+86-13052798822
ул. Ляохай, 9, р-н Иньчжоу, г. Телин, пров. Ляонин, Китай
+86-13052798822
2026-10-26
Скважинный штанговый насос — ключевой элемент системы механизированной добычи с приводом от штанговой колонны. Его основная задача — поднимать жидкость из скважины на поверхность. Различия в конструкции цилиндра, расположении фиксатора, компоновке клапанов и способе установки определяют условия применения насоса, особенности его работы и порядок технического обслуживания.
При выборе скважинного штангового насоса нефтедобывающим компаниям и специалистам по закупкам необходимо учитывать не только глубину скважины и целевой дебит жидкости, но и содержание песка, наличие свободного газа, коррозионную активность среды, траекторию ствола и условия проведения ремонтных работ. Понимание конструктивных особенностей различных насосов помогает подобрать подходящую систему механизированной добычи.
Стандартный штанговый насос обычно состоит из цилиндра, плунжера, неподвижного клапана и подвижного клапана. В зависимости от конструкции также могут использоваться узел фиксации и уплотнения, клапанные корпуса и другие вспомогательные элементы.
Цилиндр насоса образует рабочую камеру, внутри которой перемещается плунжер. Вместе они обеспечивают процесс перекачивания жидкости. В зависимости от конструкции цилиндр может иметь различную толщину стенки, изготавливаться из разных материалов и подвергаться различным видам обработки внутренней поверхности.
Основные конструктивные различия включают:
При эксплуатации в скважинах с песком, агрессивными средами или особыми температурными условиями необходимо комплексно оценивать материал, обработку поверхности и конструкцию цилиндра. Одного названия материала или покрытия недостаточно, чтобы определить пригодность насоса.
Узел фиксации и уплотнения удерживает насос в заданном положении и, в соответствующих конструкциях, обеспечивает необходимую герметичность между насосом и насосно-компрессорными трубами.
В зависимости от типа насоса применяются механические фиксаторы, манжетные уплотнения и другие конструктивные решения. При выборе необходимо учитывать рабочее давление и температуру, требования к герметичности, глубину установки и условия обслуживания скважины.
Нарушение герметичности или недостаточная надёжность фиксации могут привести к утечке перекачиваемой жидкости, снижению эффективности насоса и отклонениям в его работе. Поэтому выбор и установка этого узла должны соответствовать конструкции конкретного насоса.
Плунжер совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Совместно с неподвижным и подвижным клапанами он обеспечивает всасывание и нагнетание жидкости.
На работу насоса влияют зазор между плунжером и цилиндром, твёрдость поверхности, износостойкость и точность сопряжения. Слишком большой зазор может увеличить внутренние утечки, а неправильное сопряжение — ускорить износ и затруднить движение плунжера.
При работе с пескосодержащими или коррозионно-активными жидкостями конструкцию плунжера и способ обработки поверхности следует выбирать с учётом характеристик частиц, состава жидкости и условий эксплуатации. Для скважин с особыми требованиями рекомендации по подбору оборудования должен предоставлять производитель на основании фактических параметров.
Неподвижный клапан обычно расположен в нижней части насоса. В процессе работы он регулирует поступление жидкости в цилиндр и препятствует её обратному движению в сторону пласта.
В распространённых шариковых клапанах одностороннее движение жидкости обеспечивается взаимодействием шара и седла. На надёжность клапана влияют материалы шара и седла, их размеры, качество поверхности и герметичность сопряжения.
Недостаточная герметичность может вызвать обратный переток жидкости, снижение эффективности насоса и ухудшение способности поднимать жидкость. Поэтому при выборе клапана необходимо учитывать свойства скважинной жидкости, воздействие твёрдых частиц и фактические нагрузки.
Подвижный клапан перемещается вместе с плунжерным узлом и регулирует направление движения жидкости внутри цилиндра.
В типичном цикле возвратно-поступательной работы неподвижный и подвижный клапаны попеременно открываются и закрываются, обеспечивая поступление жидкости в цилиндр и её последовательное перемещение вверх. Принцип действия этих клапанов схож, однако их расположение, нагрузки и конструктивное исполнение могут различаться.
