API глубинный штанговый насос, полированный шток и муфта являются составными частями штангового насосного оборудования, которые передают мощность насосного агрегата к скважинному насосу.API глубинный штанговый насосКолонна состоит из десятков или сотен скважинных штанговых насосов API, соединенных муфтами. В процессе добычи нефти колонна скважинных штанговых насосов API подвергается асимметричным циклическим нагрузкам, а рабочей средой является скважинная жидкость (сырая нефть и минеральная вода), а скважинная жидкость многих насосных скважин содержит коррозионные среды. Поэтому основная форма отказаAPI штанговый насосэто усталостный перелом или коррозионно-усталостный перелом. Авария поломкиAPI глубинный штанговый насоссерьезно повлияет на добычу сырой нефти, увеличит стоимость ремонта скважин и увеличит себестоимость сырой нефти.
1. РазвитиеAPI штанговый насос:
Для удовлетворения потребностей в мощном извлечении с помощью больших насосов, глубоком извлечении с помощью малых насосов, скважинах с тяжелой нефтью, скважинах с высоким содержанием парафина, коррозионных скважинах и наклонных скважинах в стране и за рубежом было разработано множество специальных штанговых насосов API, таких как сверхвысокопрочныеAPI штанговый насос, стекловолоконный скважинный штанговый насос API, пустотелый скважинный штанговый насос API, непрерывный скважинный штанговый насос API, скважинный штанговый насос API с электроподогревом, скважинный штанговый насос API с тросом и скважинный штанговый насос API из алюминиевого сплава и т. д., а также были изучены многие соответствующие детали колонн скважинных штанговых насосов API, такие как длинноходовой высокопрочный полированный шток, беззубчатый зажим полированного штока, ротатор, амортизатор, графитовая регулируемая центральная уплотнительная коробка полированного штока, роликовый муфтовый центратор, магнитное антипарафиновое устройство и контроллер опорожнения насоса и т. д., которые дополнительно увеличивают срок службы и область применения скважинного штангового насоса API.
2. Структура и использованиеAPI штанговый насос:
Подземный штанговый насос API соединен с формойAPI штанговый насосколонна через муфту, соединенная сверху с насосным агрегатом посредством голого штока, а снизу соединенная с плунжером насосного агрегата, которая служит для передачи возвратно-поступательного движения точки подвески буровой головки поверхностного насосного агрегата к скважинному насосу.
Отказ резьбы скважинного штангового насоса API часто проявляется в виде обрыва резьбы. Однако благодаря более низкой вогнутой конструкции резьбы современных скважинных штанговых насосов APIAPI и использованию прокатки вместо точения при изготовлении резьбы возникновение таких проблем значительно сократилось.
Структура обычного API глубинного штангового насоса и его головки штанги показаны на рисунке ниже. Его тело штанги представляет собой сплошной круглый стальной стержень поперечного сечения с высаженными головками штанги на обоих концах. Головка штанги состоит из внешнего резьбового соединения, разгрузочной канавки (канавки для рассеивания напряжений), упорного поверхностного плеча, диаметра квадрата ключа, фланца и переходной зоны дуги. Внешнее резьбовое соединение используется для соединения с муфтой, а квадратная шейка ключа используется для зажима API глубинного штангового насоса при загрузке и разгрузке соединения API глубинного штангового насоса.
В стандарте СИ/T 5029-2005 "Штанговые глубинные насосы" оговаривается, что диаметры штанговых глубинных насосов API составляют: 12,7 мм (1/2 дюйма), 15,9 мм (5/8 дюйма), 19,1 мм (3/4 дюйма), 22,2 мм (7/8 дюйма), 25,4 мм (1 дюйм), 28,6 мм (11/8 дюйма).
Длина скважинного штангового насоса API обычно составляет 8000 мм или 7620 мм. Для регулировки длины колонны скважинного штангового насоса API существуют также короткие скважинные штанговые насосы API длиной 410, 610, 910, 1220, 1830, 2440, 3050, 3660 мм.
API СПЕЦ 11B "Штанговый насос" и СИ/T5029-2005 делят обычные глубинные штанговые насосы API на три класса: C, D и K. Глубинный штанговый насос API класса C используется для нефтяных скважин с легкими и средними нагрузками, глубинный штанговый насос API класса D используется для нефтяных скважин со средними и тяжелыми нагрузками, а глубинный штанговый насос API класса K используется для нефтяных скважин с легкими и средними нагрузками и коррозионными условиями.
