Добывать нефть начали примерно 7000 лет назад. Первые нефтяные промыслы были открыты археологами по берегам Нила и Евфрат и датированы примерно 5000-ым годом до нашей эры. Уже тогда ее применяли в качестве топлива, а ее производные для строительства дорог и бальзамирования усопших.

В современной истории первые упоминания о нефти можно встретить во времена Бориса Годунова, и называлась тогда нефть «густа», т.е. горючая вода. Но, до второй половины 19-го века ее добывали только в глубоких колодцах. Когда же доказали, что из нефти можно делать керосин для освещения, стали разрабатываться методы , используя для добычи нефти насосы.

1 Виды нефтяных насосов

Среди современных способов добычи и переработки нефти можно выделить несколько основных видов насосов для перекачки нефтепродуктов:

эрлифт;
газлифт;
УЭЦН – установки электроцентробежных насосов;
УЭВН – насосов;
ШСН – установки штанговых скважинных нососов.

1.1 Эрлифт

1.2 Газлифт

В отличие от эрлифта, в газлифт закачивают не воздух, а газ, поэтому, это так называемый самовсасывающий газовый насос. Дальнейший принцип действия тот же: по трубе газ накачивается в башмак, смешивается с нефтью, и поднимается вверх на разнице образованного давления.

Достоинство газлифта: гораздо больший по сравнению с эрлифтом КПД. Недостаток: обязательные установки для подогрева нагнетаемого газа (ППГ-1), чтобы избежать проблем и избыточным гидратообразованием.

1.3 УЭЦН

Центробежные насосы для нефтяной промышленности по своей конструкции практически ничем не отличаются от обычной центробежной техники. Откачка нефти и откачка воды происходят по одинаковым принципам.

Погружные нефтяные центробежные насосы – это так называемые ПЦЭН, которые представляют из себя многоступенчатую (до 120 ступеней в 1-ом блоке) технику, с двигателями специальной погружной модификации.

Погружной насос для нефтепродуктов можно достраивать до 400 ступеней. Глубинные нефтяные насосы для нефтепродуктов состоят из:

центробежного аппарата;
узла гидрозащиты;
погружного электродвигателя;
компенсатора.

Вариация УПЦЭН – это установки с меньшим количеством металлических деталей, по сравнению с ПЦЭН, но с большей производительностью. УПЦЭН может перекачивать до 114 тонн в сутки.

Маркировка условных обозначений аппаратов УЭЦН М(К)/5А/250/1000 означает, что это:

установка, на которой стоит центробежный электронасос;
модульный;
коррозийностойкий;
5А – это характеристика поперечных габаритов обсадной колонны;
нефтяной насос справляется с подачей 250 кубических метров в сутки;
и напором в 1000 метров.

1.4 УЭВН

Винтовые насосы для добычи нефти бывают двух видов: ЭВН и ВНО.

ЭВН входит в состав установки, которая состоит из станции управления и трансформатора, которые располагаются на поверхности. Добывающий скважинный погружной аппарат, оснащенный асинхронным маслонаполненным двигателем, может добывать пластовую жидкость повышенной вязкости.

ВНО входит в состав установки которая состоит из станции управления и электрического привода. В нефтяной промышленности его используют для труб, у которых внутренний диаметр не менее 121,7 мм.

Главной особенностью винтовых нефтяных насосов является так называемый червячный винт. Винт вращается в резиновой обойме, полости заполняются жидкостью и она проходит вверх вдоль оси винта. Причем, второй отличительной особенностью этих установок стало вдвое сниженное количество оборотов вращения двигателя (в сравнении с ПЦЭН).

1.5 ШСН

Штанговые насосы для нефтегазовой промышленности – это комплексы из наземных и подземных установок . Подземное оборудование – это сам штанговый напорный аппарат с неподвижным всасывающим клапаном в нижнем торце цилиндра и подвижным клапаном для нагнетания в верху плунжерного поршня, трубопроводы, штанга и защитные якоря или хвостовики.

