Видобуток нафти за допомогою штангових насосів – найпоширеніший спосіб штучного підйому нафти, що пояснюється їх простотою, ефективністю та надійністю. Як мінімум дві третини фонду діючих видобувних свердловин експлуатуються установками ШДН.

Перед іншими механізованими способами видобутку нафти УШГН мають такі переваги:

мають високий коефіцієнт корисної дії;

проведення ремонту можливе безпосередньо на промислах;

для первинних двигунів можна використовувати різні приводи;

установки ШГН можуть застосовуватися в ускладнених умовах експлуатації - в піскопроявляючих свердловинах, за наявності нафти парафіну, що видобувається, при високому газовому факторі, при відкачуванні корозійної рідини.

Глибинний штанговий насос у найпростішому вигляді складається з плунжера, що рухається вгору-вниз добре підігнаним циліндром. Плунжер має зворотний клапан, який дозволяє рідині текти вгору, але не вниз. Зворотний клапан, званий також викидним, у сучасних насосах зазвичай є клапан типу шар-сідло. Другий клапан, що всмоктує, - це кульовий клапан, розташований внизу циліндра, також дозволяє рідини текти вгору, але не вниз.

ШСНУ включає:

Наземне обладнання: верстат-гойдалка (СК), обладнання гирла.

Підземне обладнання: насосно-компресорні труби (НКТ), насосні штанги (НШ), штанговий насос свердловин (ШСН) та різні захисні пристрої, що покращують роботу установки в ускладнених умовах.

Відмінна риса УШСН полягає в тому, що в свердловині встановлюють плунжерний (поршневий) насос, який приводиться в дію поверхневим приводом колоною штанг

За способом кріплення до колони НКТ розрізняють вставні (НСВ) та невставні (НСН) насоси свердловинні. Вставні штангові насоси спускають у свердловину у зібраному вигляді. Попередньо в свердловину на НКТ спускається спеціальний замковий пристрій, а насос на штангах спускають у вже спущені НКТ. Відповідно для зміни такого насоса не потрібно зайвий раз проводити спуск-підйом труб.

Невставні насоси спускаються у напіврозібраному вигляді. Спочатку на НКТ спускають циліндр насоса. А потім на штангах спускають плунжер з зворотним клапаном. Тому при необхідності заміни такого насоса доводиться піднімати із свердловини спочатку плунжер на штангах, а потім і НКТ із циліндром.

І той і інший вид насоса має свої переваги, так і недоліки. Для будь-яких конкретних умов застосовують найбільш підходящий тип. Наприклад, за умови вмісту нафти великої кількості парафіну переважно застосування невставних насосів. Парафін, відкладаючись на стінках НКТ може заблокувати можливість підняття плунжера вставного насоса. Для глибоких свердловин краще використовувати вставний насос, щоб знизити витрати часу на спуск-підйом НКТ при зміні насоса.

Більшість видобувного фонду свердловин нафтовидобувних підприємств обладнується штанговими насосними установками. Контроль роботи штангових насосів здійснюється, як відомо, за допомогою динамометрування. Тобто за допомогою зняття діаграми зміни навантаження на гирловий шток при ході вгору-вниз.

Навичка читання динамограм, уміння їх правильно інтерпретувати необхідно як фахівцям технологічної служби нафтовидобувного підприємства, і фахівцям геологічної служби.

Інженерам-технологам динамограми допомагають у прийнятті рішень щодо необхідності поточного ремонту свердловини (ТРС) або, наприклад, про необхідність гарячої обробки свердловини для видалення відкладень парафіну без залучення бригади ТРС.

Фахівцям геологічної служби навичка читання динамограм необхідна як перший етап в аналізі причин зниження дебіту свердловини. Якщо динамограма «робоча», то справа не в насосі. Значить, можна переходити до пошуку «геологічних» причин зниження дебіту.

Теоретична динамограма

Перш ніж перейти до аналізу реальних динамограм необхідно розібратися з теоретичною динамограмою.

Як відомо, динамограма– це діаграма зміни навантаження на гирловий шток, залежно від його ходу. Теоретична динамограма– це така ідеалізована динамограма, яка не враховує сили тертя, інерційні та динамічні ефекти, що виникають у реальних умовах. Через такі ефекти прямі лінії теоретичної динамограми перетворюються на хвилеподібні, характерні для реальної. Також у теоретичній динамограмі передбачається повне заповнення циліндра штангового насоса, тобто коефіцієнт подачі насоса дорівнює 1, чого в реальних умовах ніколи не буває (коефіцієнт подачі насоса зазвичай менше одиниці).

Теоретична динамограма має форму паралелограма (рисунок 1).

Малюнок 1. Динамограма теоретична

Малюнок 2. Схема ШГН

Крапка Ана динамограмі – це крайнє нижнє положення плунжера насоса. Відрізок AB- хід нагору полірованого штока. При цьому відбувається деформація (розтяг) штанг, але плунжер насоса все ще знаходиться в крайньому нижньому положенні. Відрізок BC- хід вгору полірованого штока та плунжера насоса.

