Владимир Хомутко

Время на чтение: 6 минут

А А

Основные типы насосов для нефтепродуктов

Насосы для светлых нефтепродуктов и темных нефтяных фракций, а также для сырой нефти должны обеспечивать высокий уровень надежности и безопасности при проведении работ с ними, и эффективно перекачивать необходимые жидкости, в том числе – с повышенной вязкостью и механическими примесями.

Нефтяные насосы отличаются от других подобных агрегатов своей способностью работать в особых эксплуатационных условиях.

На их узлы и прочие конструктивные элементы воздействуют углеводородные соединения, а диапазон температур и давлений – весьма широк. Такие установки изготавливают в самых разных климатических исполнениях, поэтому они могут эффективно работать при самой разной погоде, начиная с суровых северных широт и заканчивая жаркими пустынями.

Насосы для перекачки нефтепродуктов должны иметь достаточную мощность, поскольку нефть в прочесе добычи поднимается из скважин со значительной глубины, а в процессе её транспортировки по трубопроводам необходимо создавать достаточное давление в трубе для бесперебойного движения продукта.

Нефтяные насосные установки способны работать с сырой нефтью, нефтепродуктами светлых и темных фракций, нефтегазовыми эмульсиями, а также со сжиженными газами и другими жидкими веществами, обладающими похожими свойствами.

На площадках нефтепромыслов такие насосные установки могут использоваться для нагнетания промывочной жидкости во время процесса бурения скважины или при промывочных операциях во процессе капитального ремонта. Также их применяют для закачивания жидких сред в пласт, что обеспечивает большую интенсивность добычи. Помимо этого, этими агрегатами перекачиваются разные жидкие неагрессивные среды, в том числе обводненную нефть.

Эти агрегаты могут оснащаться следующими видами приводов:

  1. механический;
  2. электрический;
  3. гидравлический;
  4. пневматический;
  5. термический.

Электропривод является наиболее удобным, но требует наличия источника электричества. Диапазон перекачивающих характеристик в электронасосах – весьма широк.

Если обеспечить электропитание не представляется возможным, такие насосы могут оборудоваться двигателями либо газотурбинного типа, либо ДВС.

Пневмоприводы в основном применяются в насосах центробежного типа, при наличие возможности использования энергии высокого давления либо природного, либо попутного газа. Такое сочетание значительно увеличивает рентабельности насосного оборудования.

Основные конструктивные особенности и типы насосов для нефтепродуктов

Главными конструктивными особенностями всех насосных установок для работы с нефтью и продуктами её переработки являются:

  • наличие в насосе специальной гидравлической части;
  • особые материалы, обеспечивающие установку нефтяного агрегата в условиях открытых площадок;
  • специальное торцевое уплотнение;
  • взрывозащищенность электрических двигателей.

Такие насосные установки монтируются с приводом на едином фундаменте. Торцевое уплотнение, которое ставится между корпусом и валом насоса, оборудовано промывочной системой м системой подачи жидкости. Проточную часть устройства изготавливают либо из углеродистой, либо из никельсодержащей стали.

Основные типы таких установок:

  • винтовые;
  • центробежные.

Нефтяные насосы винтового типа предназначены для работы в более суровых эксплуатационных условиях, нежели центробежные. Поскольку винтовые установки обеспечивают перекачку рабочей жидкости без контакта с винтами, они могут эффективно функционировать даже при перекачке загрязненных веществ, к которым можно отнести сырую нефть, пульпу, нефтешлам, рассол и так далее. Кроме того, агрегаты такого типа хорошо подходят для работы с высокоплотными веществами.

Нефтяные винтовые установки могут быть как одно-, так и винтовыми и двухвинтовыми.

Лопастные насосы для светлых нефтепродуктов

Оба исполнения обладают хорошей самовсасывающей способностью и создают при этом высокое давление (больше 10 атмосфер), которое обеспечивает сильный уровень напора (больше ста метров).

Двухвинтовые конструкции прекрасно справляются с перекачкой вязких жидкостей (например, мазуты, битумы, гудрон, шлам и тому подобное) даже при условии колебаний температуры окружающей атмосферы. Такая конструкция выдерживает температуру рабочей жидкости до 450 градусов Цельсия, при этом температура окружающего воздуха может быть до минус 60-ти. Двухвинтовые мультифазные установки могут работать с жидкостями, уровень загазованности которых доходит до 90%.

Винтовые агрегаты также можно использовать для разгрузки автомобильных и ж/д цистерн, ёмкостей, заполненных кислотами и для других задач, с которыми центробежные насосы справиться – не способны.

Центробежные насосы для нефти и нефтепродуктов бывают следующих типов:

  1. консольные;
  2. двухопорные;
  3. вертикальные полупогружные (подвесные).

