+86-13052798822
ул. Ляохай, 9, р-н Иньчжоу, г. Телин, пров. Ляонин, Китай
+86-13052798822
2026-10-24
штанговый насос широко применяется для механизированной добычи нефти на суше. К его практическим преимуществам относятся отработанные методы эксплуатации, возможность регулирования производительности, разнообразие конструкций глубинных насосов и хорошо знакомые нефтепромысловым специалистам процедуры технического обслуживания.
Однако штанговый насос подходит не для каждой скважины. При выборе необходимо учитывать глубину скважины, целевой дебит, размер НКТ, вязкость жидкости, содержание песка, газовый фактор, искривление ствола и коррозионные условия.
В этой статье рассмотрены пять практических преимуществ штанговых насосов, условия, влияющие на их работу, и основные технические параметры, которые следует оценить перед заказом оборудования.
Требования к техническому обслуживанию могут существенно влиять на эксплуатационные затраты скважины. Конструкция глубинного насоса определяет порядок его извлечения, осмотра и замены.
Наиболее распространены два исполнения: вставные штанговые насосы и трубные насосы.
Вставной штанговый насос устанавливается внутри колонны НКТ и соединяется с наземной насосной установкой посредством колонны штанг. В зависимости от конструкции насоса и заканчивания скважины его можно извлечь подъёмом колонны штанг без подъёма всей колонны НКТ.
У трубного штангового насоса рабочий цилиндр входит в состав колонны НКТ. В зависимости от конкретной конструкции и схемы заканчивания скважины для извлечения или замены цилиндра может потребоваться подъём колонны НКТ.
В скважинах, где глубинный насос приходится обслуживать часто, вставное исполнение может упростить отдельные ремонтные операции и сократить время, необходимое для подъёма трубной колонны.
Перед выбором насоса следует уточнить:
Главное преимущество заключается не в том, что любой штанговый насос можно извлечь без подъёма НКТ, а в том, что различные конструкции позволяют подобрать способ обслуживания под конкретные условия скважины.
Штанговая насосная добыча — зрелый метод механизированной добычи нефти с отработанными процедурами эксплуатации и технического обслуживания, применяемыми во многих нефтедобывающих регионах.
Типовая штанговая насосная система включает наземную насосную установку, колонну штанг, колонну НКТ и глубинный насос. Наземная установка сообщает колонне штанг возвратно-поступательное движение, приводя в действие глубинный плунжер и подвижный клапан в рамках рабочего цикла насоса.
Такая проверенная механическая схема обеспечивает несколько практических преимуществ:
Для специалистов по закупкам эти факторы важны не меньше, чем первоначальная стоимость оборудования.
Совокупные затраты на систему механизированной добычи включают стоимость оборудования, монтаж, энергопотребление, техническое обслуживание, запасные части, подземные ремонтные работы и потери добычи во время простоев.
Насос, совместимый с существующей инфраструктурой обслуживания, может оказаться более практичным решением, даже если его первоначальная цена не самая низкая.
Штанговый насос можно подобрать и настроить для различных производственных задач в пределах возможностей скважины и насосной системы.
Ключевые параметры включают диаметр плунжера, эффективную длину его хода, частоту качаний и глубину установки насоса. Их необходимо оценивать с учётом притока жидкости из пласта, механических характеристик наземного оборудования и допустимых нагрузок на колонну штанг.
Для упрощённой оценки теоретической подачи можно использовать формулу:
Q ≈ 0,1166 × D² × S × N × Ev
где:
Формула предполагает согласованность единиц измерения и использование репрезентативной эффективной длины хода глубинного плунжера. Она помогает понять, как изменение рабочих параметров влияет на теоретическую подачу, но сама по себе не позволяет точно определить фактический дебит скважины.
Фактическая производительность может быть ниже из-за неполного наполнения насоса, наличия свободного газа, утечек через клапаны, высокой вязкости жидкости, механических утечек и недостаточного притока из пласта.
Например, увеличение диаметра плунжера повышает теоретическую подачу, но одновременно увеличивает требования к нагрузочной способности насосной системы. Если пласт не обеспечивает достаточного притока жидкости, установка насоса большего диаметра не обязательно приведёт к ожидаемому росту добычи.
Поэтому при выборе необходимо согласовать требуемый дебит с продуктивностью пласта, условиями наполнения насоса, нагрузками на штанги и возможностями наземного оборудования.