Крапка C- крайнє верхнє положення плунжера насоса. Відрізок CD- хід униз полірованого штока. При цьому відбувається деформація (стиснення) штанг, але плунжер насоса все ще знаходиться у крайньому верхньому положенні. Відрізок DA- хід вниз полірованого штока та плунжера насоса

Загалом нічого складного. Ліва частина динамограми характеризує роботу насоса при знаходженні плунжера в нижньому положенні і відповідно роботу клапана насоса, що всмоктує. Права частина динамограми – роботу насоса при знаходженні плунжера у верхньому положенні та відповідно роботу викидного клапана насоса.

Маючи на руках динамограму роботи насоса, можна розрахувати дебіт рідини свердловини. Динамограф, яким і знімають динамограми, видає в тому числі й інформацію про кількість хитань (у хвилину) верстата-качалки та довжину ходу плунжера. Знаючи, який насос спущений у свердловину, розрахувати дебіт не складає труднощів. Формула для розрахунку теоретичногодебіту рідини:

Q т = 1440 · π /4 · D² · L · N

де
Q т- Дебіт рідини (теоретичний), м 3 /сут
D- Діаметр плунжера, м
L- Довжина ходу, м
N- Число коливань, кач. / хв.

Довжину ходу та кількість хитань, як я вже сказав, нам видає динамограф разом із динамограмою. Діаметр плунжера зазвичай вказаний у назві насоса. Наприклад, у насоса НГН-2-44 діаметр плунжера 44 мм, НГН-2-57 відповідно 57 мм.

Для того, щоб отримати фактичнийдебіт рідини свердловини, необхідно отриманий за формулою результат помножити на коефіцієнт подачі насоса ( η ), який як ми вже знаємо завжди менше одиниці.

Приклади реальних динамограм

Фактичні динамограми мають безліч форм і різновидів. Усі їх тут розглянути не вдасться, наведу лише кілька характерних прикладів:

Вплив газу, неповне заповнення плунжера

Не працюють обидва клапани

Обрив або відворот штанг

Вихід плунжера із циліндра насоса

Відкладення парафіну

Перш ніж закінчити статтю, розглянемо ще одне питання:

Як часто знімають динамограми?

Політика різних нафтовидобувних компаній щодо частоти зняття динамограм може відрізнятись. Але, як правило, динамограми знімають 1 раз місяць на звичайному нічим не ускладненому фонді свердловин.

При необхідності динамограми знімають частіше (наприклад, раз на тиждень) на фонді свердловин, ускладнених частими відкладеннями парафіну. Також динамограми знімають за наявності відповідних показань (як кажуть медичні працівники). Наприклад, при зниженні дебіту рідини свердловини, при підвищенні динамічного рівня, після зміни параметрів роботи штангового насоса (довжина ходу, кількість хитань) та інших.

Якщо на свердловині проводилися геолого-технічні заходи (ГТМ), після запуску свердловини до виходу їх у режим динамограми знімаються, зазвичай, щодня. Те саме можна сказати і про нові свердловини запущені з буріння.

ГОСТ 13877-96

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

ШТАНГИ ​​НАСОСНІ ТА МУФТИ
Штангові

ТЕХНІЧНІ УМОВИ

МІЖДЕРЖАВНА РАДА
ЩОДО СТАНДАРТИЗАЦІЇ, МЕТРОЛОГІЇ ТА СЕРТИФІКАЦІЇ

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН Азербайджанським науково-дослідним та проектно-конструкторським інститутом нафтового машинобудування (АзінМАШ) Державної компанії «АЗНЕФТЕХІММАШ» Азербайджанської Республіки ВНЕСЕН Азгосстандартом 2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (прото1

Найменування держави	Найменування національного органу зі стандартизації
Азербайджанська республіка	Азгосстандарт
Республіка Білорусь	Держстандарт Білорусі
Республіка Казахстан	Держстандарт Республіки Казахстан
Киргизька Республіка	Киргизстандарт
Республіка Молдова	Молдовастандарт
російська Федерація	Держстандарт Росії
Туркменістан	Головна державна інспекція Туркменістану
Республіка Узбекистан	Узгосстандарт

Цей стандарт відповідає американському стандарту API Spec 11В (1990 р.) «Штанги, укорочені штанги, гирлові штоки, муфти та перехідні муфти». 3 Постановою Державного комітету Російської Федераціїпо стандартизації та метрології від 26 березня 1999 р. № 94 міждержавний стандарт ГОСТ 13877-96 введений у дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 січня 2001 р. 4 ВЗАМЕН ГОСТ 13877-80

Вступ

Цей міждержавний стандарт передбачає ідентифікацію основних параметрів та приєднувальних розмірів насосних штанг та штангових муфт із прийнятими у міжнародній практиці. На відміну від ГОСТ 13877-80, що раніше діяв, до цього стандарту введено: розділ «Визначення», вимоги до муфт класу SM із зносостійким покриттям та муфтам зменшеного діаметру, вимоги щодо калібрування штанг та муфт, а також розширена номенклатура матеріалів, що застосовуються для виготовлення штанг. У стандарті наведено лише ті марки сталей, штанги та муфти з яких пройшли експлуатаційні випробування не менше ніж у двох регіонах та рекомендовані до серійного виробництва Державною приймальною комісією в установленому порядку. Цей стандарт гармонізований з американським стандартом API Spec 11В в частині розмірів та конструктивного виконанняштанг та муфт, механічних властивостей матеріалів, розмірів різьблення та їх граничних відхилень, контролю штанг та муфт за допомогою калібрів, маркування та пакування штанг та муфт (додаток А). У стандарті не розглядаються відомі у вітчизняній практиці технологічні прийоми щодо покращення якості штанг, які виходять за рамки гармонізованих стандартів, такі як зміцнення штанг шляхом холодного розтягування їх з досягненням пластичної деформації; термомагнітна та піскоструминна обробки, методи дефектоскопії, правки тіла штанги, нормування крутних моментів при згвинчуванні муфт і штанг, а також зварні конструкції як насосних штанг, так і безперервних (цілісних) штангових колон. При необхідності ці питання повинні знайти відображення у технічній документації заводів-виробників штанг та муфт. Ряд вимог стандарту наведено у рекомендаційній формі: формування різьблення штангових муфт накаткою, антикорозійне покриття штанг лаком або мастикою, відмітне забарвлення штанг. У міру впровадження цих вимог стандарту у виробництво розглядатиметься доцільність їхнього переведення до розряду обов'язкових.