Центробежный насос первого типа оснащается или упругой, или жесткой муфтой, хотя есть и безмуфтовые модификации. Такие установки монтируются либо в горизонтальной, либо в вертикальной плоскости, или по центральной оси. Или – на лапах. Перекачиваемые вещества должны иметь температуру не выше 400°.

Одноступенчатый консольный насос оснащается рабочими колесами с односторонним ходом. Его можно применять для перекачки нефти или других жидкостей с температурой не выше 200 градусов.

Конструкции двухопорного типа могут быть:

Их модификации бывают с одним или двумя корпусами, а также с односторонним и двусторонним всасыванием. Температура рабочей жидкости в таких установках также не должна превышать 200 градусов.

Вертикальный полу погружной насос для перекачивания нефтепродуктов изготавливается либо с одним, либо с двумя корпусами. Кроме того, в них может быть либо раздельный слив, либо слив через колонну. Помимо этого, бывают модификации с направляющим аппаратом или со спиральным отводом.

По уровню температуры рабочей жидкости такие установки разделяются на:

  • агрегаты для работы с жидкостями с температурой 80°:
  1. полупогружные;
  2. магистральные секционные чугунные многоступенчатые насосы горизонтального типа;
  3. агрегаты с рабочими колесами одностороннего входа;
  4. одноступенчатые горизонтальные стальные устройства.
  • для жидкостей с температурой 200°:
  1. чугунные насосы консольного типа;
  2. чугунные многоступенчатые установки горизонтального типа.

Насос для нефтепродуктов КММ-Е 150-125-250

  • температура 400°:
  • консольные агрегаты из стали;
  • насосы с рабочими колесами одностороннего хода;
  • агрегаты с рабочими колесами двустороннего хода.

Какие уплотнения ставить на такие устройства – тоже зависит от температуры рабочей среды. Одинарные уплотнения применяются при этом показателе на уровне не больше 200°С, а двойные торцевые – до 400°.

Также такие насосные установки делятся на группы в зависимости от области их применения:

  • агрегаты, задействованные в процессах нефтедобычи и транспортировки;
  • насосы, применяемые при подготовке и переработке нефтяного сырья.

В первую группу входят насосы, которые используются:

  • для подачи нефти на групповые автоматизированные установки для замеровные установки;
  • для подачи на центральный сборный пункт;
  • для закачки товарной нефти в резервуары;
  • для перекачки на головную станцию нефтепровода магистрального значения;
  • для перекачки нефти на предприятиях нефтепереработки;
  • на дожимных станциях.

Ко второй группе относятся насосы, подающие нефть на центрифуги, сепараторы, в теплообменники, в ректификационные колонны и в печи.

Герметичный центробежный насос состоит из:

  • корпуса;
  • рабочего колеса закрытого типа;
  • подшипника;
  • уплотнительного стакана;
  • внутреннего и внешнего магнитов;
  • защитного и вторичного кожуха;
  • несущей рамы;
  • масляного уплотнения;
  • температурного датчика.

Насос для нефтепродуктов (тип BB3):

  1. корпус;
  2. втулка для понижения давления;
  3. рабочее колесо, оснащенное диффузором (первой ступени);
  4. рубашка рабочего колеса;
  5. диафрагма для балансировки;
  6. шпильки крепежные;
  7. щелевое уплотнение диффузора;
  8. болт опорный (с уплотнением);
  9. рабочий вал;
  10. патрубок.

Насос для перекачки светлых нефтепродуктов КМ 100-80-170Е

Область применения нефтяных насосных установок

Такие устройства используются:

  • на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки;
  • в системах подачи топлива теплоэнергоцентралей (ТЭЦ);
  • в больших котельных;
  • на крупных станциях газонаполнения;
  • на предприятиях, которые занимаются хранением, перевалкой и распределением нефти и нефтепродуктов;
  • при перекачке различных нефтепродуктов;
  • для прокачки сырой нефти по магистральным трубопроводам;
  • для работы с товарной нефтью, газовым конденсатом или сжиженными газами;
  • для перекачивания горячей воды на объектах энергетической отрасли;
  • при инжекции воды в пласт на нефтепромыслах;
  • при прокачивании химреагентов, кислот и солевых жидкостей, а также взрывоопасных веществ и так далее.

impeller импеллер динамическое уплотнение насоса для перекачивания загрязненных нефтепродуктов и кислот с твердыми включениями и песком

Общее описание

Данные агрегаты предназначены для работы с нефтью и нефтепродуктами: мазутом, сжиженными углеродными газами, водой с примесями, жидкостями высокого уровня вязкости и т.п. Такие насосы обеспечивают надежность и безопасность работ, а также эффективность процесса перекачивания.

