Штанговые глубинные насосы

Штанговые погружные насосы: особенности конструкции, разновидности, сфера применения

Штанговые глубинные насосы – это не просто механизмы для подъёма жидкости из скважины, а настоящие «рабочие лошадки» нефтедобычи. Их устанавливают на больших глубинах, где они годами трудятся в самых жёстких условиях: под высоким давлением, в агрессивной среде, часто – среди газа и песка. И всё это время их сердце – плунжер – совершает тысячи ходов вверх-вниз, передавая движение через колонну насосных штанг от станка-качалки на поверхности. Просто удивительно, как такая, казалось бы, простая система способна выдерживать такие нагрузки.

Конструкция штангового глубинного насоса

По сути, ШГН – это поршневой насос, но адаптированный к реалиям скважины. Внутри цилиндра ходит плунжер, а его работа регулируется двумя клапанами – всасывающим и нагнетательным. Когда плунжер идёт вверх, создаётся разрежение, всасывающий клапан открывается, и продукция заполняет рабочую полость. При ходе вниз этот клапан закрывается, а нагнетательный – открывается, направляя жидкость в насосно-компрессорные трубы. Так, шаг за шагом, нефть поднимается к устью. От того, насколько точно подобраны пара «плунжер–цилиндр» и насколько качественно выполнены детали, зависит, проработает ли насос полгода или несколько лет без серьёзного вмешательства.

Вставные и невставные конструкции

На практике чаще всего встречаются два типа: вставные и невставные насосы. Вставные – удобны: их можно быстро извлечь через НКТ, заменить или отремонтировать, не трогая обсадную колонну. Невставные – насос невставной – монтируются прямо в обсадную трубу. Их обслуживание сложнее, но в некоторых скважинах без них не обойтись. Оба типа относятся к категории ШГН, и до сих пор остаются одним из самых востребованных решений в нефтедобывающей промышленности, особенно там, где пластовое давление уже на исходе.

Технические характеристики и типоразмеры ШГН

Штанговые глубинные насосы выпускаются в соответствии с ГОСТ 13841-85 «Насосы штанговые скважинные. Оборудование сертифицировано и имеет разрешение Ростехнадзора на применение в нефтедобывающей промышленности.

Основные типоразмеры штанговых насосов

Типоразмер насоса	Диаметр плунжера, мм	Длина хода плунжера, м	Макс. давление нагнетания, МПа	Производительность (max), м³/сут	Габаритная длина, мм
НСНУ1-28-30-06	28	3,0	20	15	6000
НСНУ1-32-30-06	32	3,0	18	22	6000
НСНУ1-38-30-06	38	3,0	16	32	6000
НСНУ1-43-30-06	43	3,0	14	45	6000
НСНУ1-55-30-06	55	3,0	12	65	6500
НСНУ1-68-30-06	68	3,0	10	90	7000
НСНУ2-43-45-08	43	4,5	16	55	8000
НСНУ2-55-45-08	55	4,5	14	80	8500

* Производительность указана для условий эксплуатации при глубине спуска 1000 м и коэффициенте подачи 0,8. Фактические параметры зависят от конкретных условий скважины.

Параметры плунжерных пар

Диаметр плунжера, мм	Допуск на диаметр, мм	Шероховатость поверхности, Ra	Материал плунжера	Материал цилиндра
28-38	0,005-0,015	0,16-0,32	Сталь 40Х, 95Х18	Чугун СЧ20, бронза
43-55	0,008-0,020	0,16-0,32	Сталь 40Х, 95Х18	Чугун СЧ20, бронза
68-83	0,010-0,025	0,32-0,63	Сталь 40ХН	Чугун СЧ20

Классификация по условиям эксплуатации

В зависимости от характеристик добываемой жидкости и климатических условий, штанговые насосы подразделяются на следующие исполнения:

Климатическое исполнение	Обозначение	Температурный диапазон, °C	Область применения
Умеренный климат	У1	-40 … +40	Большинство месторождений России (Центральный регион, Поволжье, Урал)
Холодный климат	ХЛ1	-60 … +40	Северные месторождения (Ямал, Восточная Сибирь)
Тропическое исполнение	Т1	-10 … +50	Месторождения с жарким климатом, экспортные поставки