1 Область застосування. 3 2 Нормативні посилання. 3 3 Визначення. 4 4 Конструкція, основні параметри та розміри. 5 5 Технічні вимоги. 10 5.1 Характеристики. 10 5.2 Маркування. 13 5.3 Упаковка. 15 6 Правила приймання. 16 7 Методи контролю. 17 8 Транспортування та зберігання. 18 9 Вказівки щодо експлуатації. 19 10 Гарантії виробника. 19 Додаток А Відомості щодо гармонізації цього стандарту зі стандартом API Spec 11 B .. 19 Додаток Б Конструктивні довжини та маси штанг. 20 Додаток У Відомості про матеріали, які застосовуються для виготовлення штанг. 20 Додаток Г Вимоги до муфт класу SM .. 21 Додаток Д Калібрування штанг і муфт. 22 Додаток Е Приклади розрахунку ймовірності безвідмовної роботи партії штанг. 23 Додаток Ж Область застосування насосних штанг та значення допустимої наведеної напруги в штангах. 24 Додаток І Характеристика корозійності продукції нафтових свердловин за вмістом у ній корозійно-активних компонентів (без урахування впливу інгібіторів корозії) 25 Додаток До Правила поводження зі штангами у процесі експлуатації. 25 Додаток Л Правила компонування колон насосних штанг та заміни штанг у колоні. 26

ГОСТ 13877-96

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

ШТАНГИ ​​НАСОСНІ ТА МУФТИ ШТАНГОВІ

Технічніумови

Sucker rods та sucker rod couplings.
Specifications

Датавступу 2001-01-01

1 Область застосування

Даний стандарт поширюється на насосні штанги та штангові муфти, призначені для передачі руху у складі колони насосних штанг від наземного приводу до нафтового свердловинного штангового насоса. Стандарт придатний для цілей сертифікації.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання такі стандарти і документи: ГОСТ 2.601-95 єдина система конструкторської документації. Експлуатаційні документи ГОСТ 9.014-78 Єдина система захисту від корозії та старіння. Тимчасовий протикорозійний захист виробів. Загальні вимоги ГОСТ 166-89 Штангенціркулі. Технічні умови ГОСТ 633-80 Труби насосно-компресорні та муфти до них. Технічні умови ГОСТ 1050-88 Прокат сортовий, калібрований, зі спеціальним оздобленням поверхні із вуглецевої якісної конструкційної сталі. Загальні технічні умови ДЕРЖСТАНДАРТ 1497-84 Метали. Методи випробування на розтяг ГОСТ 2216-84 Калібри-скоби гладкі регульовані. Технічні умови ГОСТ 2590-88 Прокат сталевий гарячекатаний круглий. Сортамент ГОСТ 2789-73 Шорсткість поверхні. Параметри та характеристики ДЕРЖСТАНДАРТ 2991-85 Ящики дощаті нерозбірні для вантажів масою до 500 кг. Загальні технічні умови ГОСТ 4381-87 Мікрометри важільні. Загальні технічні умови ГОСТ 4543-71 Прокат із легованої конструкційної сталі. Технічні умови ГОСТ 5639-82 Сталі та сплави. Методи виявлення та визначення величини зерна ГОСТ 7417-75 Сталь калібрована кругла. Сортамент ДЕРЖСТАНДАРТ 7502-89 Рулетки вимірювальні металеві. Технічні умови ГОСТ 8734-75 Труби сталеві безшовні холоднодеформовані. Сортамент ГОСТ 8908-81 Основні норми взаємозамінності. Нормальні кути та допуски кутів ГОСТ 9012-59 Метали. Метод виміру твердості по Брінеллю ГОСТ 9013-59 Метали. Метод виміру твердості за Роквеллом ГОСТ 9378-93 Зразки шорсткості поверхні (порівняння). Загальні технічні умови ДЕРЖСТАНДАРТ 9454-78 Метали. Метод випробування на ударний вигин за знижених, кімнатної та підвищених температур ГОСТ 10243-75 Сталь. Метод випробувань та оцінки макроструктури ГОСТ 10354-82 Плівка поліетиленова. Технічні умови ГОСТ 12344-88 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення вуглецю ГОСТ 12345-88 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення сірки ГОСТ 12346-78 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення кремнію ГОСТ 12347-77 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення фосфору ГОСТ 12348-78 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення марганцю ГОСТ 12352-81 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення нікелю ГОСТ 12354-81 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення молібдену ГОСТ 14192-96 Маркування вантажів ГОСТ 14810-69 Калібри-корки гладкі двосторонні із вставками діаметром понад 3 до 50 мм. Конструкція та розміри ГОСТ 15150-69 Машини, прилади та інші вироби. Виконання для різноманітних кліматичних районів. Категорії, умови експлуатації, зберігання та транспортування щодо впливу кліматичних факторів зовнішнього середовища ГОСТ 15846-79 Продукція, що відправляється в райони Крайньої Півночі та важкодоступні райони. Упаковка, маркування, транспортування та зберігання ГОСТ 16493-70 Якість продукції. Статистичний приймальний контроль за альтернативною ознакою. Випадок неприпустимості дефектних виробів у вибірці ГОСТ 18321-73. Статистичний контроль якості. Методи випадкового відбору вибірок штучної продукції ДЕРЖСТАНДАРТ 21014-88 Прокат чорних металів. Терміни та визначення дефектів поверхні ГОСТ 22235-76 Вагони вантажні магістральних залізниць колії 1520 мм. Загальні вимоги щодо забезпечення безпеки під час виконання вантажно-розвантажувальних та маневрових робіт ГОСТ 23170-78 Упаковка для виробів машинобудування. Загальні вимоги ДЕРЖСТАНДАРТ 24634-81 Ящики дерев'яні для продукції, що поставляється для експорту. Загальні технічні умови ГОСТ 25670-83 Основні норми взаємозамінності. Граничні відхилення розмірів з невказаними допусками ГОСТ 28473-90 Чавун, сталь, феросплави, хром, металеві марганець. Загальні вимоги до методів аналізу API Spec 11 B Специфікація на насосні штанги (а також укорочені насосні штанги, поліровані штоки, муфти та перекладачі) API Spec 5 CTM Труби обсадні та насосно-компресорні ТУ 2-034-22/197-0 моделей 82002, 82102, 82202, 82302 ТУ 14-127-185-82 Порошки хромонікелеві, що самофлюсуються сплавом для нанесення покриття. Технічні умови РД 39-0147213-237-89 Інструкція з експлуатації нафтових свердловин штанговими свердловинними насосами