Нефтяные насосные установки отличает от прочих агрегатов способность функционировать в особых условиях эксплуатации. Так, в процессе нефтепереработки на узлы и прочие элементы насоса оказывают воздействие такие вещества как углеводороды, а также широкий диапазон рабочих давлений и температур. Одним из специфических факторов работы данных агрегатов является высокий уровень вязкости перекачиваемого вещества (нефть до 2000 сСт).

Такие насосные установки производятся в различных климатических исполнениях, так как работают при самых разных погодных условиях (начиная от Северного моря и заканчивая ОАЭ, а также пустынями США).

Нефтяной насос должен быть достаточно мощным, так как в процессе перекачки и переработки нефти, агрегат поднимает ее со значительных глубин нефтяных скважин. На эксплуатационные характеристики скважин, в значительной степени, влияет вид энергии, который используется нефтяных оборудованием. Поэтому, определенный тип привода насосной установки, устанавливается с учетом условий эксплуатации.

Так, нефтяной насос может быть оснащен следующими типами приводов :

  • механическим;
  • электрическим;
  • гидравлическим;
  • пневматическим;
  • термическим.

Электрический привод, при условии наличия электропитания, наиболее удобен и дает наиболее широкий диапазон характеристик в процессе перекачки нефти. В условиях, когда электропитание недоступно, нефтяные насосы могут оснащаться газотурбинными двигателями либо двигателями внутреннего сгорания. Пневматические приводы устанавливаются на центробежные нефтяные насосы в случаях, когда есть возможность использовать энергию природного газа (высокого давления), либо энергию попутного газа, что значительно повышает уровень рентабельности насосной установки.

Перекачиваемые жидкости. Примеры

Нефтяные насосы перекачивают нефть, нефтепродукты, нефтегазовые эмульсии, сжиженные газы, а также прочие вещества, которые обладают схожими характеристиками, неагрессивные жидкие среды, осадки.

Примеры нефтяных насосов для:

На нефтедобывающих площадках насосные установки нагнетают промывочную жидкость в процессе бурения скважин, жидкость при промывочных работах во время капремонта, жидкие среды в пласт, обеспечивая интенсивность нефтедобычи. Кроме того, нефтяные насосы перекачивают разнообразные жидкие среды, которые не являются агрессивными (в том числе обводненную нефть).

Конструктивные особенности и типы:

К общим конструктивным особенностям всех нефтяных насосных установок, в первую очередь следует отнести:

  • гидравлическая часть насосного агрегата;
  • специфические материалы, которые обеспечивают возможность установки нефтяного насоса на открытых площадках вне помещения;
  • торцевое уплотнение;
  • защита электродвигателей от взрывов.

Нефтяная насосная установка с приводом монтируется на едином фундаменте. Торцевое уплотнение с системами промывки и подачи жидкости устанавливается между валом и корпусом насоса. Проточная часть агрегата выполняется из стали (углеродистой/хромистой/никельсодержащей).

Нефтяные насосные установки делятся на два основных вида: винтовые и центробежные.

Нефтяные винтовые насосные установки способны функционировать в более суровых условиях эксплуатации, чем центробежные. В связи с тем, что винтовые агрегаты перекачивают жидкости без контакта винтов, они способны работать с загрязненными веществами (сырая нефть, пульпа, шлам, рассол и т.п.), а также с веществами с высоким уровнем плотности.

Нефтяные винтовые насосы бывают одновинтовыми и двухвинтовыми, оба вида демонстрируют хорошую самовсасывающую способность, при этом создавая высокий уровень напора (более 100 метров) и давления (более 10 атм.).

Двухвинтовые насосы данного вида отлично справляются с вязкими жидкостями (битум, мазут, гудрон, нефтешлам и т.п.) даже в условиях изменения температуры окружающей среды. Так, данные агрегаты могут работать с веществами, температура которых составляет +450 °С, при этом нижний предел температуры окружающей среды может доходить до -60 °С. Двухвинтовые мультифазные насосы способны работать с загазованными жидкостями (уровень содержания до 90%).

Нефтяные винтовые насосы применяются также при разгрузке цистерн (автомобильных и железнодорожных), емкостей с кислотами, т.е. выполняют задачи, которые не могут выполнить нефтяные центробежные насосы.

Выделяют следующие виды нефтяных центробежных насосных установок:

  • Консольные насосы могут быть оснащены упругой/жесткой муфтой. Существуют модификации без муфты. Такие насосы монтируются горизонтально/вертикально на лапах либо по центральной оси. Температура перекачиваемого вещества составляет не более 400°С.

