Технічні показники ГПНУ. напрями вдосконалення

Гідропоршневі установки дозволяють експлуатувати свердловини з динамічним рівнем до 4500 м, із максимальним дебітом до 750…1250 м³/добу (існують випадки, коли подача перевищує величину 1900 м³/добу) при високому вмісті в пластовій рідині води (до 98 %), піску (до 2 %) і агресивних компонентів.

Параметри насосної установки, розташованої на поверхні землі, визначають глибину спуску ГПНУ і його продуктивність. Тиск робочої рідини, що розвивається насосом, залежить від співвідношення всієї площі поперечного перерізу поршнів гідродвигуна й співвідношення всіх площ поршнів свердловинних насосів, гідравлічних втрат при русі рідини в колонах насосно-компресорних труб, втрат у внутрішніх каналах ГПНА, наземних трубопроводах.

Гідравлічні втрати рідини в колонах труб звичайно становлять 10-15 % від корисного напору заглибного насоса й значною мірою визначаються швидкістю руху рідини в системі. Як правило, вона не перевищує 1, 5-2 м/с.

Збільшення швидкості плину приводить до збільшення втрат і зменшення ККД установки. Швидкість руху рідини в кінцевому підсумку залежить від діаметрів колон насосно-компресорних труб, що спускаються в свердловину, а їх діаметр – від застосовуваної схеми установки й діаметра експлуатаційної колони. Збільшення останньої приводить до підвищення вартості прокладання свердловини, тобто до збільшення капітальних вкладень.

Зменшення швидкості плину може бути досягнуте також за рахунок збільшення тиску силового насоса, що в свою чергу приводить до зменшення його довговічності.

Нині зростання показників установок іде як у напрямі збільшення тиску силового насоса з 21, 0 до 35, 0 МПа, так і збільшення його подачі до 1700 л/хв. Установки з такими параметрами мають загальний ККД рівний 0, 65 (на початку експлуатації заглибного агрегату).

Основні напрями вдосконалення ГПНА полягають насамперед у збільшенні діаметрів їхніх поршнів і збільшенні швидкохідності. Форсування ГПНА привело до збільшення середньої швидкості руху поршневих груп до 2 м/с і збільшення прискорення у 2 рази.

Складність створення агрегатів полягає в тім, що шток поршневої групи працює на стиск; і його довжина визначається максимальною, критичною силою, яку він може витримати без утрати стійкості. Відомо, що критичну силу можна збільшити при використанні стали будь-як якості тільки за рахунок збільшення діаметра його поперечного перерізу а це приводить до погіршення показників агрегату. Тому довжина ходу поршневої групи, як правило, не перевищує 0, 8 м. Слід зазначити, що саме з цієї причини зі зменшенням діаметра агрегату зменшуються середня швидкість переміщення плунжера і число подвійних ходів за хвилину.

Різке збільшення подачі і глибини спуску агрегату може бути досягнуте застосуванням тандемів – агрегатів, у яких в одному корпусі монтуються два, а іноді й більше насосів, а також гідродвигунів, з'єднаних загальним штоком, але працюючих паралельно. Якщо необхідно збільшити глибину спуску агрегату, то два гідродвигуни можуть пускати в хід один насос, якщо подачу – один гідродвигун може пускати в хід два насоси. Нарешті, відомі конструкції агрегатів, в яких об'єднано два гідродвигуни та чотири насоси.