Специализированные исполнения по типу добываемой среды

Тип исполнения	Маркировка	Характеристики среды	Особенности конструкции
Нормальное исполнение	Н	Нефть с вязкостью до 100 мПа·с, содержание механических примесей до 0,5 г/л	Стандартная плунжерная пара, клапаны из нержавеющей стали
Для высоковязкой нефти	ВВН	Вязкость 100-10000 мПа·с, высокосмолистые нефти	Увеличенные зазоры в плунжерной паре, подогрев узла, специальные уплотнения
Для сероводородосодержащих сред	НС	Содержание H₂S до 6% (об.), CO₂ до 10%	Материалы с коррозионной стойкостью (сталь 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т), специальные покрытия
Для абразивосодержащих сред	АБ	Механические примеси до 5 г/л, песок, асфальтосмолопарафиновые отложения	Упрочненная плунжерная пара (хромирование, азотирование), износостойкие клапаны
Для обводненных скважин	ОВ	Обводненность до 98%, агрессивные пластовые воды	Коррозионностойкие материалы, защита от электрохимической коррозии
Газонасыщенные скважины	ГН	Газовый фактор свыше 100 м³/т, нестабильный дебит	Интегрированный газосепаратор, специальные всасывающие клапаны

Пример обозначения насоса по ГОСТ

Преимущества и ограничения ШГН

Среди множества технологий – от винтовых до центробежных насосов – ШГН по-прежнему пользуются доверием. Почему? Потому что их можно буквально «подогнать» под конкретную скважину: под диаметр обсадной колонны, под вязкость нефти, под газовый фактор и даже под содержание механических примесей. Это особенно ценно при добыче высоковязкой нефти, где другие системы быстро выходят из строя.

Конечно, идеала не бывает.

• Преимущества: простота конструкции, высокая ремонтопригодность, совместимость со стандартными станками-качалками, возможность использовать как втулочные, так и безвтулочные исполнения.
• Недостатки: износ насосных штанг и цилиндровой пары, чувствительность к песку и газу, необходимость регулярного контроля за соединениями.

Специализированные модификации и дополнительные элементы

На сложных объектах одного насоса мало – нужны продуманные решения. Например, ШГН с интегрированным газосепаратором спасают ситуацию, когда газ начинает «душить» насос. А потайные клапаны, спрятанные от абразива, работают там, где обычные уже вышли из строя. Иногда обратный клапан ставят не в самом насосе, а выше – в НКТ, чтобы при остановке жидкость не сливалась обратно.

Не стоит забывать и про «мелочи»: сливные краны, форсунки для промывки, резервуары, трубопроводы, нефтепроводы – всё это часть единой системы. И даже качество резьбы на штанге или материал уплотнения могут решить, будет ли скважина работать стабильно или снова потребуется вызывать бригаду. Как говорят опытные мастера: «Насос ломается не от нагрузки, а от мелочей».

Современные тенденции и технические решения

Сегодня ШГН перестают быть «глухими» механизмами. Появляются модели, адаптированные под высокотемпературные зоны, агрессивные среды и нестабильные дебиты. А системы мониторинга в реальном времени позволяют видеть, как ведёт себя колонна штанг, как меняется температура в районе цилиндра, а в передовых проектах – даже оценивать состав продукции. Это уже не фантастика, а реальный инструмент, который помогает избежать простоев и продлить жизнь оборудования.

Применение и подбор оборудования

Область применения таких насосов широка – от зрелых месторождений до участков, где только начинается бурение. Особенно ценятся насосы для добычи в условиях низкой энерговооружённости пласта, где каждый кубометр на счету.

Компания «ЛЭТ» предлагает продукцию, в числе которой – как классические, так и специализированные ШГН, включая модели с безвтулочным исполнением и повышенной стойкостью к абразиву. Наши насосы проверены в условиях с высоким содержанием механических примесей, повышенной вязкостью и газовым фактором. Мы не просто подбираем насос – мы проектируем всю систему откачки, исходя из реальных параметров вашей скважины: глубины, диаметра обсадной колонны, свойств продукции и требуемой надёжности.

Благодаря современным материалам и продуманной конструкции, наши насосы стабильно работают даже на больших глубинах. Производительность может достигать десятков м3/ч, в зависимости от конфигурации насосных установок.

Насосы – это основные рабочие элементы в системах добычи нефти. От их надёжности зависит не только объём добычи, но и ритм всей работы участка. Правильно подобранные ШГН – это не просто оборудование, а гарантия спокойной ночи для мастера и стабильного графика для предприятия.

Звоните: +7 (495) 232-00-66.