Консольный одноступенчатый нефтяной насос оснащен рабочими колесами одностороннего хода. Данные агрегаты используются в процессе перекачки нефти, а также жидкостей с высокими температурами (до 200

  • Двухопорные насосные установки бывают одноступенчатыми/двухступенчатыми/многоступенчатыми. Существуют модификации однокорпусные/двухкорпусные, а также одностороннего и двухстороннего всасывания. Температура перекачиваемого вещества составляет не более 200 С.
  • Вертикальные полупогружные (или подвесные) насосы изготавливаются в однокорпусной или двухкорпусной модификации, с раздельным сливом или сливом, который осуществляется через колонну. Кроме того, такие агрегаты могут быть оснащены направляющим аппаратом или спиральным отводом.

Разделение типов центробежных нефтяных насосов, стандарт API 610

Согласно уровню температуры перекачиваемой жидкости, нефтяные насосы можно разделить на следующие типы:

  • для перекачки жидкостей при температуре 80°С (нефтяные полупогружные, нефтяные магистральные горизонтальные многоступенчатые секционные чугунные насосы, оснащенные рабочими колесами одностороннего входа, а также нефтяные горизонтальные одноступенчатые стальные насосы);
  • для перекачки жидкостей при температуре 200°С (нефтяные консольные чугунные насосы, а также нефтяные горизонтальные многоступенчатые чугунные насосы);
  • для перекачки жидкостей при температуре 400°С (нефтяные консольные стальные насосы, оснащенные рабочими колеса одностороннего/двустороннего действия).

В зависимости от уровня температуры перекачиваемого вещества, нефтяные насосы оснащаются одинарными уплотнениями (для уровня температуры не более 200°С) и двойными торцевыми уплотнениями (для уровня температуры не более 400°С).

В соответствии с областью применения насосных установок, агрегаты делятся на насосы, использующиеся в процессе добычи и транспортировке нефти, а также насосы, использующиеся в процессе подготовки и переработки нефти.

К первой группе относятся агрегаты, подающие нефть на автоматизированные групповые замерные установки, на центральный пункт сбора, в резервуары товарной нефти, на головную станцию магистрального нефтепровода, а также насосы, перекачивающие нефть на нефтеперерабатывающих заводах и агрегаты для дожимной станции. Вторая группа включает агрегаты для подачи нефти на сепараторы, центрифуги, теплообменники, в печь и колонны.

Технические характеристики центробежных нефтяных насосов

Основные детали нефтяного герметичного центробежного насоса


1.Корпус насоса
2.Рабочее колесо (закрытого типа)
3.Подшипник
4.Уплотнительный стакан
5.внутренний магнит
6.Внешний магнит
7.Защитный кожух
8.Вторичный кожух
9.Несущая рама
10.Масляное уплотнение
11.Датчик температуры

Основные детали насоса для перекачки нефтепродуктов (типа BB3) по стандарту API 610 10-е издание


Конструкция насосов:

1.корпус насоса
2.снижающая давление втулка
3.рубашка рабочего колеса
4.рабочее колесо с диффузором первой ступени
5.балансировочная диафрагма
6.крепежные шпильки
7.щелеве уплотнение диффузора
8.опорный болт
9.вал
10.уплотнение упорного болта
11.патрубок

Основные детали насоса для перекачки нефти


Конструкция насосов

1.корпус насоса
2.сменное кольцо
3.опора насоса
4.рабочее колесо
5.уплотнительный комплекс
6.уплотнение масляной камеры
7.вал
8.подшипники
9.Оребрение
10.корпус подшипников

Область применения

Нефтяные насосные агрегаты применяются в первую очередь в нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах. Помимо этого, насосы данного типа работают и в других областях, где осуществляется процесс перекачки нефти и нефтепродуктов, сжиженного углеводородного газа, а также других веществ, которые имеют сходные физические свойства с перечисленными веществами (показатель вязкости, веса, уровень коррозийного воздействия на материалы элементов насоса и т.п.).

Насосы, изготавливаемые в различных климатических исполнениях и различных категорий, предназначены для работы вне помещений и в помещениях, где по условиям работы возможно образование взрывоопасных газов, паров или смеси пыли с воздухом, и относящихся к различным категориям взрывоопасности.