Скважинные штанговые насосы API классов C, D и K изготавливаются из углеродистой или марганцевой стали, углеродистой или легированной стали и никель-молибденовой легированной стали соответственно. Они обычно подвергаются высадке, общей термической обработке, накатки наружной резьбы, дробеструйной обработке, защите маслорастворимым покрытием и другим процессам для получения определенной усталостной прочности или коррозионной усталостной прочности.
3. Специфическая классификацияAPI штанговый насос:
1. Обычный штанговый насос API:
ОбщепринятыйAPI штанговый насоспредставляет собой металлический стержень с круглым поперечным сечением и высадкой на обоих концах. Высадочная часть имеет квадратное поперечное сечение для соединения резьбы и защелкивающихся ключей. Диаметры штанговых насосов API составляют 13, 16, 19, 22, 25 и 29 мм (т. е. 1/2, 5/8, 3/4, 7/8, 1 и 1 1/2 дюйма). Длина обычно составляет 7,62 м и 8 м, а стандарт API предусматривает 7,62 м и 9,1 м.
В соответствии с положениями национального стандарта и стандарта API обычные штанговые насосы API можно разделить на:
C-классAPI штанговый насос- материал - углеродистая сталь или марганцевая сталь, например, сталь API C-Мн для скважинных штанговых насосов, с пределом прочности на разрыв 620-794 МПа.
Штанговый насос API класса D — материал — углеродистая сталь или легированная сталь, например, хромомолибденовая сталь для скважинных штанговых насосов API, с пределом прочности на разрыв 794–965 МПа.
Материал штангового насоса API класса K - легированная никель-молибденовая сталь, глубинный штанговый насос API из стали NC-Мо или Ни-Кр, предел прочности на растяжение 588-794 МПа.
Штанговые насосы API в Китае были стандартизированы и определен единый код.
2. Специальный штанговый насос API:
В дополнение к существующим обычным штанговым насосам API были разработаны некоторые новые глубинные штанговые насосы API, в основном сверхпрочные глубинные штанговые насосы API, стекловолоконные глубинные штанговые насосы API, пустотелые глубинные штанговые насосы API и непрерывные глубинные штанговые насосы API.
① Сверхпрочный штанговый насос API:
По сравнению с API штанговым насосом D-класса, этот API глубинный штанговый насос представляет собой новый класс прочности с более высокими показателями производительности и более высокой несущей способностью. Когда минимальное напряжение составляет 0-102 МПа, допустимое значение напряжения превышает API глубинный штанговый насос D-класса более чем на 35%. Метод идентификации модели сверхпрочного API штангового насоса: например, CYG7/8HL9140, что означает API глубинный штанговый насос типа ХЛ диаметром 7/8" (22,2 мм) и длиной 140 мм (30 футов).
② Штанговый насос API, изготовленный из стали вместо обычной стали, имеет основные преимущества: малый вес и высокую коррозионную стойкость. Главным недостатком является то, что он не может выдерживать осевую компрессионную нагрузку, а рабочая температура обычно не может превышать 163 ℃. Штанговый насос API из FRP обозначается диаметром штока, максимальной рабочей температурой и уровнем торцевого соединения, например, 7/8"-93 ℃-A, что означает штанговый насос API с диаметром штока 7/8 дюйма, максимальной рабочей температурой 93 ℃ и уровнем торцевого соединения A.
③ Полый штанговый насос API: основными характеристиками полого штангового глубинного насоса API являются: его внутреннее отверстие может транспортировать нефть, и нефть проходит с более высокой скоростью потока, что улучшает способность переносить песок и механические примеси; он может снизить максимальную нагрузку на полированный шток и сократить количество ремонтов скважин; внутреннее отверстие используется для закачки горячей нефти, горячей воды или пара в забой скважины для снижения вязкости и удаления парафина и т. д. Поэтому полый штанговый глубинный насос API особенно подходит для скважин с тяжелой нефтью, скважин, содержащих песок, и насосных скважин, требующих непрерывной закачки среды.
Помимо вышеупомянутых специальных штанговых насосов API, существуют также скважинные штанговые насосы непрерывного действия API, гибкие скважинные штанговые насосы API, скважинные штанговые насосы API с электрическим нагревом, скважинные штанговые насосы API из алюминиевого сплава и т. д., каждый из которых имеет различные области применения и характеристики.
4. Классификация API резьб штанговых насосов, полированных штоков и соединительных муфт:
Чтобы обеспечить надежность резьбового соединения штангового насоса API, полированного штока и муфты, избежать поломок во время добычи, возникновения затрат на ремонт скважин и, следовательно, увеличения себестоимости сырой нефти, необходимо обнаружить резьбу для обеспечения нормальной эффективности добычи и производительности.