При оценке пригодности клапанного узла для конкретной скважины важно учитывать сопряжение шара и седла, износостойкость и совместимость с рабочей средой.
В системах механизированной добычи с приводом от штанговой колонны широко применяются два основных типа насосов: вставные штанговые насосы и трубные штанговые насосы. Вставные насосы, в свою очередь, различаются по способу перемещения цилиндра и расположению узла фиксации.
Вставной штанговый насос представляет собой сборный насосный узел, который спускают в скважину на штанговой колонне и устанавливают в заданном положении внутри насосно-компрессорных труб. При определённых конструкциях и подходящих условиях ремонта насосный узел можно извлечь на штанговой колонне без подъёма всей колонны насосно-компрессорных труб.
Такая конструкция широко используется в системах штанговой механизированной добычи. Однако фактический порядок обслуживания зависит от типа насоса, конструкции фиксатора и состояния скважины.
В этой конструкции цилиндр остаётся неподвижным во время работы, а узел фиксации расположен в нижней части насоса.
Такая конструкция может применяться при различных глубинах скважин, однако допустимые условия эксплуатации определяются типоразмером насоса, нагрузками, давлением и характеристиками скважины. В скважинах с песком необходимо учитывать риск накопления осадка вокруг насоса и в связанных с ним зонах, поскольку это может затруднить извлечение оборудования и последующее обслуживание.
При выборе следует оценить содержание песка в жидкости, положение насоса, план технического обслуживания и условия давления в скважине.
В этой конструкции узел фиксации расположен в верхней части насоса. Некоторые исполнения могут применяться в скважинах, где необходимо учитывать осаждение песка и особенности движения жидкости.
Однако пригодность такого насоса нельзя определять только по содержанию песка. Необходимо также оценить допустимое давление для цилиндра, влияние газа, глубину скважины и ограничения конкретной конструкции.
Если скважина подвержена выраженному газовому влиянию или значительным перепадам давления, следует уделить особое внимание воздействию газовых нагрузок на цилиндр и клапанную систему. Окончательное решение принимают с учётом технических ограничений, установленных производителем.
В этой конструкции цилиндр перемещается в процессе рабочего цикла. Характер и амплитуда его движения зависят от конкретного исполнения насоса.
Некоторые конструкции могут использоваться в условиях наличия песка или коррозионно-активных компонентов, однако результат зависит от характеристик частиц, выбора материалов, конструкции клапанов и рабочих параметров.
По сравнению с насосами с неподвижным цилиндром такие конструкции отличаются путями движения жидкости, составом подвижных элементов и характером нагрузок. В газосодержащих скважинах необходимо оценивать риск газового влияния и газовой блокировки. В наклонно-направленных скважинах важно учитывать направляющие свойства конструкции, трение и износ подвижных деталей.
Важно: ни один из трёх перечисленных типов вставных штанговых насосов нельзя считать универсально предпочтительным. Выбор должен основываться на условиях скважины, конструктивных ограничениях насоса и требованиях к обслуживанию.
Цилиндр трубного штангового насоса обычно спускается в скважину как часть колонны насосно-компрессорных труб. Конкретная конструкция и способ установки клапанов зависят от исполнения насоса.
Такая конструкция может обеспечивать увеличенный проходной канал и применяться в некоторых скважинах с повышенными требованиями к производительности. Вместе с тем взаимосвязь цилиндра с колонной труб влияет на порядок ремонтных работ.
При выборе следует учитывать следующие факторы:
Таким образом, трубный штанговый насос не всегда лучше вставного. Выбор зависит от производственных задач и условий эксплуатации, а не только от потенциальной производительности.