Таким образом, нефтяные насосные установки работают:

  • На предприятиях нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности;
  • В составе систем подачи топлива ТЭЦ;
  • Крупных котельных и газонаполнительных станциях;
  • На прочих предприятиях, которые занимаются распределением или использованием нефтепродуктов во взрывоопасных условиях.
  • Перекачка нефтепродуктов различного вида
  • Магистральная перекачка сырой нефти
  • Перекачка товарной нефти
  • Перекачка газового конденсата
  • Перекачка сжиженных газов
  • Перекачка горячей воды на энергетических объектах
  • Инжекция воды в пласт в системах ППД
  • Перекачка химических реагентов
  • Перекачка кислот и солевых растворов
  • Перекачка взрывопожароопасных сред
  • Закачка химических реагентов в пласт для лучшей отдачи нефти
  • Перекачка различных химических сред на нефтегазовых объектах
  • Перекачка питательной воды в системах парового отопления
  • В бустерных системах
  • В системах генерации давления

Центробежные - центробежные насосы, предназначенные для , нефтепродуктов, сжиженных углеводородов и жидкостей, сходных по физическим и химическим свойствам с нефтью и нефтепродуктами. Центробежные могут быть в различном конструктивном исполнении, с различными системами управления перекачиванием нефти.

Центробежные отличаются от других центробежных насосов, прежде всего, особыми условиями эксплуатации. При переработке нефти на узлы и агрегаты воздействуют не только сложные углеводороды, но и такие факторы, как широкий диапазон температур и различное давление. Другой особенностью переработки нефти и нефтепродуктов является вязкость перекачиваемой среды, должны обеспечивать перекачку нефти с вязкостью до 2000 сСт.

Используются и в различных климатических условиях от низких температур Северного моря до высоких в Арабских Эмиратах и в пустынях США, поэтому изготавливаются в различных климатических исполнениях.

При перекачивании нефти, переработке нефти и подъеме углеводородов с глубины (нефтяные скважины) необходимо обеспечить достаточный уровень мощности. Вид энергии, используемый оборудованием, может оказать существенное влияние на эксплуатационные характеристики скважины. При различных условиях использования для целесообразно подбирать приводы различных типов: механический, электрический, гидравлический, пневматический, термический. Наиболее удобным для является электрический привод, который при наличии электропитания обеспечивает наибольший диапазон характеристик насосного оборудования для перекачки нефти. Но при отсутствии электроэнергии или ограничениях по мощности подаваемого тока могут применяться, например, газотурбинные двигатели, двигатели внутреннего сгорания, а для пневмоприводов имеет место возможность использования энергии природного газа высокого давления и даже энергии попутного газа, что повышает рентабельность установки.

Исходя из вышесказанного, можно выделить некоторые конструктивные особенности . Прежде всего, конструктивные особенности гидравлической части насосного агрегата, специальные материалы учитывающие установку насосного агрегата вне помещения, особая конструкция торцевого уплотнения, взрывозащищенные электродвигатели, которые актуальны для всех типов оборудования для перекачки нефти. с приводом устанавливается на единой фундаментной плите, между валом и корпусом устанавливается торцевое уплотнение с системой промывки и подачи затворной жидкости. Детали проточной части изготавливаются из углеродистой, хромистой или никельсодержащей стали. Принято разделять на три типа: консольные насосы - с упругой муфтой, жесткой муфтой, без муфты, устанавливаемый горизонтально и вертикально монтируемые на лапах или по центральной оси с температурой перекачиваемой жидкости до 400 С; двухопорные насосы: одно или двухступенчатые, многоступенчатые однокорпусные и двухкорпусные, одностороннего и двухстороннего всасывания для перекачивания нефти и нефтепродуктов с темпепратурой более 200 С; вертикальный полупогружной (подвесной) насос: однокорпусные и двухкорпусные, со сливом через колонну или раздельным сливом, с направляющим аппаратом или спиральным отводом.

Таким образом, - насосы, обеспечивающие безопасность, надежность, ремонтопригодность и энергоэффективность переработки нефти и нефтепродуктов, перекачивании.

НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Нефтепереработка и производство представляет целый ряд уникальных решений для управления потоком. Мы предлагаем широкий спектр продуктов и услуг для удовлетворения потребностей и специальных требований сегодняшних нефтеперерабатывающих заводов.
Высокотемпературные двухстороннего всасывания
Высокотемпературные двухступенчатые
Смонтированный между подшипниками радиально-разъемный корпус обеспечивает надежную работу насоса. Полностью отвечает требованиям API-610.

Вертикальные полупогружные насосы для сложных условий работы
9-я редакция API-610 , полностью соответствующий водоотливной насос VS4
Модель 3171 является ветераном среди вертикальных полупогружных и процессных насосов. Тысячи установок в производственных процессах, дренаж отстойников, коррозионные жидкости, борьба с загрязнениями, солевые расплавы свидетельствуют о превосходной работе 3171. Легко устанавливаются. Широко применяются для установки на дренажные емкости для перекачивания нефтепродуктов и дренажных вод смешенных с различными нефтепродуктами. Также используются в качестве аварийных насосов.