Скважины существенно различаются по свойствам добываемой жидкости, содержанию твёрдых частиц, температуре, объёму поступающего газа и степени коррозионной агрессивности среды. Для штанговых насосов доступны различные конструктивные исполнения и варианты материалов, позволяющие учитывать часть этих эксплуатационных факторов.
Подходящее решение зависит от конкретного механизма отказа и тяжести рабочих условий.
Песок и другие абразивные частицы могут ускорять износ плунжера, цилиндра и клапанных компонентов. При определённых условиях твёрдые частицы также нарушают работу клапанов или способствуют заклиниванию.
При выборе насоса для таких скважин следует учитывать:
Твёрдость материала сама по себе не определяет срок службы. Не менее важны поверхностная обработка, точность размеров, рабочие зазоры, свойства жидкости и фактические характеристики песка.
Высокая вязкость увеличивает сопротивление движению жидкости и может ухудшать наполнение насоса и его объёмную производительность.
При выборе необходимо учитывать вязкость жидкости при соответствующей рабочей температуре, диаметр плунжера, конструкцию клапанов, частоту качаний и давление на приёме насоса.
Если стандартные исполнения не обеспечивают требуемых характеристик, целесообразно рассмотреть насос, специально предназначенный для соответствующих условий добычи высоковязкой нефти.
Свободный газ, поступающий в насос, может занимать часть рабочей камеры и уменьшать объём жидкости, поступающей во время цикла всасывания. При неблагоприятных условиях это существенно снижает эффективную подачу жидкости.
Перед выбором насоса необходимо оценить газовый фактор, количество свободного газа на приёме насоса, глубину его установки и возможность применения средств сепарации газа.
Простое увеличение частоты качаний не обязательно устраняет влияние газа. Конструкцию насоса и условия его эксплуатации необходимо рассматривать совместно.
Коррозионно-активная среда может сокращать срок службы цилиндра, плунжера, клапанов и других компонентов насоса.
Материалы следует выбирать с учётом фактического химического состава жидкости, температуры, давления и ожидаемых условий воздействия. Поверхностная обработка может повысить стойкость к определённым видам износа или коррозии, однако её пригодность необходимо подтвердить для конкретного применения.
Практическое преимущество штанговых насосов заключается в наличии различных конструкций и вариантов исполнения компонентов, а не в способности одной стандартной модели работать в любых скважинных условиях.
Эффективность штангового насоса зависит от всей системы механизированной добычи, а не только от глубинного оборудования.
Наземная насосная установка, колонна штанг, НКТ, глубинный насос и продуктивный пласт работают как единая система. Несоответствие параметров этих элементов может снижать добычу, увеличивать механические нагрузки или повышать энергопотребление.
Особого внимания требуют следующие рабочие параметры:
В некоторых случаях увеличение длины хода при одновременном снижении частоты качаний может помочь контролировать динамические нагрузки или улучшить наполнение насоса. Однако это не универсальное правило: решение необходимо принимать на основании инженерных расчётов и фактических эксплуатационных данных.
Энергетическая эффективность также зависит от высоты подъёма жидкости, её свойств, механического состояния оборудования, режима работы и эффективности системы в целом.
Для специалистов по закупкам важнее не вопрос о том, всегда ли штанговые насосы экономичнее других систем, а оценка того, сможет ли правильно подобранная насосная система обеспечить требуемый дебит при приемлемых эксплуатационных затратах.
Штанговые насосы подходят для многих скважин на суше, однако некоторые условия требуют дополнительного инженерного анализа.
| Условия скважины | Основная проблема | Приоритет при выборе |
| Обычная наземная скважина | Требуемый дебит и размеры оборудования | Согласование производительности насоса с притоком из пласта |
| Частое обслуживание насоса | Продолжительность ремонта и способ извлечения | Оценка вставной и трубной конструкций |
| Высокое содержание песка | Абразивный износ и заклинивание | Оценка материалов, зазоров и конструкции клапанов |
| Высоковязкая нефть | Сопротивление потоку и неполное наполнение | Оценка вязкости, температуры и конструкции насоса |
| Высокий газовый фактор | Влияние газа и снижение наполнения | Оценка условий на приёме и мер по управлению газом |
| Глубокая скважина | Нагрузки на штанги и ограничения системы | Оценка колонны штанг, глубины установки и наземного оборудования |
| Скважина с большим отклонением ствола | Контакт штанг с НКТ и износ | Оценка нагрузок, искривления и мер по снижению износа |
| Коррозионно-активная жидкость | Разрушение материалов | Проверка совместимости материалов с рабочей средой |
При сильном влиянии газа, очень высоких требованиях к производительности или других сложных условиях эксплуатации может потребоваться сравнение штанговой насосной системы с альтернативными методами, такими как электроцентробежные насосы (ESP), винтовые насосы (PCP) или газлифт.