1: Модель датчика (всего 14 типов)
Для проверки наружной резьбы: P1, P2; P3, P4; P5, P6; P7, P8;
Для проверки внутренней резьбы: B1, B2; B3, B4; B5, B6;
2: Название и цель
2.1 Для испытания наружной резьбы штангового насоса API:
(1) Калибровочный калибр-пробка с наружной резьбой усеченного гребня P7, сквозной:
Данный калибр представляет собой максимально допустимый диаметр шага наружной резьбы и используется для: калибровки согласующего кольцевого калибра Р8 и соответствующего ему рабочего кольцевого калибра, проверки вертикальности торца заплечика рабочего кольцевого калибра, определения износа согласующего кольцевого калибра, а также испытания на виброустойчивость.
(2) Наружная резьба P8, сквозной кольцевой калибр:
Этот калибр работает в паре с наружной резьбой сквозного калибра P7. При использовании в качестве калибровочного калибра его можно использовать для арбитража, когда возникает спор при проверке наружной резьбы.
(3) Калибровочная пробка с наружной резьбой и упором для усеченного зуба типа P5:
Данный калибр представляет собой минимально допустимый средний диаметр наружной резьбы и используется для: калибровки парного кольцевого калибра P6 и соответствующего рабочего кольцевого калибра, проверки износа парного кольцевого калибра и проведения испытания на виброустойчивость.
(4) Калибр стопорного кольца с наружной резьбой P6:
Этот калибр работает в паре с наружным резьбовым упорным концевым калибром P5. При использовании в качестве калибровочного калибра его можно использовать для арбитража споров при наружном резьбовом контроле.
2.2 Проверка внутренней резьбы (муфт) штанговых насосов API:
(1) Внутренняя резьба B1 через концевой кольцевой калибр (калибровочное кольцо):
Этот калибр представляет собой минимально допустимый средний диаметр внутренней резьбы. Он используется для проверки сквозного внутреннего резьбового калибра-пробки B2 и соответствующего рабочего калибра-пробки, а также может использоваться для проверки вертикальности торца плеча рабочего калибра-пробки.
(2) Внутренняя резьба B2 через концевой калибр-пробку:
Внутренняя резьба через концевой калибр-пробку B2 используется для проверки муфты полированного штока и редукционной муфты, но не может контролировать ее конусность 9°.
Этот калибр сопряжен с внутренней резьбой через концевой кольцевой калибр B1. При использовании в качестве калибровочного калибра его можно использовать для арбитража, когда возникает спор при проверке внешней резьбы.
(3) Калибр-кольцо для внутренней резьбы B3 (калибр-кольцо для проверки посадки конической поверхности)
Конусное кольцо с внутренней резьбой, калибры-пробки B3 и B4 используются для муфт и редукторов полированного штока, а не для муфт штанговых насосов API.
Данный калибр представляет собой базовую конусность внутренней резьбы и может использоваться в качестве стандартного калибра для определения расстояния между парным калибром-пробкой B4 и торцом соответствующего рабочего калибра-пробки.
(4) Конусный калибр-пробка с внутренней резьбой B4:
Калибр-пробка с внутренней резьбой B4 и кольцевой калибр B3 используются для муфт и редукторов полированных штоков, а не для муфт штанговых насосов API.
(5) Калибр-кольцо для внутренней резьбы B5 (проверочное кольцо-калибр)
Этот калибр представляет собой максимально допустимый средний диаметр внутренней резьбы. Он используется для проверки парного калибра-пробки B6 и соответствующего рабочего калибра-пробки, API штангового насоса, полированного штока и редуктора.
(6) Калибр-пробка для внутренней резьбы B6: Этот калибр работает в паре с калибром-кольцом для внутренней резьбы B5. При использовании в качестве калибровочного калибра его можно использовать для арбитража в случае возникновения споров при проверке внутренней резьбы.
2.3 Для проверки наружных резьбовых соединений полированного штока:
(1) Калибровочный калибр-пробка для наружной резьбы P1: этот калибр отображает максимально допустимый средний диаметр наружной резьбы и используется для: калибровки парного кольцевого калибра P2 и соответствующего рабочего кольцевого калибра, проверки вертикальности торцевой поверхности заплечика рабочего калибра, обнаружения износа парного кольцевого калибра и проведения испытания на виброустойчивость.
(2) Кольцевой калибр для наружной резьбы P2: этот калибр не может использоваться для проверки конусности 9°. Этот калибр работает в паре с калибром для наружной резьбы P1. При использовании в качестве калибровочного калибра его можно использовать для арбитража в случае возникновения споров при проверке наружной резьбы.