Линейка многоступенчатых двухкорпусных технологических горизонтальных модели Goulds 7200 (CB) с радиальным разъемом, диффузором с направляющими лопатками, ротором картриджного типа. Goulds 7200 произведен согласно стандарту API-610 .
Goulds Pumps 3796. Самовсасывающий насос - ANSI
Самовсасывающие насосы, ANSI
Благодаря цельному корпусу насоса, нет необходимости в отдельной заливочной камере, воздухоотводчике, вентилях или байпасной линии. Полностью открытое рабочее колесо может быть при необходимости обточено. Приводная часть Х-серии.

На нефтяных месторождениях для перекачки нефти и нефтяных эмуль­сий применяются в основном центробежные и поршневые насосы.

В центробежных насосах движение жидкости происходит под действием центробежных сил, возникающих при вращении жидкости лопатками рабоче­го колеса. Рабочее колесо с лопатками, насажанное на вал, вращается внутри корпуса, Жидкость, поступающая к центру колеса по всасывающему патруб­ку, вращается вместе с колесом, отбрасывается центробежной силой к пери­ферии и выходит через нагнетательный патрубок.

Центробежные насосы делятся на одноколесные /одноступенчатые/ и многоколесные /многоступенчатые/.В многоступенчатые насосах каждая предыдущая ступень работает на прием последующей, за счет чего увеличи­вается об они напор насоса.

Основными технологическими характеристиками центробежного насоса являются развиваемый напор, подача, мощность на валу насоса, К.П.Д. насо­са, число оборотов и допустимая высота всасывания.

Подачей насоса называется количество жидкости, подаваемой насосом в единицу времени. Она измеряется в литрах в секунду /л/с/ или в кубических метрах в час /м 3 /ч/.

Мощность на валу насоса, т.е. мощность, передаваемая двигателем насосу измеряется в кВт.

В нефтяной промышленности применяется в основном центробежные насосы одно- и многоступенчатые, секционные типа НД и ПК.

Если для обеспечения необходимой подачи или создании потребного за­пора одного насоса недостаточно, применяют параллельные или последова­тельное соединение насосов. Параллельная работа нескольких центробежных насосов, откачивающих нефть в один трубопровод, практикуется очень ши­роко.

Обвязка насоса трубопроводами восполняется на фланцевых соединени­ях, позволяющих быстро разбирать ее в случае необходимости. Перед всасы­вающим и нагнетательным патрубками устанавливаются задвижки. Если прием жидкости находится ниже оси насоса, то для удержания жидкости во всасывающее трубопроводе после остановки насоса на конце трубопровода необходимо установить обратный клапан. На всасывающем трубопроводе ус­танавливается фильтр из сетки, не допускающий попадания в полость насоса механических примесей.

На нагнетательной линии должен быть установлен обратный клапан, ко­торый обеспечивает автоматический запуск и работу насосов. Или отсутствии обратного клапана пуск центробежного насоса и его остановка могут прово­диться только вручную при постоянного наблюдении оператора за процессом откачки, так как, например, при аварийном отключении электродвигателя жидкость из напорного коллектора будет свободно перетекать через насос обратно в емкость, откуда проводилась откачка.

Центробежные насосы имеют следующие преимущества: малые габари­ты, относительно небольшая стоимость, отсутствие клапанов и деталей: с возвратно-поступательным движением, возможность прямого присоединения к быстроходным двигателям, плавное изменение подачи насоса с изменени­ем гидравлического сопротивления трубы, возможность пуска насоса при закрытой задвижке на нагнетательной линии без угрозы порыва задвижки или трубопровода, возможность перекачки нефти, содержащих механические примеси, простота автоматизации насосных станций, оборудованных цен­тробежными насосами.

Основные технические данные наиболее распространенных центробеж­ных насосов приведены в таблице:

Марка насоса

Подача

М 3 /Ч

Напор м

Мощность эл-я, кВт

Частота вращения, мин

Масса, кг

Насосы контрольных одноступенчатые

Насосы типа НК

Насосы многоступенчатые секционные типа МС

Насосы многоступенчатые нефтяные

Владимир Хомутко

Время на чтение: 6 минут

А А

Виды насосов для добычи нефти и их характеристики

Нефтяная индустрия является важнейшей отраслью российской промышленности. Важность это природного энергоресурса для отечественной экономики трудно переоценить. Каждый год в России добывают миллионы тонн «черного золота», и этот объем не только обеспечивает потребности внутреннего рынка, но и приносит стране значительную долю экспортных доходов.

