Новости "ГМС Ливгидромаш"

Современное состояние эксплуатации нефтяных месторождений России характеризуется ростом добычи нефти при эксплуатации низко- и среднедебитных скважин с высокой вязкостью извлекаемых жидкостей. Традиционные способы подъема нефти центробежными и штанговыми насосами не обеспечивают требуемых результатов, поэтому должны быть заменены более эффективными и дешевыми, основанными на малой энерго- и металлоемкости технических средств.

В мировой практике в последние годы массовое распространение получили установки скважинных винтовых насосов с поверхностным приводом, имеющие широкий диапазон изменения подачи и напора. Первые такие установки для отбора пластовых жидкостей из глубоких нефтяных скважин появились на нефтепромысловом рынке в 80-х годах в США, Канаде и во Франции, которые показали эффективную работу для добычи средневязкой и высоковязкой нефти с большим содержанием механических примесей и газа (до 50%). Так, например, в Канаде из 40000 нефтяных скважин этими насосами оснащены 12000 скважин. Выпускаемые различными фирмами насосы позволяют извлекать жидкость с глубины до 2000 м при подаче от 2 до 900 м3/сутки. Простота конструкции, способность перекачивать жидкость от маловязких до едва текущих с наличием большого содержания механических примесей, высокая герметичность рабочих органов – все это стимулировало НИОКР ведущих машиностроительных фирм по совершенствованию конструкций вышеназванных насосов, а также по созданию большого количества их типоразмеров с диапазоном подач от 0,5 до 1000 м3/сутки и давлением до 30МПа.

Технико-экономические предпосылки широкого применения одновинтовых насосов с поверхностным приводом с другими механизированными способами добычи нефти:

• низкие производственные и ремонтные затраты за счет отсутствия необходимости возведения фундаментов, простоты монтажа и обслуживания;
• простота конструкции насоса (отсутствуют шарнирные соединения, пусковые муфты, радиальные и осевые подшипники);
• наземное расположение приводного электродвигателя (отпадает необходимость в кабеле, гидрозащите двигателя, а также упрощается контроль состояния электродвигателя и его обслуживание);
• возможность эксплуатации низкодебитных скважин, т.к. нет необходимости в отводе тепла от погружного агрегата;
• низкая цена и 50% экономии в потреблении энергии по сравнению с другими видами насосов;
• простота регулирования частоты вращения привода, который обычно осуществляется клиноременной передачей с набором шкивов различного диаметра с диапазоном от 25 до 500 об/мин.

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

Таблица 1 – Параметры гидравлических частей одновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводом типа ВНО и ВНОМ

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 части одновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводом ВНО и ВНОМ с подачей до 28 м3/сутки

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

Таблица 2 – Габаритные и присоединительные размеры гидравлических частей одновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводом ВНО 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 частей одновинтовых однопоточных насосов с поверхностным приводом ВНО и ВНОМ

Структура условного обозначения одновинтового однопоточного погружного насоса с поверхностным приводом: ВНО   М    XX XX XX

ВНО - Одновинтовой однопоточный погружной насос с поверхностным приводом с однозаходным винтом.
Буква М обозначает многозаходные рабочие органы.
первые ХХ - Округленная минимальная величина подачи насоса, м3/сут, при дифференциальном давлении 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 - Напор насоса, м. в. ст.
третьи ХХ - Климатическое исполнение и  категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Необходимо отметить, что геометрия указанных выше типоразмеров, является нашей разработкой, которая сводит к минимуму воздействие абразивных веществ, повышает срок службы и уменьшает пусковой крутящий момент. Наряду с однозаходными винтами создан насос ВНОМ20-1500 (многозаходный) с кинематическим 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 в получении больших давлений и подачи при равенстве габаритов.

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