(3) Калибр-пробка для измерения конической наружной резьбы P3 (калибр-пробка для проверки посадки конической поверхности)
Этот калибр представляет собой базовую конусность наружной резьбы. Его можно использовать как стандартный калибр-пробку для определения расстояния между парным наружным резьбовым коническим кольцом-калибром P4 и соответствующим торцом рабочего кольца-калибра (при использовании P4 в качестве рабочего калибра его можно сравнить с калибровочным калибром P4)
(4) Конусное кольцо с наружной резьбой P4:
Этот калибр работает в паре с коническим калибром для наружной резьбы P-3. При использовании в качестве калибровочного калибра его можно использовать для арбитража при возникновении спора при проверке наружной резьбы.
(5) Калибровочная пробка с наружной резьбой и усеченным зубом типа P5
Данный калибр представляет собой минимально допустимый средний диаметр наружной резьбы и используется для: калибровки парного кольцевого калибра P6 и соответствующего рабочего кольцевого калибра, проверки износа парного кольцевого калибра и проведения испытания на виброустойчивость.
(6) Калибр стопорного кольца с наружной резьбой P6:
Этот калибр работает в паре с наружным резьбовым упорным концевым калибром P5. При использовании в качестве калибровочного калибра его можно использовать для арбитража при возникновении спора при проверке наружной резьбы.
Примечание: Из вышеприведенного введения в типы калибров следует, что калибр-пробка с усеченным зубом и наружной резьбой — калибр-пробка с упорным кольцом типа P5. Как калибр-пробка, так и калибр-пробка с упорным кольцом типа P6 с наружной резьбой могут использоваться для контроля наружной резьбы штанговых насосов и полированных штоков API.
Подробная информация о калибрах API для штанговых насосов, полированных штоков и резьбовых соединений приведена ниже:
1. Кольцевой калибр с Т-образным наружным резьбовым концом P8.
2. Кольцевой калибр с наружной резьбой P6 Z-образного конца (используется для проверки соединений с наружной резьбой штанговых насосов и полированных штоков API)
3. Калибровочная пробка P7 с усеченной верхней наружной резьбой и тройником.
4. Калибровочная пробка P5 с усеченной верхней наружной резьбой Z-конца.
5. Калибр-пробка с внутренней резьбой B2 с Т-образным концом (используется для проверки внутренних резьбовых соединений штанговых насосов API, полированных штоков и переходных муфт)
6. Внутренняя резьба B6, калибр-пробка с Z-образным концом (используется для проверки внутренних резьбовых соединений штанговых насосов API, полированных штоков и редукционных муфт)
7. Калибр-кольцо с внутренней резьбой B1 (контрольное калибр-кольцо)
8. Внутренняя резьба B5, Z-образный калибр-кольцо (проверочное кольцо-калибр)
9. Калибр-кольцо с внутренней резьбой B3 (соответствующее калибр-кольцо)
10. Калибр-пробка для внутренней резьбы B4 (используется для проверки внутренних резьбовых соединений полированного штока и переходной муфты)
11. Кольцевой калибр для наружной резьбы P4 (используется для проверки наружных резьбовых соединений полированного штока)
12. P3 наружная резьба Т-образный конический калибр-пробка (соответствующий калибр-пробка)
13. Кольцевой калибр с Т-образным наружным резьбовым концом P2 (используется для проверки наружных резьбовых соединений полированного штока)
14.P1 калибровочный калибр-пробка с усеченной верхней наружной резьбой и тройником
Проверка глубинных штанговых калибров API, которые будут использоваться для насоса:
P8 (T): Наружная резьба через концевое кольцо-калибр.
P6 (Z): Калибр-кольцо с наружной резьбой.
B2 (T): Внутренняя резьба через концевой калибр-пробку.
B6 (Z): Калибр-заглушка с внутренней резьбой.
Рабочие калибры, используемые для проверки полированного штока:
P2 (T): Наружная резьба через концевое кольцо-калибр.
P6 (Z): Калибр-кольцо с наружной резьбой.
P4 (конус): конический калибр с наружной резьбой.
B2 (T): Внутренняя резьба через концевой калибр-пробку.
B6 (Z): Калибр-заглушка с внутренней резьбой.
B4 (конус): конический калибр-пробка с внутренней резьбой.
Ну, вот и все по этому вопросу. Мы продолжим делиться новыми стандартами и рекомендациями по использованию оборудования для перекачки нефти в будущем, так что следите за обновлениями!