемым штанговыми или плунжерными. Конструкция представляет собой состоящий из редуктора и сдвоенного четырехзвенного шарнирного механизма, балансирный привод штанговых насосов. На фото показан основной принцип работы такого станка:

В 1712 году Томас Ньюкомен создал аппарат для выкачивания воды из угольных шахт

В 1705 году англичанин Томас Ньюкомен совместно с лудильщиком Дж. Коули построил паровой насос, опыты по совершенствованию которого продолжались около десяти лет, пока он не начал исправно работать в 1712 году. На своё изобретение Томас Ньюкомен так и не смог получить патент. Однако он создал установку внешне и по принципу действия напоминающую современные нефтяные качалки.

Томас Ньюкомен был торговцем скобяными изделиями. Поставляя свою продукцию на шахты, он хорошо знал о проблемах, связанных с затоплением шахт водой, и для их решения и построил свой паровой насос.

Машина Ньюкомена, как и все ее предшественницы, работала прерывисто - между двумя рабочими ходами поршня была пауза, пишет spiraxsarco.com. Высотой она была с четырех-пятиэтажный дом и, следовательно, исключительно «прожорлива»: пятьдесят лошадей еле-еле успевали подвозить ей топливо. Обслуживающий персонал состоял из двух человек: кочегар непрерывно подбрасывал уголь в топку, а механик управлял кранами, впускающими пар и холодную воду в цилиндр.

В его установке двигатель был соединён с насосом. Эта довольно эффективная для своего времени пароатмосферная машина использовалась для откачки воды в шахтах и получила широкое распространение в XVIII веке. Такую технологию, в наше время используют бетононасосы на стройках.

Однако на своё изобретение Ньюкомен не смог получить патент, так как паровой водоподъёмник был запатентован ещё в 1698 году Т. Севери, с которым Ньюкомен позднее сотрудничал.

Паровая машина Ньюкомена не была универсальным двигателем и могла работать только как насос. Попытки Ньюкомена использовать возвратно-поступательное движение поршня для вращения гребного колеса на судах оказались неудачными. Однако заслуга Ньюкомена в том, что он одним из первых реализовал идею использования пара для получения механической работы, информирует wikipedia. Его машина стала предшественницей универсального двигателя Дж. Уатта.

Всем приводам приводы

Время фонтанирующих скважин, относящееся к периоду освоения месторождений Западной Сибири, давно закончилось. За новыми фонтанами в Восточную Сибирь и другие регионы с разведанными запасами нефти мы пока не спешим - слишком дорогое это занятие и не всегда рентабельное. Сейчас нефть практически везде добывают с помощью насосов: винтовых, поршневых, центробежных, струйных и т. д. Одновременно создаются все новые и новые технологии и оборудование для трудноизвлекаемых запасов сырья и остаточной нефти.

Тем не менее ведущая роль в добыче «черного золота» по-прежнему принадлежит станкам-качалкам, которые используются на нефтепромыслах России и зарубежья вот уже более 80 лет. Эти станки в специальной литературе чаще называются приводами штанговых глубинных насосов, но аббревиатура ПШГН не особенно прижилась, и их по-прежнему именуют станками-качалками. По мнению многих нефтяников, пока по настоящему не создано другого более надежного и простого в обслуживании оборудования, чем эти приводы.

После распада СССР производство станков-качалок в России были освоено 7-8 предприятиями, но стабильно они производятся тремя-четырьмя, из которых ведущие позиции занимают АО «Ижнефтемаш», АО «Мотовилихинские заводы», ФГУП «Уралтрансмаш». Немаловажно, что эти предприятия выживали в острой конкурентной борьбе и с отечественными, и с зарубежными производителями аналогичной продукции из Азербайджана, Румынии, США. Первые станки-качалки российских предприятий выпускались на основе документации Азербайджанского института нефтяного машиностроения («АзИНМаш») и единственного производителя этих станков в СССР - завода «Бакинский рабочий». В дальнейшем станки совершенствовались в соответствии с передовыми мировыми тенденциями в нефтяном машиностроении, имеют сертификаты API.

1 - рама; 2 - стойка; 3 - головка балансира; 4 — балансир; 5 - фиксатор головки балансира; 6 — траверса; 7 - шатун; 8 - редуктор; 9 - кривошип;10- противовесы; 11 - нижняя головка шатуна; 12 - подвеска сальникового штока; 13 - ограждение; 14 - кожух ременной передачи: 15 -площадка нижняя; 16 - площадка верхняя; 17 — станция управления; 29 — опора балансира; 30 - фундамент станка-качалки; 35 — площадка редукторная

Для первых качалок использовали вышки для ударно-канатного бурения по завершении бурения, при этом для приведения в действие глубинного насоса применяли балансир бурильного станка. Несущие элементы этих установок делали из дерева с металлическими подшипниками и оснасткой. Приводом служили паровые машины или одноцилиндровые низкооборотные двигатели внутреннего сгорания, снабженные ременной передачей. Иногда позже добавляли привод от электромотора. В этих установках вышка оставалась над скважиной и силовая установка и главный маховик использовались для обслуживания скважины. Одно и то же оборудование применялось для бурения, добычи и обслуживания. Эти установки с некоторыми модификациями использовались примерно до 1930 г. К этому времени были пробурены более глубокие скважины, нагрузки на насосы увеличились и применение установок канатного бурения в качестве насосов изжило себя. Изображена старинная качалка, переделанная из вышки для ударно-канатного бурения.

