Изготовление насосных утяжеленных штанг на заказ по чертежам Клиента

Справочная информация

Насосная утяжелённая штанга представляет собой усиленный элемент колонны глубинно-насосного оборудования, предназначенный для повышения устойчивости колонны штанг к продольному изгибу и равномерного распределения нагрузки по длине. Утяжелённые штанги устанавливаются в нижней части колонны — ближе к плунжеру глубинного насоса — и воспринимают основные растягивающие и ударные нагрузки, возникающие при работе установки штангового глубинного насоса (ШГН).

Рис.1. Насосная утяжелённая штанга

Заготовки для изготовления

В качестве заготовок используются цельнокатаные или кованые круглые прутки повышенной массы и диаметра, изготовленные из легированных сталей. Заготовки проходят правку, резку на мерные длины и предварительную механическую обработку торцов под нарезку резьбы или высадку головок. На производстве применяется контроль прямолинейности и ультразвуковая проверка для исключения внутренних дефектов. В некоторых исполнениях утяжелённые штанги выполняются с высаженными или приварными головками — в зависимости от типа соединения с обычными насосными штангами.

Материал изготовления

• 38ХН3МА, 40Х, 30ХГСА — для стандартных условий эксплуатации;
• 25Х2М1Ф, 35ХМ, 20Х13 — для высоких температур и агрессивных сред;
• 09Г2С, 12Х18Н10Т — для холодных климатических зон и коррозионно-активных пластов.

Требования к механическим свойствам: временное сопротивление разрыву σв ≥ 900–1100 МПа, предел текучести σ0.2 ≥ 700 МПа, ударная вязкость KCU не ниже 50 кДж/м² при –40 °C.

Характеристики при проектировании

• соотношению массы и длины штанги для оптимальной балансировки колонны;
• точности осевой соосности головок и стержня (допуск не более 0,3 мм/м);
• повышенной жёсткости для предотвращения изгиба при ходе плунжера;
• обеспечению равнопрочной структуры по всей длине после термообработки;
• шероховатости поверхности не выше Ra 1,6, что снижает риск коррозионных трещин.

Преимущества:

• повышение устойчивости колонны к продольному изгибу;
• снижение динамических нагрузок на верхние штанги и муфтовые соединения;
• равномерное распределение нагрузки вдоль колонны;
• увеличение срока службы всей системы ШГН за счёт снижения вибраций.

Недостатки:

• увеличение массы нижней части колонны — требует более мощного привода;
• повышенная металлоёмкость и стоимость изготовления;
• риск повышенного износа при эксплуатации в песчаных и абразивных пластах.

Применение

Утяжелённые насосные штанги применяются в составе установок штанговых глубинных насосов (ШГН) и аналогичных систем механизированной добычи нефти. Они устанавливаются в нижней секции колонны, непосредственно над плунжером, выполняя роль стабилизатора.

Используются в условиях:

• глубоких скважин (до 3500–4000 м), где значительны растягивающие нагрузки;
• высокой вязкости нефти, требующей увеличенного усилия на плунжере;
• агрессивных пластовых сред, содержащих сероводород, углекислоту и воду;
• низких температур эксплуатации, включая районы Крайнего Севера.

Благодаря своей конструкции и механическим характеристикам утяжелённые насосные штанги обеспечивают стабильность работы насосной колонны, уменьшают вероятность поломок и деформаций, а также продлевают срок службы оборудования в тяжёлых условиях нефтедобычи.