Наземная аппаратура этого комплекса – это так называемый станок-качалка. Качалка состоит из закрепленных на одной раме в бетонном фундаменте, пирамиды, редуктора и электродвигателя. На пирамиде закреплен балансир, который качается на поперечнике, соединен с кривошипом и размещен по обе стороны от редуктора. Балансир и кривошип удерживаются в нужном положении тормозным аппаратом, а вся установка уравновешивается противовесами.

Есть разные модели качалок – одноплечие и двуплечие. Разделение происходит по типу установленного на них балансира. Глубина, которую способны освоить качалки – от 30-ти метров до 3, а иногда и 5 км.

1.6 Как работает ШГН? (видео)

2 Магистральные насосы для перекачки нефти

Нефтеперерабатывающий промышленный комплекс включает в себя не только добычу и переработку, но и транспортировку нефтепродуктов. При этом перекачиваемый продукт может быть разной степени вязкости и температуры.

Магистральная гидравлическая техника должна обеспечивать производство высокими показателями стабильной работы и надежности, давать хорошие напоры и быть максимально экономичной.

Магистральная техника бывает двух видов: спиральной одноступенчатой и многоступенчатой секционной. При этом вся она горизонтально-центробежная.

Подача, которую могут обеспечить многоступенчатые аппараты, достигает 710 кубических метров в час, одноступенчатые при этом могут предоставить подачу до 10000 кубометров в час.

Температура жидкости при работе с магистральной техникой не должна быть выше 80 °C. Некоторые конструкции могут работать с температурами до 200 °C.

Но всегда нужно ориентироваться на количество содержащихся в перекачиваемом материале примесей и на кинематическую вязкость жидкостей. Потому что какую бы технику в итоге вы не выбрали винтовую, диафрагменную, гидропоршневую, магистральную, мультифазную, пластинчатую, струйную, штанговую или винтовую – основные ее параметры будут ориентированы именно на эти два фактора: вязкость и количество примесей.

Прекращение или отсутствие фонтанирования обусловило использование других способов подъема нефти на поверхность, например, посредством штанговых скважинных насосов. Этими насосами в настоящее время оборудовано большинство скважин. Дебит скважин - от десятков кг в сутки до нескольких тонн. Насосы опускают на глубину от нескольких десятков метров до 3000 м иногда до 3200‑3400 м). ШСНУ включает:

а) наземное оборудование - станок-качалка (СК), оборудование устья, блок управления;

б) подземное оборудование - насосно-компрессорные трубы (НКТ), штанги насосные (ШН), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

Рис. 1. Схема штанговой насосной установки

Штанговая глубинная насосная установка (рис. 1) состоит из скважинного насоса 2 вставного или невставного типов, насосных штанг 4, насосно-компрессорных труб 3, подвешенных на планшайбе или в трубной подвеске 8 устьевой арматуры, сальникового уплотнения 6, сальникового штока 7, станка качалки 9, фундамента 10 и тройника 5. На приеме скважинного насоса устанавливается защитное приспособление в виде газового или песочного фильтра 1.

1.1 Станки-качалки

Станок-качалка (рис.2), является индивидуальным приводом скважинного насоса. Основные узлы станка-качалки - рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирно-подвешенная к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами. СК комплектуется набором сменных шкивов для изменения числа качаний, т. е. регулирование дискретное. Для быстрой смены и натяжения ремней электродвигатель устанавливается на поворотной салазке. Монтируется станок-качалка на раме, устанавливаемой на железобетонное основание (фундамент). Фиксация балансира в необходимом (крайнем верхнем) положении головки осуществляется с помощью тормозного барабана (шкива). Головка балансира откидная или поворотная для беспрепятственного прохода спускоподъемного и глубинного оборудования при подземном ремонте скважины. Поскольку головка балансира совершает движение по дуге, то для сочленения ее с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска 17 (рис. 2). Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса для предупреждения ударов плунжера о всасывающий клапан или выхода плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.