Станок-качалка и есть один из элементов эксплуатации скважин штанговым насосом. По сути, станок-качалка является приводом штангового насоса, расположенного на дне скважины. Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха. Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.

Современный насос-качалка, в основном разработанный в 1920-х годах, изображен на рис. Появление эффективных мобильных приспособлений для обслуживания скважин устранило необходимость во встроенных талях на каждой скважине, а создание долговечных, эффективных редукторов легло в основу более высокоскоростных качалок и первичных двигателей меньшего веса.

Противовес. Противовес, расположенный на плече кривошипа качалки - важный компонент системы. Он может быть также помещен на балансире для этой цели можно использовать пневмоцилиндр. Насосные установки делятся на установки с коромысловой, кривошипной и пневматической балансировкой.

Назначение балансировки становится понятным, если рассмотреть движение колонны насосных штанг и качалки на примере идеализированной работы насоса, изображенного. В этом упрощенном случае нагрузка на устьевой сальниковый шток при движении вверх состоит из веса штанг плюс вес скважинных флюидов. При обратном ходе это только вес штанг. Без какой-либо балансировки нагрузка на шестеренчатый редуктор и первичный двигатель во время движения вверх направлены в одну сторону. При движении вниз нагрузка направлена в противоположную сторону. Такой тип нагрузки весьма нежелателен. Он вызывает ненужный износ, срабатывание и перерасход топлива (энергии). На практике используется противовес, равный весу колонны насосных штанг плюс примерно половина веса поднимаемой жидкости. Правильный подбор противовеса создает наименьшие возможные нагрузки на редуктор и первичный двигатель, уменьшает поломки и простои и снижает требования к топливу или энергии. По оценкам, до 25% всех качалок, находящихся в эксплуатации, не сбалансированы должным образом.

Спрос: потенциал высокий

О состоянии рынка приводов штанговых глубинных насосов можно судить как по его оценкам экспертами, так и по статистическим данным. Выводы экспертов подтверждаются данными Госкомстата РФ: за 2001 год производство станков-качалок в сравнении с 2000 годом возросло в полтора раза и опередило по темпам роста другие виды нефтяного оборудования.
Провозглашение государством в качестве одного из приоритетов экономической политики задачи продвижения отечественной продукции на зарубежные рынки сыграло свою положительную роль. В настоящее время качественный уровень станков-качалок и традиционно низкие цены создают возможности для возвращения российской продукции в страны, ранее приобретавшие советское оборудование: Вьетнам, Индию, Ирак, Ливию, Сирию и другие, а также на рынки ближнего зарубежья.

Интересно и то, что ВО «Станкоимпорт» совместно с Союзом производителей нефтегазового оборудования организовали Консорциум ведущих российских предприятий. Основная цель объединения - содействие в продвижении нефтегазового оборудования на традиционные рынки российского экспорта, в первую очередь страны Ближнего и Среднего Востока. Одной из задач Консорциума является координация внешнеэкономической деятельности, связанной с размещением заказов на основе централизованного информационного обеспечения.

Рынок: конкуренция растет

Конкуренция на рынке приводов скважинных насосов существует давно. Ее можно рассматривать в различных аспектах.
Во-первых, это конкуренция между отечественными и зарубежными производителями. Здесь стоит отметить, что подавляющую долю рынка в сегменте станков-качалок занимает продукция отечественных предприятий. Она в полной мере соответствует потребностям по критерию цена-качество.

Во-вторых, конкуренция между самими российскими предприятиями, стремящимися занять свою нишу на рынке нефтегазового оборудования. Помимо уже упомянутых производством станков-качалок в нашей стране занимаются еще и другие предприятия.

В-третьих, в качестве альтернативы балансирным станкам-качалкам на нефтепромыслы продвигаются гидравлические приводы штанговых насосов. Здесь стоит отметить, что ряд предприятий готовы к этому виду конкуренции и их заводы могут выпускать оба типа приводов. К последним можно отнести АО «Мотовилихинские заводы», которое производит и приводы, и насосные штанги, и насосы. Например, гидрофицированный привод штангового насоса МЗ-02 монтируется на верхнем фланце арматуры скважины и не требует фундамента, что очень важно для условий вечной мерзлоты. Бесступенчатое регулирование длины хода и числа двойных ходов в широком интервале позволяет выбрать оптимальный режим работы. Преимущества гидрофицированного привода заключаются также в весе и габаритах. Они составляют 1600 кг и 6650x880x800 мм соответственно. Для сравнения - балансирные станки-качалки весят примерно 12 тонн и имеют размеры (ОМ-2001) 7960x2282x6415 мм.

Гидропривод рассчитан на длительную эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от –50 до плюс 45°С. Однако расчетные параметры, (это касается не только температуры и не только гидропривода) в реальных условиях нефтепромыслов не всегда выдерживаются. Известно, что одной из причин этого является несовершенная система обслуживания и ремонта техники.

Известно также, что эксплуатационники с опаской приобретают новое, малораспространенное оборудование. Балансирные же станки-качалки хорошо изучены, высоконадежны, способны длительное время работать под открытым небом без присутствия людей.

Кроме того, новая техника требует переподготовки кадров, и кадровая проблема - далеко не из последних проблем нефтяников, которая, впрочем, заслуживает самостоятельного разговора.

Однако конкуренция растет, а рынок приводов штанговых насосов развивается и сохраняет положительную динамику.

А я вам напомню про и Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -