+86-13052798822
ул. Ляохай, 9, р-н Иньчжоу, г. Телин, пров. Ляонин, Китай
+86-13052798822
2026-08-29
Добыча высоковязкой нефти с помощью штанговых насосных установок требует более точного подбора оборудования, чем эксплуатация скважин с обычной нефтью. При увеличении вязкости возрастает сопротивление движению жидкости, ухудшается заполнение насоса и повышается нагрузка на плунжерную пару и колонну насосных штанг.
Если одновременно присутствует свободный газ, песок или высокая температура, обычная конфигурация штангового насоса может работать нестабильно: снижается коэффициент подачи, возникают газовые пробки, ускоряется износ рабочих деталей, а динамические нагрузки на штанги и наземное оборудование увеличиваются.
Поэтому при выборе штангового насоса для высоковязкой нефти необходимо рассматривать не только диаметр насоса, но и вязкость жидкости, газовый фактор, содержание песка, глубину спуска, давление, температуру, режим работы и требования к материалам.
Высокая вязкость влияет практически на весь процесс работы штанговой насосной установки.
Основные проблемы можно разделить на четыре группы:
| Условие эксплуатации | Основная проблема | Возможное последствие |
| Высокая вязкость | Большое гидравлическое сопротивление | Снижение подачи |
| Высокая вязкость | Недостаточное заполнение цилиндра | Снижение коэффициента подачи |
| Высокое содержание газа | Сжимаемость газа | Газовые пробки и нестабильная подача |
| Высокое содержание песка | Абразивный износ | Износ плунжера, цилиндра и клапанов |
| Большая глубина | Высокая нагрузка на штанги | Усталостные повреждения |
| Высокая температура | Изменение свойств жидкости и материалов | Изменение рабочих зазоров |
| Высокое давление | Повышенная нагрузка на рабочие детали | Ускоренный износ и риск отказа |
Именно поэтому для тяжелой нефти нельзя использовать только стандартный подход:
выбрать диаметр насоса → установить насос → увеличить число ходов.
Сначала необходимо оценить реальные условия скважины.
Вязкость определяет, насколько легко добываемая жидкость проходит через рабочие каналы насоса.
Чем выше вязкость, тем больше сопротивление движению жидкости.
Это может привести к нескольким последствиям:
Особенно важно учитывать не только номинальную вязкость нефти, но и вязкость при фактической температуре эксплуатации.
Например, два месторождения могут добывать нефть с одинаковой паспортной вязкостью, но при разных температурах в насосе фактические условия будут различаться.
Поэтому в техническом задании желательно указывать:
Вязкость: ___ мПа·с
Температура измерения: ___ °C
Рабочая температура в скважине: ___ °C
Без температуры значение вязкости не всегда позволяет корректно оценить рабочие условия.
Вязкость — важный, но не единственный параметр.
Для подбора насоса необходимо одновременно учитывать:
Например, насос для нефти с вязкостью 500 мПа·с и насос для нефти с вязкостью 5000 мПа·с не должны автоматически иметь одинаковую конструкцию.
При этом даже высокая вязкость сама по себе не означает, что необходимо просто увеличить диаметр плунжера.
Изменение диаметра насоса может увеличить объём жидкости за один цикл, но одновременно повысить нагрузку на штанговую колонну и наземное оборудование.
Поэтому подбор должен выполняться как комплексная инженерная задача.
Для тяжелой нефти могут применяться специальные конструктивные решения.
В зависимости от конкретных условий скважины рассматриваются:
Более подходящая геометрия проточных каналов помогает снизить сопротивление движению вязкой жидкости.
Dongsheng указывает специальные насосы для добычи высоковязкой нефти с увеличенными проходными сечениями и оптимизированной конструкцией клапанов.
При высокой вязкости клапанная система должна обеспечивать стабильный приток и откачку жидкости.
Особенно важно учитывать:
Пара «плунжер–цилиндр» работает в условиях постоянного контакта с добываемой жидкостью.
При этом слишком большой зазор может увеличить утечки, а слишком малый зазор при определенных условиях способен повысить риск прихвата.
Поэтому рабочий зазор должен определяться с учетом:
вязкости + температуры + давления + содержания песка + конструкции насоса.
Высоковязкая нефть часто сопровождается повышенным газосодержанием.
Свободный газ является дополнительной проблемой для штангового насоса, поскольку он сжимается значительно сильнее жидкости.
Если газ поступает в рабочую камеру насоса, часть хода плунжера может расходоваться на сжатие газа, а не на перемещение жидкости.
В результате возможны:
Исследования эксплуатации штанговых насосов также показывают, что газовый фактор, вязкость, подача и глубина установки влияют на динамические нагрузки в колонне штанг.
Первый шаг — определить реальное содержание газа на приёме насоса.
Необходимо по возможности предоставить:
При высоком содержании свободного газа могут использоваться:
Газосепараторы применяются для отделения свободного газа до его поступления в рабочую камеру насоса, что позволяет повысить долю жидкости, поступающей в цилиндр.
Если проблема связана не только с вязкостью, но и с высоким газосодержанием, стандартного насоса может быть недостаточно.
В таких условиях необходимо рассмотреть специализированную конструкцию.
Dongsheng предлагает газозащитный штанговый насос, предназначенный для тяжелой нефти с высокой вязкостью и повышенным содержанием песка. На сайте производителя указано, что такая конструкция предназначена для повышения стабильности откачки в сложных условиях, включая тепловую добычу.
Выбор такого насоса должен выполняться по фактическим параметрам скважины, а не только по названию продукта.
Высокая вязкость означает, что для перемещения жидкости требуется больше усилий.
Если одновременно увеличивается глубина установки насоса или требуется высокая производительность, нагрузка может возрастать на:
Особенно важным становится контроль динамической нагрузки.
При работе с высоковязкими эмульсиями изменение вязкости и газового фактора может влиять на динамические нагрузки в колонне насосных штанг.
Поэтому увеличение производительности не должно достигаться только механическим увеличением числа ходов.
Не всегда.
Увеличение диаметра плунжера потенциально позволяет перемещать больший объём жидкости за один ход, но одновременно меняет нагрузку на насосную установку.
Перед увеличением диаметра необходимо проверить:
Поэтому вопрос должен звучать не так:
«Какой самый большой плунжер можно установить?»
а так:
«Какой диаметр плунжера обеспечивает необходимую производительность при допустимой нагрузке на насосную систему?»
Это принципиально более правильный подход.
Плунжер является одной из наиболее важных рабочих деталей штангового насоса.
Для тяжелой нефти необходимо учитывать:
Dongsheng предлагает специальные плунжеры для штанговых насосов, включая металлизированный плунжер.
По информации производителя, металлизированный плунжер имеет твердость HRC 58–62 и термостабильность до 450 °C; производитель позиционирует его для условий добычи вязкой нефти и пескопроявляющих скважин.
При этом конкретная конструкция плунжера должна определяться по условиям конкретной скважины.
На практике проблема высокой вязкости часто сочетается с песком.
Это значительно усложняет эксплуатацию.
Песок может вызывать:
Поэтому для высоковязкой нефти с песком необходимо одновременно учитывать гидравлические и трибологические условия работы.
Dongsheng указывает применение износостойких пар «плунжер–втулка», а также покрытий, включая DLC и хромирование, для защиты оборудования в пескопроявляющих скважинах.
При высокой вязкости, песке, воде и коррозионных компонентах обычные материалы могут не обеспечивать необходимый ресурс.
Поэтому при заказе необходимо оценить:
| Условие | Что необходимо учитывать |
| Высокая вязкость | Геометрия каналов, плунжерная пара, клапаны |
| Песок | Твердость, покрытия, износостойкость |
| H₂S | Коррозионностойкие материалы |
| CO₂ | Коррозионная стойкость |
| Высокая температура | Термостойкость материалов |
| Высокое давление | Прочность цилиндра и компонентов |
| Высокий газовый фактор | Клапанная система и газозащита |
Для коррозионных сред Dongsheng также указывает применение коррозионностойких сплавов и нержавеющих материалов.
Если высокая вязкость одновременно сопровождается значительным газосодержанием, клапанная система становится одним из ключевых элементов.
Dongsheng предлагает штанговый насос с принудительным клапаном, в котором применено механическое принудительное открытие и закрытие клапанов.
Производитель заявляет увеличение скорости срабатывания нагнетательного клапана примерно на 80% и снижение вероятности газовой пробки до 90%. Также этот насос заявлен для условий с вязкостью нефти более 10 000 мПа·с.
Это именно те случаи, когда стандартный насос не следует автоматически считать оптимальным решением.
Однако приведенные показатели относятся к заявленным характеристикам конкретной конструкции; фактический результат зависит от условий конкретной скважины.
Нет.
Даже самый подходящий насос не сможет компенсировать неправильно выбранный режим эксплуатации.
Необходимо одновременно контролировать:
Только комплексный анализ позволяет определить, какое оборудование действительно подходит.
Для предварительного подбора рекомендуется предоставить производителю следующие данные:
| Параметр | Что указать |
| Тип скважины | Вертикальная / наклонная / горизонтальная |
| Глубина скважины | м |
| Глубина установки насоса | м |
| Размер НКТ | дюйм |
| Требуемый дебит | м³/сут |
| Вязкость | мПа·с + температура |
| Обводнённость | % |
| Газовый фактор | м³/т |
| Содержание песка | % или г/л |
| H₂S | концентрация |
| CO₂ | концентрация |
| Температура | °C |
| Давление | MPa |
| Длина хода | м |
| Число ходов | ход/мин |
| Существующий насос | модель/размер |
| Причина замены | описание |
| Количество | шт. |
Если часть данных неизвестна, это лучше указать отдельно.
Производитель сможет определить, какие параметры необходимо дополнительно уточнить.
Условно выбор можно разделить следующим образом.
Если вязкость, газовый фактор, содержание песка и коррозионная активность находятся в пределах нормальных условий эксплуатации, можно рассматривать стандартный штанговый насос API 11AX.
Необходимо оценивать:
Дополнительно необходимо рассмотреть:
Необходимо повышенное внимание уделить:
Приоритетом становится:
Dongsheng производит стандартные и специальные штанговые насосы для различных условий эксплуатации.
На сайте компании представлены решения для:
Компания указывает, что её конструкторское бюро разрабатывает специальные насосы с учетом параметров конкретной скважины и подбирает конфигурацию пары «плунжер–втулка» и материалы под условия эксплуатации.
Кроме того, на сайте Dongsheng представлены различные конструкции API 11AX, включая RHA, RHB, RWA и RWB, а также трубные и специальные штанговые насосы.
Например, RHB API 11AX имеет толстостенный цилиндр, износостойкие клапанные пары и высокопрочный плунжер; производитель указывает его применение в том числе для скважин с песком, высоким газосодержанием и агрессивными коррозионными средами.
Это один из распространенных способов попытаться увеличить добычу.
Но для высоковязкой нефти такой подход может привести к обратному результату.
При увеличении числа ходов:
Поэтому сначала необходимо определить причину недостаточной подачи.
Если проблема связана с высокой вязкостью или газом, изменение режима без изменения конструкции насоса может быть недостаточным.
После запуска скважины необходимо отслеживать изменения рабочих параметров.
Рекомендуется контролировать:
Особое значение имеет анализ динамограммы.
Изменение формы динамограммы может указывать на проблемы с:
Поэтому техническое обслуживание должно основываться не только на календарном графике, но и на фактическом состоянии оборудования.
Если вам необходимо приобрести штанговый насос для высоковязкой нефти, достаточно начать с основных параметров:
Глубина установки: ___ м
Размер НКТ: ___
Дебит: ___ м³/сут
Вязкость: ___ мПа·с при ___ °C
Обводнённость: ___ %
Газовый фактор: ___ м³/т
Содержание песка: ___
H₂S: ___
CO₂: ___
Температура: ___ °C
Давление: ___ MPa
Длина хода: ___ м
Число ходов: ___ ход/мин
Тип существующего насоса: ___
Количество: ___ шт.
На основании этих данных можно определить, достаточно ли стандартного исполнения или необходимо рассмотреть специальную конструкцию.
Высоковязкая нефть сама по себе не является единственной проблемой при эксплуатации штангового насоса. На практике наиболее сложные условия возникают, когда высокая вязкость сочетается с газом, песком, высокой температурой, большим давлением или значительной глубиной установки.
Поэтому правильный подход заключается не в том, чтобы просто выбрать насос большего диаметра или увеличить число ходов.
Необходимо последовательно определить:
характеристики нефти → газовый фактор → содержание песка → глубину и давление → требуемую производительность → нагрузку → конструкцию насоса → материалы и рабочие зазоры.
Для высоковязкой нефти могут применяться специальные решения, включая оптимизированные проточные каналы, специальные клапаны, износостойкие плунжерные пары, газозащитные конструкции и насосы с принудительным управлением клапанами.
Dongsheng разрабатывает стандартные и специальные штанговые насосы с учетом конкретных условий скважины и предоставляет решения для добычи высоковязкой нефти, газонасыщенных и пескопроявляющих скважин.
Если вы планируете купить штанговый насос для высоковязкой нефти, передайте Dongsheng параметры вашей скважины — специалисты помогут определить подходящую конструкцию, материалы и рабочую конфигурацию.