Рис. 2. Станок-качалка типа СКД:

1 – подвеска устьевого штока; 2 ‑ балансир с опорой; 3 ‑ стойка; 4 ‑ шатун; 5 ‑ кривошип; 6 ‑ редуктор; 7 ‑ ведомый шкив; 8 ‑ ремень; 9 ‑ электродвигатель; 10 – ведущий шкив; 11 ‑ ограждение; 12 – поворотная плита; 13 – рама; 14 – противовес; 15 – траверса; 16 – тормоз; 17 ‑ канатная подвеска

Амплитуду движения головки балансира (длина хода устьевого штока-7 на рис. 1) регулируют путем изменения места сочленения кривошипа шатуном относительно оси вращения (перестановка пальца кривошипа в другое отверстие). За один двойной ход балансира нагрузка на СК неравномерная. Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Тогда уравновешивание называют соответственно балансирным, кривошипным (роторным) или комбинированным.

Блок управления обеспечивает управление электродвигателем СК в аварийных ситуациях (обрыв штанг, поломки редуктора, насоса, порыв трубопровода и т. д.), а также самозапуск СК после перерыва в подаче электроэнергии.

Станки-качалки для временной добычи могут быть передвижными на пневматическом (или гусеничном) ходу. Пример - передвижной станок-качалка "РОУДРАНЕР" фирмы "ЛАФКИН".

1.2 Производительность насоса

Теоретическая производительность ШСН равна

, м 3 /сут.,

Где 1440 - число минут в сутках;

D - диаметр плунжера наружный;

L - длина хода плунжера;

n - число двойных качаний в минуту.

Фактическая подача Q всегда < Qt.

Отношение

, называется коэффициентом подачи, тогда Q = Q t a n , где a n изменяется от 0 до 1.

В скважинах, в которых проявляется так называемый фонтанный эффект, т.е. в частично фонтанирующих через насос скважинах может быть a n >1. Работа насоса считается нормальной, если a n =0,6¸0,8.

Коэффициент подачи зависит от ряда факторов, которые учитываются коэффициентами

a n =a g ×a ус ×a н ×a уm ,

где коэффициенты:

a g - деформации штанг и труб;

a ус - усадки жидкости;

a н - степени наполнения насоса жидкостью;

a уm - утечки жидкости.

где a g =S пл /S , S пл - длина хода плунжера (определяется из условий учета упругих деформаций штанг и труб); S - длина хода устьевого штока (задается при проектировании).

DS=DS ш +DS т,

Где DS - деформация общая; S - деформация штанг; DS т - деформация труб.

где b - объемный коэффициент жидкости, равный отношению объемов (расходов) жидкости при условиях всасывания и поверхностных условиях.

Насос наполняется жидкостью и свободным газом. Влияние газа на наполнение и подачу насоса учитывают коэффициентом наполнения цилиндра насоса

- газовое число (отношение расхода свободного газа к расходу жидкости при условиях всасывания).

Коэффициент, характеризующий долго пространства, т.е. объема цилиндра под плунжером при его крайнем нижнем положении от объема цилиндра, описываемого плунжером. Увеличив длину хода плунжера, можно увеличить a н. Коэффициент утечек

где g yт - расход утечек жидкости (в плунжерной паре, клапанах, муфтах НКТ); a yт - величина переменная (в отличие других факторов), возрастающая с течением времени, что приводит к изменению коэффициента подачи.

Оптимальный коэффициент подачи определяется из условия минимальной себестоимости добычи и ремонта скважин.

Уменьшение текущего коэффициента подачи насоса во времени можно описать уравнением параболы

, (1.1.)

T - полный период работы насоса до прекращения подачи (если причина - износ плунжерной пары, то Т означает полный, возможный срок службы насоса); m - показатель степени параболы, обычно равный двум; t - фактическое время работы насоса после очередного ремонта насоса.

Исходя из критерия минимальной себестоимости добываемой нефти с учетом затрат на скважино-сутки эксплуатации скважины и стоимости ремонта, А. Н. Адонин определил оптимальную продолжительность межремонтного периода

, (1.2.)

