Борьба с вредным влиянием песка на работу штангового насоса

Серьезно осложняющим работу СШНУ фактором является содержание в откачиваемой продукции механических примесей (песка). Такая продукция, попадая в глубинный насос, приводит к износу пары трения «цилиндр—плунжер», клапанов, а в ряде случаев вызывает заклинивание плунжера в цилиндре и обрыв штанг. Кроме того, чрезмерное количество песка в продукции приводит к осаждению части его на забое скважин, образованию песчаных пробок и снижению продуктивности (так называемые пескообразующие скважины). Для предотвращения поступле­ния песка в скважины широко используют:

1. Специальное оборудование забоев различными фильтра­ми (гравийными и сеточными). Основной недостаток гравий­ных фильтров в том, что они быстро забиваются песком и доступ нефти к приему насоса прекращается. Для восстановления фильтра его извлекают и промывают.

2. Методы крепления призабойных зон специальными со­ставами, которые после затвердевания образуют в призабойной зоне прочную пористую и проницаемую среду, предотвращаю­щую в той или иной степени поступление песка в скважину.

3. Используют плунжеры с канавками и типа «песко-брей».

4. Ограничивают вынос песка путем регулирования отбора жидкости.

5. Применяют полые штанги.

6. Периодически удаляют накапливавшийся песок на за­бое.

7. Применяют песочные якоря.

8. Применяют подлив жидкости в затрубное пространство. При этом глубинный насос опускается практически до забоя, что создает повышенную скорость восходящего потока в ин­тервале «забой—прием насоса», предотвращая оседание частиц песка.

Существенный положительный эффект при эксплуатации пескообразующих скважин может дать применение песочных якорей, закрепляемых под всасывающим клапаном глубинного насоса. По принципу действия песочные якоря относятся к классу гравитационных сепараторов, принципиальные схемы которых показаны на рис. 5.29. Якорь на рис. 5.29, а условно называется прямым — продукция скважины поступает в коль­цевой зазор между корпусом 1 и трубой 3, а жидкая фаза по трубе 3 поступает к всасывающему клапану насоса 5. Якорь на рис. 5.29, б называется обращенным — продукция скважины поступает в трубу 3, а жидкая фаза из кольцевого зазора между корпусом 1 и трубой 3 поступает к всасывающему клапану насо­са 5. В якоре прямого типа скорость нисходящего потока жидкой фазы (в кольцевом зазоре) и скорость восходящего потока в трубе должны быть меньше скорости оседания частиц песка, а в якоре обращенного типа скорость нисходящего потока в трубе и скорость восходящего потока в кольцевом зазоре должны быть меньше скорости оседания частиц песка. Оседающий песок накапливается в корпусе-накопителе якоря, который очища­ется на поверхности; после подъема при подземном ремонте скважины. При использовании песочных якорей вероятность образования песчаной пробки на забое скважины существенно понижается. Практика применения песочных якорей показала, что эффективность обращенного якоря выше прямого.

Рис. 5.29. Принципиальные схемы песочных якорей

1 — корпус-накопитель якоря; 2 — отверстия; 3 — труба; 4 — узел соединения якоря с насосом; 5 — всасывающий клапан насоса; а — якорь прямого типа; б — якорь обращенного типа; I — жидкая фаза продукции; II — жидкость + механические при­меси (песок); III — механические примеси

Следует отметить, что чистка песчаных пробок промывкой скважины является достаточно трудоемкой и дорогостоящей операцией, поскольку частицы песка покрыты нефтью, а за­частую и парафином, в процессе эксплуатации они слипаются, образуя достаточно прочную пробку.