Современное извлечение этого полезного ископаемого производится посредством скважин, пробуренных в толще горных пород. Если давления в продуктивном пласте не хватает, как правило, нефть извлекается при помощи специальных механизмов, которые позволяют поднимать сырье на поверхность, а также используются для закачивания в продуктивные пласты воды, продвижения перекачиваемой продукции по промысловым трубопроводам и так далее.

Эти механизмы называются нефтяные насосы. Насосы для добычи нефти используются для подъема нефти на поверхность, перекачивающие насосы – для обеспечения необходимого давления в магистральных и промысловых трубопроводных системах. Далее мы рассмотрим основные типы такого оборудования.

Насосы для нефти. Основные виды

Нефтяные насосы бывают следующих видов:

  1. штанговые глубинные насосы (ШГН);
  2. штанговые винтовые;
  3. электроцентробежные (ЭЦН);
  4. винтовые;
  5. диафрагменные;
  6. гидропоршневые;
  7. магистральные;
  8. мультифазные;
  9. струйные;
  10. пластинчатые.

Штанговые глубинные насосы для добычи нефти (ШГН)

Эти механизмы являются устройствами объемного типа. Их используют для подъема добываемого сырья из скважины путем создания так называемой депрессии (перепада давления между продуктивным пластом и забоем горной выработки). Такие насосы многие из вас видели в кинофильмах и по телевидению (знаменитые нефтяные «качалки»).

В состав штангового насоса входит блок цилиндров, плунжеры, клапана, специальные крепления, штоки, штанга, переходники и так далее. Такие насосные установки используются более, чем на половине ныне эксплуатируемых нефтяных промыслов.

Такая широкая популярность этого вида нефтяного насоса обусловлена следующими несомненными качественными и эксплуатационными характеристиками:

  • высокий коэффициент эффективности при эксплуатации;
  • легкость, удобство и простота проведения ремонтных работ;
  • возможность использования самых разных типов приводов;
  • возможность применения даже в экстремальных условиях (к примеру, в случае высокой концентрации механических примесей; повышенного содержания газов в добываемой продукции; при выкачивании сырья с высокой коррозионной агрессивностью).

Штанговые винтовые насосы для нефтедобычи

Эту разновидность штанговых установок, как правило, используют при механизированной эксплуатации добывающих скважин в случаях добычи тяжелых сортов нефтяного сырья, а также шлифовальных и тягучих флюидов.

К основным преимуществам таких установок относятся: отсутствие изолированных газов и вполне демократичная для таких агрегатов стоимость.

Электроцентробежные добывающие насосы (ЭЦН)

Несмотря на то, что количество скважин, оборудованное установками данного типа, значительно меньше по сравнению с ШГН, по объемам добываемого с помощью центробежных электронасосов сырья они намного превосходят штанговые насосы. Достаточно сказать, что на территории нашей страны при помощи ЭЦН добывают около 80-ти процентов всего российского «черного золота».

Если кратко описать это устройство, то оно представляет собой обычный насосный механизм, оборудованный электрическим приводом (разве что, в отличие от штангового, он не имеет наземной части, длинный и тонкий). ЭЦН отлично зарекомендовали себя при работе в средах, отличающихся повышенной коррозионной агрессивностью. В состав таких насосных установок входят:

  1. погружной насосный агрегат, состоящий из самого насоса и электропривода с гидрозащитой;
  2. кабельная линия, соединяющая электродвигатель с трансформаторной подстанцией;
  3. станция управления и регулирования работы установки.

Погружные насосы электроцентробежного типа по сравнению с глубинными штанговыми имеют весомые преимущества, а именно:

  • простое наземное оборудование;
  • возможность производства добычи больших объемов сырья (до 15 тысяч кубометров в сутки);
  • возможность их применения в скважинах, глубина которых превышает 3 тысячи метров;
  • длительный (от 500 дней до двух-трех лет и больше) временной промежуток работы установки без проведения ремонтных работ;
  • возможность выполнения в скважинах необходимых исследовательских работ без необходимости поднимать насосный агрегат на поверхность;
  • более простые и менее трудозатратные способы удаления парафиновых отложений, образующихся на стенках НКТ (насосно-компрессорных труб).

Кроме того, электроцентробежные насосные установки можно использовать на больших глубинах и в наклонных добывающих скважинах (вплоть до скважин горизонтального типа), а также в горных выработках с высокой степенью обводненности, в средах с высоким содержанием йодо-бромистых вода, при высокой степени минерализации пластовых вод и для подъема на поверхность кислотных и соляных растворов.

Помимо этого, существуют модификации ЭЦН для одновременно-раздельной работы на нескольких продуктивных горизонтах в рамках одной скважины. В некоторых случаях такие агрегаты используются также для закачивания в нефтяной пласт минерализованной пластовой воды, в целях поддержания необходимого уровня пластового давления.