где t p - продолжительность ремонта скважины; B p ‑ стоимость предупредительного ремонта; B э - затраты на скважино-сутки эксплуатации скважины, исключая B p .

Подставив t мопт вместо t в формулу (1.1.), определим оптимальный конечный коэффициент подачи перед предупредительным подземным ремонтом a nопт.

Если текущий коэффициент подачи a nопт станет равным оптимальному a nопт (с точки зрения ремонта и снижения себестоимости добычи), то необходимо остановить скважину и приступить к ремонту (замене) насоса.

Средний коэффициент подачи за межремонтный период составит

Анализ показывает, что при B p /(B э ×T)<0,12 допустимая степень уменьшения подачи за межремонтный период составляет 15¸20%, а при очень больших значениях B p /(B э ×T) она приближается к 50%.

Увеличение экономической эффективности эксплуатации ШСН можно достичь повышением качества ремонта насосов, сокращением затрат на текущую эксплуатацию скважины и ремонт, а также своевременным установлением момента ремонта скважины.

1.3 Правила безопасности при эксплуатации скважин штанговыми насосами

Устье скважины должно быть оборудовано арматурой и устройством для герметизации штока. Обвязка устья периодически фонтанирующей скважины должна позволять выпуск газа из затрубного пространства в выкидную линию через обратный клапан и смену набивки сальника штока при наличии давления в скважине. До начала ремонтных работ или перед осмотром оборудования периодически работающей скважины с автоматическим, дистанционным или ручным пуском электродвигатель должен отключаться, а на пусковом устройстве вывешивается плакат: "Не включать, работают люди". На скважинах с автоматическим и дистанционным управлением станков-качалок вблизи пускового устройства на видном месте должны быть укреплены плакаты с надписью "Внимание! Пуск автоматический". Такая надпись должна быть и на пусковом устройстве. Система замера дебита скважин, пуска, остановки и нагрузок на полированный шток (головку балансира) должны иметь выход на диспетчерский пункт. Управление скважиной, оборудованной ШСН, осуществляется станцией управления скважиной типа СУС - 01 (и их модификации), имеющий ручной, автоматический, дистанционный и программный режим управления. Виды защитных отключений ШСН: перегрузка электродвигателя (>70% потребляемой мощности); короткое замыкание; снижение напряжения в сети (<70% номинального); обрыв фазы; обрыв текстропных ремней; обрыв штанг; неисправность насоса; повышение (понижение) давления на устье. Для облегчения обслуживания и ремонта станков-качалок используются специальные технические средства такие, как агрегат 2АРОК, маслозаправщик МЗ - 4310СК.

Насосные установки - одна из главных составляющих нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности. Без насосного оборудования не обходятся нефтебазы, технологические установки, резервуарные парки, танкеры. Сложность в подборе насоса заключается в особенностях химических свойств нефтепродуктов. Горючие, легковоспламеняющиеся, с высокой вязкостью, большим количеством взвешенных частиц и различных примесей, они требуют особого подхода.

Насосы изготавливаются из плавостойких материалов, а корпус покрывается дополнительным защитным слоем из металла для лучшего охлаждения агрегата во время работы.
Уровень вибрации в процессе эксплуатации должен быть минимальным, а механические примеси не должны засорять оборудование.
Необходимо добиться нулевой токопроводимости из-за повышенного риска воспламенения.
Оборудование должно быть сконструировано с возможностью применения в широком диапазоне внешних температур и в разнообразных климатических условиях: от пустыни до регионов Крайнего Севера.

Мы предлагаем насосы для нефтяной промышленности, отвечающие всем вышеперечисленным требованиям. Лучшие варианты представлены марками Mouvex и Blackmer. Когда необходимо работать с темными нефтепродуктами: мазутом, битумом, нефтью, газотурбинным топливом или гудроном, - лучше всего справятся шиберные или винтовые насосы серии S от Blackmer и насосы серии А от Mouvex.