3 Визначення

3.1 Найменування конструктивних елементівштанги наведені малюнку 1. 3.2 У цьому стандарті застосовують такі терміни: 3.2.1 штангова колона:Жорстка тяга, що передає зворотно-поступальний рух та поздовжнє зусилля від наземного штангонасосного приводу до робочого органу штангового свердловинного насоса. Примітки 1 Штангова колона є складовоювидобувної штангонасосної установки. 2 Штангова колона може бути безперервною (цілісною) або складовою по довжині - у вигляді колони насосних штанг. 3.2.2 колона насосних штанг:Штангова колона, складена із послідовно з'єднаних насосних штанг; 3.2.3 насосна штанга:Складова частина колони насосних штанг, що має на кінцях співвісне різьблення для послідовного з'єднання з іншими насосними штангами, переважно за допомогою штангових муфт;

1 - Тіло штанги; 2 - Головка штанги; 3 - поделеваторний бурт; 4 - Квадратна шийка; 5 - торець завзятого бурта; 6 - Завзятий бурт; 7 - зарізьбова канавка; 8 - Торець штанги

Малюнок 1 - Найменування конструктивних елементів насосної штанги

3.2.4 штангова муфта:Складова частина колони насосних штанг, як правило, внутрішнім різьбленнямна обох кінцях, призначена для з'єднання насосних штанг між собою; 3.2.5 сполучна штангова муфта (сполучна муфта):Штангова муфта з однаковими різьбленнями на обох кінцях, призначена для з'єднання насосних штанг між собою; 3.2.6 штангова муфта (перекладна муфта):Штангова муфта з різними різьбленнями на обох кінцях, призначена для з'єднання насосних штанг різних умовних розмірів; 3.2.7 стандартна довжина штанги:Відстань, що відраховується від торця наполегливого бурта насосної штанги до зовнішнього торця штангової муфти, нагвинченої на протилежний кінець насосної штанги; 3.2.8 наведена напруга у штангах:Напруга s пр у верхній насосній штанзі будь-якого ступеня штангової колони, що визначається за формулою

Де s m ах – максимальна напруга в тілі штанги за цикл навантаження; s а - амплітуда напруги в тілі штанги за цикл навантаження,

Де s min – мінімальна напруга в тілі штанги за цикл навантаження; 3.2.9 зона термічного впливу:Ділянка тіла насосної штанги довжиною 250 мм, що відраховується від поделеваторного бурта у бік тіла штанги; 3.2.10 поздовжні дефекти прокату:Дефекти прокату відповідно до ГОСТ 21014, розташовані вздовж осі прокату; 3.2.11 поперечні дефекти прокату:Дефекти прокату відповідно до ГОСТ 21014, розташовані перпендикулярно до осі прокату; 3.2.12 торцева контактна поверхня:Кільцева поверхня, по якій контактують торець штангової муфти з торцем наполегливого бурта насосної штанги (без урахування фасок).