Выбор насоса должен основываться на фактических условиях скважины и производственных требованиях. Особое внимание следует уделить следующим факторам.
| Критерий выбора | Что необходимо оценить |
| Глубина скважины и давление | Расчётное давление насоса, нагрузку столба жидкости и несущую способность конструкции |
| Целевой дебит жидкости | Диаметр насоса, ход плунжера, частоту качаний и условия работы системы |
| Содержание песка | Размер и концентрацию частиц, риск осаждения и степень абразивного износа |
| Свободный газ | Газовое влияние на рабочий цикл, риск газовой блокировки и требования к конструкции |
| Коррозионная активность | Состав скважинной жидкости, температуру, совместимость материалов и способы обработки поверхности |
| Траектория ствола | Угол наклона, кривизну скважины и риск износа штанговой колонны и подвижных деталей |
| Условия обслуживания | Способ извлечения насоса, необходимость подъёма труб, доступность запасных частей и стоимость ремонта |
Например, в пескосодержащих скважинах особое внимание уделяют накоплению частиц, износу клапанов и сложности извлечения насоса. В газосодержащих скважинах важно оценивать влияние газа на рабочий цикл. При повышенной коррозионной активности необходимо проверять пригодность материалов и способов обработки поверхности.
Для скважин с высоким дебитом также следует учитывать типоразмер насоса, нагрузки на штанговую колонну, возможности наземного оборудования и совместимость всех компонентов системы механизированной добычи.
Для более точного подбора рекомендуется предоставить производителю сведения о глубине скважины, размерах насосно-компрессорных труб, целевом дебите, свойствах скважинной жидкости, содержании песка и газа, температуре и давлении. Эти данные позволят провести предметную техническую оценку.
Для штанговых насосов, выпускаемых в соответствии со стандартами API, API 11AX является одним из основных документов, устанавливающих требования к размерам, конструктивным интерфейсам и другим техническим характеристикам оборудования.
Однако соответствие API 11AX само по себе не означает, что конкретный тип насоса подходит для любых условий эксплуатации. Соответствие стандарту и пригодность для конкретной скважины — разные вопросы.
При закупке необходимо проверить тип и размер насоса, соответствие применимым требованиям стандарта, материалы, критические сопрягаемые размеры, конструкцию клапанных узлов и наличие технической документации, необходимой для проекта.
Если требуются специальные характеристики износостойкости, коррозионной стойкости или другие индивидуальные решения, технические требования следует уточнить после определения фактических условий эксплуатации. Выбирать оборудование только по названию модели или номеру стандарта недостаточно.
Основное различие заключается в конструкции установки и способе обслуживания. Вставной штанговый насос обычно устанавливается внутри колонны насосно-компрессорных труб как отдельный узел. При подходящей конструкции и соответствующих условиях его можно извлечь на штанговой колонне. Цилиндр трубного штангового насоса обычно является частью колонны труб, поэтому ремонт может потребовать подъёма этой колонны. Конкретный порядок работ определяется конструкцией насоса.
Универсального типа насоса для всех пескосодержащих скважин не существует. При выборе необходимо учитывать размер и концентрацию частиц, места их накопления, конструкцию клапанов и цилиндра, износостойкость материалов и условия последующего обслуживания.
Сначала необходимо определить состав коррозионно-активных компонентов скважинной жидкости, температуру и условия эксплуатации. Затем оценивают материалы и способы обработки поверхности цилиндра, плунжера, клапанов и других важных деталей. Определить коррозионную стойкость только по названию металла или покрытия нельзя.
Нет. Требования API 11AX помогают стандартизировать размеры, интерфейсы и другие технические характеристики штанговых насосов, но конкретный тип насоса необходимо выбирать с учётом глубины скважины, дебита жидкости, давления, содержания песка и газа, а также коррозионной активности среды.
Конструкция скважинного штангового насоса напрямую влияет на подъём жидкости, удобство обслуживания и стабильность работы оборудования. Вставные и трубные штанговые насосы имеют свои особенности, а различные варианты фиксации и конструкции цилиндра предполагают разные условия применения.
Правильный выбор начинается с анализа фактических условий скважины. Необходимо комплексно оценить требуемый дебит, конструкцию насоса, свойства материалов, клапанную систему и условия обслуживания. Для нефтедобывающих компаний и специалистов по закупкам чёткое определение технических требований и консультация с производителем, имеющим соответствующий опыт, помогают подобрать подходящее оборудование.
Компания Dongsheng Petroleum Machinery специализируется на производстве штанговых насосов и сопутствующего оборудования для скважин. Для конкретного проекта рекомендуется дополнительно согласовать тип насоса и его комплектацию с учётом условий скважины, характеристик оборудования и технических требований.