Насосы Blackmer S-Series - новинка 2016 года, которая быстро завоевала популярность благодаря широким возможностям применения, сертификату ATEX для работы во взрывоопасных условиях и уникальным конструктивным особенностям.

Шиберный насос Blackmer - родоначальник всех шиберных насосов - был введен в серийное производство в далеком 1903 году. Технологичность, высокое качество и польза от его применения подтверждается многолетними испытаниями в реальных условиях эксплуатации.

Еще одна новинка последних лет - эксцентриковые дисковые насосы Mouvex серии А, улучшенные с учетом характеристик нефтегазовой и нефтедобывающей промышленности. Французский концерн PSG Dover с подразделением Mouvex - один из ведущих европейских поставщиков насосного оборудования для нефтяной, пищевой, фармацевтической и косметической отраслей.

Конструктивные особенности и технические характеристики насосов Mouvex и Blackmer позволяют использовать их в любой области, связанной с нефтепродуктами:

при производстве сырой нефти и вторичной добыче;
для транспортировки и разгрузки сырья;
для улавливания паров и газов;
для перекачки асфальта, битума, керосина, пропана, бензина, дизельного топлива и других горюче-смазочных материалов;
для перекачки нефтешлама, мазута и сырой нефти;
для нагнетания промывочной жидкости в процессе бурения скважин или подачи сред в пласт для улучшения интенсивности нефтедобычи;
для транспортировки химических реагентов, солевых растворов, сжиженных газов, газового конденсата;
в системах генерации давления и бустерных системах;
для перекачки неагрессивных сред, например обводненной нефти.

Кроме того, насосные установки подобного типа используются на любом производстве, где необходимо работать с веществами, которые имеют сходные с нефтепродуктами качества: вязкость, агрессивность, воспламеняемость и т. д. Насосы для нефтяной промышленности могут применяться как в помещениях, так и в уличных условиях, когда есть возможность образования взрывоопасных газов или паров, а также смеси пыли с воздухом.

Одно из преимуществ использования насосов Mouvex и Blackmer - их универсальность. Оборудование соответствующих серий для нефтяной промышленности находит применение и в других областях:

в химической отрасли - при работе с каустическими жидкостями, кислотами, полимерами, адгезивами;
в пищевой и фармацевтической промышленности - для закачки меда, патоки, кремов, жидкого мыла, глицерина;
в бумажной отрасли и кораблестроении - для работы с едкими жидкостями, растворителями, лаками, красками, мастикой.

Военная промышленность и область пожаротушения также не обходятся без универсальных эксцентриковых насосов Mouvex и винтовых агрегатов Blackmer.

Принцип работы насосов Mouvex и Blackmer позволяет им справляться с самыми тяжелыми условиями перекачки и без проблем контактировать с агрессивными и вязкими средами.

Эксцентриковые дисковые насосы Mouvex состоят из цилиндра и насосного элемента, установленного на эксцентриковый вал. По мере того как эксцентриковый вал вращается, насосный элемент образует камеру внутри цилиндра, которая увеличивается в размерах на входе, передавая жидкость в насосную камеру. Жидкость транспортируется к выходному отверстию, где размер насосной камеры уменьшается. Под давлением жидкость поступает в выпускной трубопровод.

Насосы Blackmer роторно-пластинчатого типа, используемые для подачи и перекачки жидкостей с различными показателями вязкости, являются универсальными. Шиберные устройства легко справляются с газотурбинным топливом, мазутом, продуктами нефтепереработки и масляными составами, благодаря чему применяются в нефтяной, пищевой, фармацевтической, целлюлозной отраслях промышленности.

При перекачке задействовано несколько сил:

механическая стабилизирует и прижимает лопасти к цилиндру, продвигая вязкую жидкость к выходному клапану насоса;
гидравлическая способствует тому, чтобы давление перекачиваемого состава на основание всех лопастей было постоянным и стабильным;
центробежная обеспечивает проворачивание шиберов ротора, которые выталкивают жидкость наверх.