Такая насосная конструкция применяется, как правило, для добычи тяжелых и высоковязких нефтей с большим количеством механических примесей (например, песка), а также для перекачивания жидкостей с высоким уровнем вязкости.

Эта разновидность нефтяной насосной установки обладает следующими преимуществами:

Винтовые насосы

Диафрагменные нефтяные насосы

Также, как и штанговые, относятся к устройствам объемного типа. Основу конструкции такого агрегата составляет специальная диафрагма, предохраняющая добываемую продукцию от попадания в другие части насосного механизма. В состав диафрагменного насоса входит подающая нефть колонна, нагнетательный клапан, осевой канал, винтовая пружина, цилиндр, поршень, опоры, электрический кабель и так далее.

Такие насосные агрегаты, как правило, используются на промыслах, где в добываемом нефтяном сырье содержится большое количество механических примесей. К основным достоинствам этой конструкции относят простоту монтажа и последующей эксплуатации.

Насосы гидропоршневые

Они предназначены для откачки из скважины пластовой жидкости. Гидропоршневые агрегаты используются в тех случаях, когда в добываемом сырье нет примесей механического характера.

В состав данных установок входят: скважинный насос, погружной двигатель, канал, через который осуществляется подъема нефти и воды, поверхностная силовая установка и система подготовки рабочей среды. В процессе добычи с помощью таких агрегатов на нефть поверхность выходит вместе с извлекаемой водой.

Основными преимуществами гидропоршневых насосов являются:

  • возможность в значительной степени вносит изменения в их основные характеристики;
  • простота и удобство применения;
  • возможность без особых трудозатрат проводить подземные ремонтные работы;
  • их можно использовать в скважинах, имеющих наклонное направление ствола.

Магистральные нефтяные насосы

Их основное назначение – перекачивать добываемое сырьё или нефтепродукты по промысловым, техническим и магистральным трубопроводам.

Такие агрегаты способны обеспечить высокий напор для обеспечения прокачки транспортируемого сырья. Их основные отличительные характеристики – экономичность процесса эксплуатации и высокая степень надежности.

Такие установки состоят из двух основных компонентов – корпуса и системы роторов, и применяются для прокачивания нефти и нефтепродуктов по системе магистральных трубопроводов.

Использование установок такого типа позволяет:

  • снижать нагрузки на устье проема;
  • уменьшать количество используемого оборудования;
  • повышать эффективность использования выделяющихся газов;
  • повысить рентабельность эксплуатации отдаленных месторождений.

Мультифазные насосы для нефти и нефтепродуктов

Струйные нефтяные насосные установки

Являются самыми современными и перспективными установками для нефтяной отрасли промышленности. Их применение поможет вывести технологию эксплуатации нефтяных месторождений на более высокий уровень.

В состав таких установок входят: механизм подведения рабочей среды. Активное сопло, канал подвода инжектируемой жидкости, камера смещения и диффузор.

В настоящее время насосные установки такого типа обретают все большую популярность вследствие простоты своей конструкции, отсутствия в ней движущихся элементов, высокой степени прочности и надежности работы даже при экстремальных условиях эксплуатации, таких, как высокая концентрация в рабочей среде примесей механического характера, высокое содержание свободных газов в извлекаемом сырье. повышенные температуры окр4ужающей среды и агрессивность рабочей жидкости.

Струйные установки насосного типа способны обеспечить:

  • стабильность работы устройства;
  • свободу регулирования давления в забое;
  • оптимальное функционирование агрегата в случаях возникновения неконтролируемых изменений таких параметров, как степень обводненности, внутрипластовое давление тому подобных;
  • более легкий и быстрый приток добываемого сырья;
  • быстрый выход на оптимальный режим эксплуатации после приостановки работы скважины;
  • эффективное использование выделяющихся свободных газов;
  • предотвращение фонтанирования в затрубных областях;
  • процесс быстрого остывания электродвигателей погружного типа;
  • стабильность в устройстве токовой нагрузки;
  • увеличение КПД нефтедобывающей установки.

Применение таких насосных агрегатов дает возможность обеспечить более качественную и быструю добычу нефтяного сырья.

В состав таких насосов входят:

  • корпус, оборудованный крышкой;
  • приводной вал с подшипниками;
  • рабочий комплект, который состоит из распределительных дисков, ротора, статора и пластины.

Роторно-пластинчатые (шиберные) насосы ПН

К основным достоинствам пластинчатых агрегатов относятся:

  • высокая прочность;
  • хорошая надежность;
  • высокая степень эффективности нефтедобычи;
  • хорошие эксплуатационные характеристики;
  • высокая износостойкость деталей механизма.