4 Конструкція, основні параметри та розміри

4.1 Цей стандарт передбачає цілісні (без зварних з'єднань) металеві насосні штанги (далі - штанги) із зовнішнім різьбленням на обох кінцях з такими значеннями стандартної довжини: нормальної довжини - 7620; 8000 *; 9140 мм; укороченої довжини – 610; 915; 1000 *; 1220; 1500 *; 1830; 2000 *; 2440; 3050 та 3660 мм. * Застосовується за погодженням із споживачем. 4.2 Конструкція та розміри штанг повинні відповідати зазначеним на малюнку 2 та у таблиці 1 . Конструктивні довжини Lштанг (без муфт) та їх маси наведені у додатку Б. 4.3 Штангові муфти (далі – муфти) передбачаються з внутрішнім різьбленням на обох кінцях і повинні виготовлятися наступних типів: сполучні – для з'єднання штанг однакових умовних розмірів; перекладні – для з'єднання штанг різних умовних розмірів. 4.4 Муфти кожного типу повинні виготовлятися виконань: 1 - повнорозмірні з лисками під ключ; 2 - повнорозмірні без лисок; 3 – зменшеного діаметра. 4.5 Конструкція, розміри та маса з'єднувальних муфт повинні відповідати вказаним на малюнку 3 та в таблиці 2, а перекладних муфт – на малюнку 4 та в таблиці 3. Примітка - Допускається на замовлення споживача виготовлення муфт довжиною (і, відповідно, масою), більшою, ніж передбачено у таблицях 2 та 3.

* Розмір забезпечується інструментом. ** Розмір вказаний до накатки різьблення. *** Допускається інша форма сполучення ударного бурта з квадратною шийкою.

Малюнок 2 - Насосна штанга

Таблиця 1

Умовний розмір штанг

Попер. вимкнути.

Попер. вимкнути.

Попер. вимкнути.

Попер. вимкнути.

* Rz

Малюнок 3 - Сполучна муфта

Таблиця 2

Розміри у міліметрах

Умовний розмір сполучних муфт	Виконання	Діаметр муфт D			Розмір під ключ S -0,8

* Rz 6,3 мкм - для муфт виконання 3

Малюнок 4 - Перекладна муфта

Таблиця 3

Розміри у міліметрах

Умовний розмір перекладних муфт	Виконання	Діаметр муфт D+0,13; -0,25 повнорозмірних (зменшеного діаметра)				Розмір під ключ S				Маса муфт, кг, не більше, повнорозмірних (зменшеного діаметра)

4.6 Муфти в залежності від виду термообробки та наявності покриття поділяють на класи відповідно до таблиці 4. малюнку 6 і таблиці 6 .

* R = 0,28 … 0,36

Малюнок 5

Таблиця 5

Умовний розмір		Позначення різьблення	Діаметр різьблення штанг, муфт, мм (див. рис. 5)
	сполучних муфт		d , D	d 2 , D 2	d 1 , D 1

1 - поле допуску внутрішнього різьблення; 2 - поле допуску зовнішнього різьблення; 3 - номінальний профіль; d ; D- номінальний зовнішній діаметр; d 1 ; D 1 – номінальний внутрішній діаметр; d 2 ; D 2 – номінальний середній діаметр

Малюнок 6

Таблиця 6

Умовний розмір штанг

Граничне відхилення діаметра різьблення, мкм

* Внутрішній діаметр різьблення штанги d 1 і зовнішній діаметр різьблення муфти Dзабезпечуються різьбоутворюючим інструментом.

Примітка - Відхилення відраховуються від лінії номінального профілю різьблення у напрямку, перпендикулярному до осі штанги. Граничні відхилення діаметрів d 1 і Dвідносяться до осі западини і становлять відстань між нижчою її точкою та лінією номінального розміру.

4.8 Приклади умовних позначень штанг Штанги умовним розміром 19 мм, довжиною 8000 мм із нормалізованої сталі марки 40 із сполучною муфтою виконання 2 класу Т:

Штанга насосна ШН19-40 ГОСТ 13877-96.

Те ж, довжиною 7620 мм:

Штанга насосна ШН19-7620 -40 ГОСТ 13877-96.

Те саме, для штанги, підданої поверхневому зміцненню нагріванням ТВЧ:

Штанга насосна ШН19-7620 -40 S ГОСТ 13877-96 .

Те саме, з муфтою виконання 2 класу S:

Штанга насосна ШН19-7620 -40 S -S ГОСТ 13877-96 .

Те ж саме, зі сполучною муфтою виконання 3 класу SM:

Штанга насосна ШН19-7620 -40 S -3 SМ ГОСТ 13877-96.

4.9 Приклади умовних позначень муфт Сполучної муфти умовним розміром 19 мм, виконання 2 зі сталі 40, класу Т:

Муфта МШ19 ГОСТ 13877-96.

Те ж, виконання 3, із сталі марки 20Н2М, класу S:

Муфта МШ19-20Н2М-3 S ГОСТ 13877-96 .

Те ж саме, класу SM:

Муфта МШ19-20Н2М-3 SМ ГОСТ 13877-96.

Перекладний муфти умовним розміром 19 ´ 22, виконання 2, із сталі 20Н2М, класу Т:

Муфта МШ19 ´ 22 -20Н2М ГОСТ 13877-96.

4.10 Приклад умовного позначення різьблення штанги (муфти) умовним розміром 19 мм:

Різьблення Ш19 ГОСТ 13877-96.

