Бурение нефтяных скважин, особенно для глубоких и сверхглубоких скважин, часто происходит в условиях высоких температур (150–200 градусов) и высокого давления (30–70 МПа). Структурные характеристики двунаправленный плунжерный насосделают его идеальным для таких требований:
1.Высокая адаптируемость конструкции, устойчивой к температуре и давлению.
По сравнению с обычными однонаправленными плунжерными насосами, сердечники клапанов и уплотнения (например, из жаро-фторкаучука, металлические уплотнительные конструкции) двунаправленных плунжерных насосов могут быть адаптированы к высоко-температурной среде скважины. Кроме того, двунаправленный плунжерный насос обеспечивает более высокую точность уплотнения при возвратно-поступательном движении плунжера, сводя к минимуму риск утечки под высоким давлением. Например, двунаправленный высокотемпературный-плунжерный насос MPT может работать непрерывно в течение 100 часов без отклонений от нормы при номинальном давлении 30 МПа и температуре 150 градусов.
2.Двунаправленное движение соответствует различным условиям эксплуатации в скважине
Сценарии добычи нефти в скважине, такие как «очистка ствола скважины», «разрыв пласта» и «подъем сырой нефти», требуют частого переключения направления жидкости (например, поочередное закачивание жидкости для гидроразрыва и промывочной жидкости во время гидроразрыва). В отличие от однонаправленных насосов, двунаправленные плунжерные насосы не требуют дополнительных электромагнитных клапанов или гидрораспределителей-, они обеспечивают двунаправленную подачу жидкости просто за счет вращения корпуса насоса вперед и назад. Это устраняет риск «заклинивания клапана высокого- давления», которым страдают однонаправленные насосы (вызванный использованием сложных групп клапанов), что делает двунаправленные плунжерные насосы особенно подходящими для скважинных сред, где пространство ограничено, а обслуживание группы клапанов затруднено.
3.Уменьшите количество групп клапанов, чтобы снизить затраты на систему.
Традиционным однонаправленным плунжерным насосам требуется 2-3 электромагнитных клапана (например, гидрораспределители, предохранительные клапаны) для обеспечения двунаправленного управления жидкостью. Напротив, двунаправленным плунжерным насосам необходимо переключать направление только за счет прямого и обратного вращения двигателя. Это может снизить стоимость закупки групп клапанов на 30–50%, а также уменьшить пространство, занимаемое группами клапанов. Например, пространство для небольших скважинных рабочих устройств позволяет использовать только компоненты диаметром менее или равным 150 мм, а двунаправленные насосы легче устанавливать после устранения групп клапанов.
4.Уменьшите частоту технического обслуживания, чтобы соответствовать характеристике «непрерывной работы», характерной для нефтяной промышленности.
Добыча нефти часто требует непрерывной работы в течение 24-часов. Группы клапанов однонаправленных насосов склонны к износу из-за размыва жидкости под высоким давлением (например, царапин на сердечнике электромагнитного клапана), что требует отключения для технического обслуживания в среднем каждые 100 часов. Однако двунаправленные плунжерные насосы не имеют дополнительных гидрораспределительных групп, а их основными изнашиваемыми деталями являются только плунжер и блок цилиндров. Цикл технического обслуживания может быть продлен до более чем 500 часов, что значительно снижает потери, вызванные перерывами в работе из-за технического обслуживания.