Агрегаты Blackmer с двумя винтами - это объемные насосы, транспортирующие любые жидкости без твердых примесей. Устройство состоит из пары винтов, расположенных друг напротив друга, которые при вращении образуют с насосным корпусом герметичную полость. Гидропривод создает на валах агрегата стабильное гидравлическое осевое напряжение. Перекачиваемая среда благодаря движению винтов перемещается к выпускному клапану, расположенному по центру насоса.

Особенности и преимущества

Все насосные установки, применяемые в нефтяной отрасли, обладают общими конструктивными особенностями. Оборудование обязательно имеет гидравлическую часть и торцевое уплотнение, изготовлено из специфических материалов для установки вне помещений и в любых климатических условиях, а электродвигатель оснащен защитой от взрывов. Проточная часть агрегата выполняется из углеродистой, никельсодержащей или хромированной стали.

Нефтяные установки обычно представлены двумя видами: винтовыми или центробежными насосами. Первые более универсальны, поскольку предназначены для использования в суровых условиях. А за счет перекачки жидкостей без контакта с винтовой частью подходят для работы с загрязненными веществами с высокой плотностью. Именно такие насосы для нефтяной промышленности предлагают компании Blackmer и Mouvex.

Насосы Mouvex для нефтяной промышленности

Насосы Mouvex серии А известны своей надежностью и высокой производительностью, которые обеспечиваются инновационными разработками от инженеров компании.

Уникальная конструкция насоса A-Series позволяет устройству непрерывно работать в обратном направлении и обеспечивает обратную перекачку продуктов.
Уникальный принцип работы эксцентриковых дисков отвечает за гладкую перекачку (при низкой частоте вращения), а также гарантирует превосходную эффективность.
Конструкция насосов серии А обеспечивает самовсасываемость даже при работе всухую и в процессе очистки трубопровода.
Mouvex A-series сохраняют свой первоначальный уровень производительности в течение длительного периода без регулировки благодаря автоматической очистке системы подпитки.
Даже при существенном изменении вязкости перекачиваемого продукта насосы поддерживают регулярный и постоянный выход независимо от давления на подаче.

Дополнительно насосы Mouvex серии А оснащены двойным байпасом для защиты при работе в обоих направлениях, а также нагревающей или охлаждающей рубашкой для транспортировки продуктов, которые могут затвердевать при низкой температуре окружающей среды.

Насосы Blackmer для нефтяной промышленности

Как шиберные, так и винтовые насосы этого изготовителя обеспечивают высокую производительность, надежность и долговечность оборудования.

Шиберные и винтовые насосы «Блэкмер» отлично справляются с высокоагрессивными жидкостями и устойчиво работают в абразивных средах.
Оба вида насосов могут работать всухую, что значительно экономит энергию и повышает производительность.
Винтовые насосы серии S отличаются низким уровнем шума, отсутствием перемешивания продукта и эмульгированного сдвига.
Уровень вязкости не имеет значения, когда в работу включаются винтовые или шиберные насосы Blackmer.
Возможность работы при малой частоте вращения вала (у шиберных агрегатов) или винтов гарантирует увеличенный срок службы оборудования.

Малый расход электроэнергии и легкий ремонт - дополнительные преимущества работы с насосами фирмы Blackmer.

Основные характеристики насосов Mouvex и Blackmer для нефтяной промышленности

Чтобы справляться со всеми требованиями и суровыми условиями работы с нефтепродуктами, оборудование должно отвечать определенным характеристикам. Компании Mouvex и Blackmer представляют насосные установки, которые не только удовлетворяют самым строгим требованиям, но и помогают оптимизировать энергозатраты и финансовые расходы.

Насосы Mouvex A-Series перекачивают жидкость при перепаде давления до 10 бар, демонстрируют максимальную скорость в 600 оборотов в минуту, а максимальный поток - до 55 м 3 /ч. Постоянная скорость потока сохраняется независимо от изменения вязкости или плотности продукта. А максимально возможная температура жидкости для бесперебойной работы насосного оборудования составляет +80 0 С. В потенциально взрывоопасных условиях агрегаты А-серии могут работать всухую до шести минут.