5 Технічні вимоги

5.1 Характеристики

5.1.1 Штанги та муфти повинні виготовлятися відповідно до вимог цього стандарту щодо робочих креслень, затверджених у встановленому порядку, а також з урахуванням договору на поставку. 5.1.2 Для виготовлення штанг повинна застосовуватись кругла гарячекатана сталь: а) за нормативно-технічним документом на прокат для штанг; б) за ГОСТ 2590 з точністю прокатки для штанг умовних розмірів, мм: 13 та 29 - Б; 16 - В; 19, 22 та 25 - з плюсовими відхиленнями (за таблицею 2 ГОСТ 2590). Примітка - Допуски на прокат наведені з урахуванням пластичної деформації штанг при гарячій редагуванні їх розтягуванням після термообробки. Технічні вимоги до прокату - за ГОСТ 1050, ГОСТ 4543 або технічним умовамна прокат для штанг. 5.1.3 Марки сталі, види термічної обробки та механічні властивості матеріалу штанг після їх термічної обробки повинні відповідати зазначеним у таблиці 7. Таблиця 7

Марка сталі	Вид термічної обробки	Механічні властивості, не менш
40 за ГОСТ 1050	Нормалізація або нормалізація з наступним поверхневим зміцненням нагріванням струмами високої частоти (ТВЧ)
20Н2М згідно з ГОСТ 4543	Те саме
30ХМА за ГОСТ 4543
15Н3МА	Нормалізація або нормалізація з наступним поверхневим зміцненням нагріванням ТВЧ
15Х2НМФ
15Х2ГМФ	Те саме
14Х3ГМЮ	»
Примітки 1 При поверхневому зміцненні штанг нагріванням ТВЧ механічні властивості матеріалу, зазначені в таблиці, відносяться до незагартованої серцевини тіла штанг і визначаються до обробки ТВЧ на відштампованих та термічно оброблених заготовках штанг. 2 Загартування штанг зі сталі марок 15Х2НМФ, 15Х2ГМФ та 14Х3ГМЮ відбувається на повітрі в процесі виготовлення прокату та штампування головок. Допускається загартування штанг проводити у воді або інших охолоджувальних середовищах. 3 Показники твердості є рекомендованими.

Позначення в таблиці 7: s - тимчасовий опір розриву; s т - межа плинності; d 5 - відносне подовження; y - відносне звуження; KV – ударна в'язкість; НВ - твердість за Брінеллем. Відомості про матеріали, що застосовуються для виготовлення штанг, та їх відповідність класифікації за стандартом API Spec 11 B наведені в додатку В. 5.1.4 Глибина поверхневого зміцнення та твердість поверхні штанг, підданих нагріванню ТВЧ, повинні відповідати зазначеним у таблиці 8. Не допускається поверхня нагріванням ТВЧ ділянок квадратної шийки на головках штанги. Таблиця 8

Умовний розмір штанг	Глибина поверхневого зміцнення, мм
	тіла штанг	головки штанг на ділянках радіусом

5.1.5 Межі міцності при розтягуванні штанг, підданих поверхневому зміцненню нагріванням ТВЧ, повинні відповідати МПа не менше: 880 - для сталі марки 40; 30ХМА; 830 » » » 20Н2М; 780 » » » 15Н3МА. 5.1.6 Муфти повинні виготовлятися: а) із круглого каліброваного прокату за ГОСТ 7417, зі сталі марок 40 та 45 за ГОСТ 1050 та 20Н2М, 20ХН2М за ГОСТ 4543; б) із труб за ГОСТ 8734, із сталі марки 45 за ГОСТ 1050; в) із гарячекатаного покату за ГОСТ 2590, із марок сталі, зазначених у перерахуванні а). 5.1.7 Глибина поверхневого зміцнення та твердість поверхні муфт класу S повинні відповідати зазначеним у таблиці 9. При цьому залишаються незагартованими ділянки муфти, що примикають до торців, довжиною від 3 до 10 мм. Таблиця 9

Зовнішній діаметр муфти D, мм	Виконання	Глибина поверхневого зміцнення муфти, мм	Твердість поверхні HRC е, не менш, для сталі марки
				20Н2М; 20ХН2М