Наиболее подходящий способ механизированной добычи определяется целевыми показателями производства, свойствами жидкости, конструкцией скважины, условиями эксплуатации и совокупными затратами за весь срок службы оборудования.
Технически обоснованный выбор начинается с достоверных данных о скважине. При запросе коммерческого предложения или технической оценке заказчику рекомендуется предоставить как можно больше следующей информации.
| Параметр | Почему это важно |
| Общая глубина скважины | Помогает оценить геометрию скважины и конструкцию системы |
| Глубина установки насоса | Влияет на условия на приёме и нагрузки на штанги |
| Размер НКТ | Определяет совместимость размеров и конструкции заканчивания |
| Целевой дебит жидкости | Устанавливает требуемую производительность насоса |
| Диаметр плунжера | Влияет на теоретическую подачу и нагрузки на систему |
| Эффективная длина хода и частота качаний | Определяют теоретическую подачу и рабочие условия |
| Вязкость жидкости и температура | Влияют на сопротивление потоку и наполнение насоса |
| Содержание песка | Помогает оценить износ и риски, связанные с твёрдыми частицами |
| Газовый фактор | Позволяет оценить вероятность газового влияния |
| Химический состав и коррозионная активность жидкости | Используются при выборе материалов |
| Искривление ствола скважины | Помогает оценить контакт штанг с НКТ и износ |
| Характеристики наземной насосной установки | Позволяют проверить совместимость системы |
| Тип существующего насоса и история отказов | Помогают оценить причины неисправностей при замене или модернизации |
Не для каждого первоначального запроса необходимы все перечисленные параметры. Однако отсутствие важных данных или их низкая точность могут снизить достоверность подбора оборудования.
Также необходимо подтвердить требуемый тип насоса, применимые требования API 11AX, если они предусмотрены проектом, критические размеры, типы соединений, требования к материалам, критерии инспекции и документацию по качеству.
Нет. Штанговые насосы применяются во многих наземных скважинах, однако их пригодность зависит от требуемой производительности, глубины скважины, свойств жидкости, газового влияния, содержания песка, искривления ствола и возможностей всей насосной системы.
Вставной штанговый насос устанавливается внутри эксплуатационной колонны НКТ и, в зависимости от конструкции заканчивания и посадочного узла, может извлекаться подъёмом колонны штанг. У трубного насоса рабочий цилиндр входит в состав трубной колонны, что влияет на порядок извлечения оборудования. Выбор зависит от конструкции скважины и требований к обслуживанию.
Теоретическую подачу можно рассчитать по диаметру плунжера, эффективной длине хода, частоте качаний и объёмному коэффициенту наполнения. Фактическая добыча также зависит от притока из пласта, наполнения насоса, газового влияния, утечек, свойств жидкости и условий эксплуатации.
В первую очередь укажите тип насоса, размер НКТ, глубину установки, целевой дебит, вязкость жидкости, содержание песка, газовый фактор и коррозионные условия. При замене насоса или устранении повторяющихся отказов также полезно предоставить спецификацию существующего оборудования и историю его эксплуатации.
Выбор штангового насоса не должен основываться только на сравнении цен или выборе стандартного типоразмера. Конструкция насоса, рабочие размеры, материалы, параметры эксплуатации и схема заканчивания должны соответствовать фактическим условиям скважины.
Dongsheng помогает специалистам нефтедобывающих предприятий оценивать конфигурации штанговых насосов для различных производственных задач. Чтобы обсудить применение оборудования, предоставьте доступные данные о скважине, спецификацию существующего насоса и требуемый дебит.
Свяжитесь с нашей командой, чтобы обсудить требования к штанговому насосу и определить технические данные, необходимые для подбора подходящей конфигурации.