Шиберные насосы Blackmer демонстрируют отличную производительность (до 500 кубометров в час) при скорости в 640 оборотов в минуту и температуре от -50 0 С до +260 0 С. Насосы этой серии способны выдерживать давление до 17 бар. Винтовые насосы серии S показывают еще более впечатляющие результаты. Максимальная температура среды (в зависимости от модели насоса) может колебаться от -80 до +350 0 С. Максимальный перепад давления достигает 60 бар, а вязкость - 200 000 сСт.

Благодаря экономии ресурсов, высокому КПД, удобству обслуживания и эксплуатации насосы Mouvex и Blackmer для нефтяной промышленности принесут максимальную пользу вашему предприятию!

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

Нефтяная индустрия – это основная отрасль промышленности и экономики Российской Федерации. Ежегодно в стране добываются миллионы тонн черного золота.

Чтобы добыть горючие полезные ископаемые из недр Земли, применяют специальные устройства для перекачки нефти, мазута, нефтепродуктов, пластовой жидкости с соединениями, а также для уменьшения содержания углеводородов и воды. Такие механизмы называются нефтяными насосами.

Насосы обеспечивают надежность и безопасность действий, а также регулируют эффективность перекачки.

Существуют следующие виды насосов для нефти:

винтовой;
диафрагменный;
гидропоршневый;
магистральный;
мультифазный;
пластинчатый;
струйный;
штанговый;
штанговый винтовой.

Вид винтовых насосов для добычи нефти

Винтовые насосы для добычи нефти подходят для механического производства тяжелого топлива. Такие агрегаты широко применяются в промышленности, особенно для перекачки вязкой жидкости. С помощью данного устройства можно добывать вязкую нефть вместе с песком.

Такая разновидность нефтяного насоса имеет несколько преимуществ:

возможность выкачивать тяжелое вязкое топливо;

прокачка большого количества песка;

устойчивость к значительным объемам свободных газов;

мощное предохранение от абразивного износа;

небольшой коэффициент образования эмульсий;

относительная дешевизна;

компактность наземного механизма.

Как правило, винтовые насосы состоят из компрессорных труб, штанговой колонны, привода, системы передачи и источника энергии, газовых сепараторов и так далее.

Эти устройства предназначены для перекачки жидкости, газов и паров, в том числе и соединений. Такие работы проводят при транспортировке вязкой жидкости вдоль стержней винтов. Так создается замкнутое пространство, не позволяющее топливу двигаться в обратном направлении.

Гидропоршневые насосы для добычи нефти

Гидропоршневые насосы для добычи нефти предназначены для откачки пластовой жидкости из скважин. Такие агрегаты применяются для добычи из глубоких проемов нефтепродуктов, которые не содержат механических соединений.

Данные устройства состоят из: скважинного насоса, погружного двигателя, канала для подъема топлива и воды, поверхностного силового механизма и системы подготовки рабочей жидкости.

Во время добычи на поверхность скважины выходит нефть вместе с этой жидкостью.

Такие насосы обладают рядом преимуществ:

возможность значительно изменять основные характеристики;

легкость в применении;

возможность без труда проводить подземный ремонт;

использование в наклонно направленных скважинах.

Другие виды насосов для добычи нефти

Диафрагменные насосы для добычи нефти являются разновидностью устройств объемного типа. Основой такого механизма является диафрагма, которая предохраняет добываемые вещества от попадания к другим частям насоса.

Данный агрегат состоит из колонны, по которой движется нефть, нагнетательного клапана, осевого канала, винтовой пружины, цилиндра, поршня, опоры, электрического кабеля и так далее.

Такие насосы применяются на месторождениях, где добываемая нефть содержит механические соединения. Преимуществами данного устройства являются простота установки и использования.

Пластинчатый насос для добычи нефти состоит из корпуса с крышкой, приводного вала с подшипниками и рабочего комплекта, элементами которого являются распределительные диски, статор, ротор и пластины.