5.1.8 Вимоги до муфт класу SM наведені в додатку Г. 5.1.9 Поверхня головок штанг, оброблених тиском, не повинна мати поперечних дефектів глибиною понад 1,6 мм і розміром більше 3,2 мм, а на ділянці переходу від тіла штанги до поделеваторному бурту діаметром не більше розміру S (Таблиця 1) не повинно бути поздовжніх дефектів глибиною більше 0,8 мм. 5.1.10 На поверхні тіла штанги допускаються без видалення поздовжніх дефектів глибиною не більше 0,5 мм, поперечні - не більше 0,1 мм. 5.1.11 Допускається чистовій зачистці дефекти, що перевищують за глибиною норми, наведені в 5.1.9 та 5.1.10, за умови, що геометричні розміри будуть знаходитися в межах, передбачених у 5.1.18. 5.1.12 Зовнішня поверхня муфт не повинна мати розкочених тріщин та тріщин напруги; не допускаються місцеві та окремі дефекти глибиною більше: 0,25 мм - для муфт виконань 1 та 2; 0,13 мм - для муфт виконання 3. 5.1.13 Нагрів кінців заготовок прокату під висадку головок штанг повинен бути автоматизований за часом і унеможливлювати штампування заготовок з недогрітими та перегрітими кінцями. 5.1.14 Макроструктура головок штанг повинна бути без тріщин, розшарування та шлакових включень, видимих ​​неозброєним оком. 5.1.15 Величина зерна в мікроструктурі головок і тіла штанги після термічної обробки не повинна бути більшою за 5-й номер за ГОСТ 5639 для сталі 40 і 6-го номери для сталей інших марок. Перепал сталі не допускається. 5.1.16 Граничні відхилення розмірів оброблюваних поверхонь, не зазначені на малюнках 2, 3 і 4, - за 14-м кваліфікацією ГОСТ 25670. 5.1.17 Граничні відхилення кутових розмірів оброблюваних поверхонь штанг і муфт не повинні перевищувати допуску по 10-й ГОСТ 8908. 5.1.18 Кривизна тіла штанги, що характеризується стрілою прогину, повинна бути не більше 3 мм на 1 м довжини, а на ділянках тіла штанги довжиною 1 м, що примикають до кожної голівки, – не більше 1 мм. 5.1.19 Виправлення штанги або її термічно обробленої заготівлі методами, що викликають зминання її поверхні, не допускається. Неприпустимим є холодне виправлення викривлень штанг, що характеризуються прогином 3 мм і більше на 150 мм довжини. 5.1.20 Різьблення штанг має бути накатаним, а поверхня зарізьбової канавки - обкатаною. Допускається застосування інших методів обробки зарізьбової канавки, які не погіршують якість штанг. 5.1.21 Різьблення муфт (наскрізне або нарізане з обох кінців) повинно бути накатаним і мати фосфатне покриття. Допускаються інші методи формування різьблення. 5.1.22 Різьблення штанг і муфт повинне бути гладким, без вибоїн, фарбувань за профілем різьблення, задирок і рванин, що порушують її безперервність і міцність. 5.1.23 Осі різьблення головки та тіла штанги повинні бути співвісними. Допускається неспіввісність різьблення та тіла штанги не більше 1,5 мм на довжині 200 мм від торця штанги. 5.1.24 Осі різьблення муфти повинні бути співвісними її поздовжньої осі. Неспіввісність різьблення муфти щодо поздовжньої осі муфти - не більше 0,5 мм. 5.1.25 Торці муфти та завзятих буртів штанги повинні бути відповідно перпендикулярні до осей різьблення муфти та штанги. Відхилення від перпендикулярності – не більше 0,05 мм. 5.1.26 Поверхні штанги та муфти, піддані механічній обробці, не повинні мати задирок та подряпин. Допускається наявність рисок від ріжучого інструменту на розточці муфти та завзятому бурті штанги. Допускається на штангах наявність на обробленій циліндричній поверхні завзятого та поделеваторного буртів (рисунок 2, варіант В) окремих раковин від окалини, які не перевищують граничних відхилень діаметра D. 5.1.27 На один кінець штанги має бути щільно нагвинчена (до повного дотику торців муфти та завзятого бурта штанги) сполучна муфта. Штанги зі сталі марки 15Н3МА повинні мати сполучні муфти зі сталі марок 20Н2М, 20ХН2М. Штанги з інших марок сталей повинні мати сполучні муфти зі сталей марок 40 і 45. Допускаються, на замовлення споживача, інші поєднання передбачених цим стандартом матеріалів штанг та сполучних муфт. 5.1.28 Показники надійності 5.1.28.1 Імовірність безвідмовної роботи штанг (за 5 млн. циклів) має бути не менше 0,996, а для штанг із сталі марки 40 та штанг, підданих тільки нормалізації, - 0,995. 5.1.28.2 Встановлений термін служби штанг – не менше 3 років. Середній термін служби штанг – не менше 5,5 років. 5.1.29 Критерієм граничного стану штанга або муфти є їх обрив, а також значне зношування та (або) розтріскування головки і тіла штанги або муфти, викривлення штанги, що виключають можливість їх подальшої експлуатації.

5.2 Маркування

5.2.1 Кожна штанга та муфта повинні маркуватися поверхнево-пластичним деформуванням відповідно до цього стандарту. Допускається проводити маркування штанг і муфт за іншим стандартом, на відповідність якому (поряд із цим стандартом) було проведено їхню сертифікацію в установленому порядку. 5.2.2 Маркування штанг має наноситися на двох протилежних сторонах квадратної шийки. З одного боку квадратної шийки наносять: чисельне значення умовного розміру штанги; товарний знак або умовне позначення підприємства-виробника; місяць та рік випуску. Допускається замість зазначення місяця маркувати позначення кварталу. З іншого боку квадратної шийки наносять: марку сталі; номер плавки; вид термообробки (букву S) - для штанг, що піддаються поверхневому зміцненню нагріванням ТВЧ. Допускається маркування виду термообробки на торці штанги. 5.2.3 На зовнішній поверхні муфти має наносити маркування, що містить: товарний знак або умовне позначення підприємства-виробника; чисельне значення умовного розміру штанги; літеру Т, S або SM відповідно для їхнього класу; марку сталі; місяць та рік випуску. Допускається замість зазначення місяця маркувати позначення кварталу. Муфти, призначені для постачання у зборі зі штангами, допускається маркувати лише позначенням марки сталі та літерою відповідно до класу муфти. 5.2.4 Марки стали маркують такими літерами: 40 та 45 У; 20Н2М, 20ХН2М Н; 30ХМА X; 15Н3МА Р; 15Х2НМФ П; 15Х2ГМФ Л; 14Х3ГМЮ М. 5.2.5 Рік випуску маркують однією останньою цифрою календарного року. Квартали маркують такими літерами: I квартал А; ІІ квартал Б; III квартал Р; IV квартал І. Місяці маркують цифрами від 1 до 12. 5.2.6 Умовний номер плавки маркується трьома цифрами. При числі плавок однієї марки сталі цьому підприємстві-виробнику штанг трохи більше 100 на рік допускається умовний номер плавки маркувати двома цифрами. 5.2.7 На зовнішній поверхні поделеваторного бурта або на торці штанги може наноситися відмітне забарвлення, що відповідає класу штанги за матеріалом відповідно до додатка В: клас С - білий, клас К - блакитний; клас Д: для хромо-молібденових сталей - жовта, для сталей 15Х2НМФ, 15Х2ГМФ та 14Х3ГМЮ - помаранчева, для інших сталей - забарвлення не наноситься.