Перечислим основные отличительные характеристики данного устройства:

хорошая надежность и прочность;

высокая эффективность добычи нефти;

прекрасные эксплуатационные свойства;

устойчивость к износу деталей.

Струйный насос для добычи нефти – это суперсовременное и перспективное устройство для нефтяной промышленности. Оно способно вывести технологию использования месторождений на новую более высокую ступень.

Состоит такой механизм из канала для подведения рабочей жидкости, активного сопла, канала подвода инжектируемой жидкости, камеры смещения и диффузора.

На сегодняшний день струйные насосы широко распространены благодаря своему простому устройству, отсутствию движущихся элементов, высокой прочности и надежному функционированию даже в экстремальных ситуациях, например при высоком содержании механических соединений и свободных газов в добываемой жидкости, повышенной температуре воздуха и агрессивности производимой продукции.

Струйные насосные системы обеспечивают:

стабильную работу механизма;

свободную регуляцию забойного давления;

поддержание оптимального функционирования устройства при неконтролируемых изменениях таких факторов, как обводненность, давление в пласте и т. п.;

облегченный и быстрый приток нефти и вывод углубления на оптимизированный порядок действия после его приостановки;

эффективное применение выделившихся свободных газов;

предотвращение фонтанирования проемов по затрубным областям;

быстрое остывание погружных электродвигателей;

стабильность токовой нагрузки данного приспособления;

повышение КПД добывающего устройства.

Все эти характеристики выделяют струйный насос в ряду других механизмов и делают его наиболее популярным в разных отраслях промышленности. Такая установка позволяет добывать нефть наиболее качественно и в минимальные сроки.

Штанговые насосы для добычи нефти относятся к устройствам объемного типа. Они применяются для подъема жидкости из углублений под действием напора, который создает данный механизм.

Такой насос состоит из цилиндров, клапанов, плунжеров, креплений, переходников, штоков и так далее. Этот вид механизма применяют больше чем на половине действующих нефтяных месторождений.

Широкое распространение штанговые насосы получили благодаря своим отличным качествам и характеристикам:

высокому коэффициенту эффективности эксплуатации;

легкости и простоте ремонта;

возможности применения различных приводов;

возможности их установки даже в экстремальных ситуациях: при большом содержании механических соединений, повышенном образовании газов, откачивании коррозионной жидкости.

Штанговый винтовой насос для добычи нефти зачастую применяется для механизированной добычи тяжелого топлива, тягучих и шлифовальных флюидов. Такие насосы также имеют свои преимущества. Среди них: доступная цена, отсутствие изолированного газа и так далее.

Магистральные насосы для перекачки нефти используются для того, чтобы перемещать топливную продукцию по магистральному, техническому и вспомогательному трубопроводу. Такие установки обеспечивают высокий напор передачи транспортируемых жидкостей. Их отличительными характеристиками являются: надежность, экономичность эксплуатации.

Мультифазный насос для перекачки нефти состоит из двух главных элементов: корпуса и роторов. Применение таких установок поможет:

уменьшить нагрузку на устье проема;

сократить количество технического оборудования;

эффективно использовать выделившиеся газы;

выгодно эксплуатировать отдаленные месторождения.

Данная разновидность насосов применяется для перекачки нефтепродуктов по магистральному трубопроводу.

Больше о видах насосов для нефти на выставке

Выставка «Нефтегаз» – это масштабное событие не только для России, но и для других стран. Экспозиция помогает вывести на рынок нефтегазовой отрасли новые отечественные и зарубежные компании, а также повысить конкуренцию среди уже известных фирм.

В этом году мероприятие будет проходить традиционно на территории ЦВК «Экспоцентр». Деловая программа выставки достаточно разнообразна.

Выставка включает конференции, презентации, мастер-классы, семинары, дискуссии и другие мероприятия.

У посетителей будет возможность заключить успешные сделки, увидеть инновационные достижения в сфере науки и техники, а также узнать о новых компаниях нефтегазовой индустрии.