5.3 Упаковка

5.3.1 Консервації за варіантом захисту ВЗ-4 ГОСТ 9.014 підлягають різьблення штанги (включаючи різьбову канавку та звернений до неї торець завзятого бурта) та муфти. Термін дії консервації – 2 роки. На замовлення споживача термін дії консервації може бути збільшено до трьох років. Зовнішня поверхня штанги може бути покрита антикорозійним лаком або мастикою за умови захисту різьблення відповідно до 5.3.2. 5.3.2 Штанги повинні упаковуватись у транспортні пакети. У кожний пакет упаковують штанги лише однієї марки сталі, одного виду термічної обробки, одного діаметра, однієї довжини, з муфтами одного виконання та класу. Відкрите різьблення штанг і муфт, а також їх контактні поверхні повинні бути захищені запобіжними ковпачками або пробками від пошкоджень та від скупчення в них бруду та вологи. 5.3.3 Конструкція пакетів повинна забезпечувати захист штанг від викривлення (за межі пружної деформації) під час транспортування та зберігання. У пакетах не допускається стикання поверхонь тіла штанг між собою. Кінці штанг із муфтами повинні бути зорієнтовані в один бік. 5.3.4 Штанги повинні укладатися в пакети рядами і скріплюватись поперечними стяжками, що включають бруски зі стяжними болтами, дерев'яні прокладкиміж рядами та стропувальні пристосування. Допускається при стяжці брусків замість болтів використовувати металеву стрічку. Пакети зі штангами нормальної довжини повинні мати не менше п'яти поперечних стяжок по довжині, причому перша - на відстані 1,5 м від кінця з муфтою, остання - на відстані 1,8 м від протилежного кінця штанги, решта - рівномірно між ними по довжині пакета . Допускаються інші вимоги до упаковки за договором між виробником та споживачем. 5.3.5 Маса пакету (брутто) – не більше 1500 кг. Допускається на замовлення споживача об'єднання кількох пакетів у укрупнений транспортний блок-пакет масою брутто до 3500 кг. Висота пакета не повинна перевищувати його ширину. 5.3.6 Кожен пакет повинен мати паспорт за ГОСТ 2.601, який має містити такі дані: найменування підприємства-виробника; умовне позначення штанг; кількість штанг у пакеті; умовний номер плавки; результати заводських механічних випробувань матеріалу (серцевини) штанг; результати визначення твердості поверхонь штанг та муфт, підданих поверхневому зміцненню нагріванням ТВЧ, та муфт класів S та SM; місяць (квартал) та рік випуску. Допускається ці дані доповнювати найменуванням зовнішньоторговельної організації за погодженням з нею. Паспорт повинен передбачати можливість внесення до нього таких даних: номерів свердловин, до яких спущені штанги; дату спуску штанг у свердловину; підпис майстра, який виконує поточний ремонтсвердловин. Паспорт, укладений у мішок з поліетиленової плівки згідно з ГОСТ 10354, повинен розміщуватися всередині однієї з муфт пакета. Муфта, всередині якої знаходиться паспорт, повинна мати особливе забарвлення. Допускається відмітне забарвлення наносити на запобіжну пробку тієї муфти, всередині якої розміщено паспорт. За замовленням споживача паспорт може бути поміщений у пенал, що закріплюється дротом між рядами штанг пакета. 5.3.7 Кожна партія повинна складатися зі штанг одного типорозміру та супроводжуватись етикеткою за ГОСТ 2.601, що містить такі відомості: найменування підприємства-виробника; кількість штанг у партії; кількість пакетів у партії; умовні номери плавок. 5.3.8 Перекладні або сполучні муфти, що поставляються самостійно, повинні бути упаковані в дерев'яні ящики типу II або III згідно з ГОСТ 2991, масою брутто не більше 50 кг. У разі поставки муфт у райони Крайньої Півночі та важкодоступні райони упаковку виробляють за ГОСТ 15846. 5.3.9 На замовлення споживача допускається упаковка муфт у ящики за ГОСТ 24634. 5.3.10 Ящик повинен забезпечуватись пакувальним ярликом із зазначенням на ньому: умовного позначення муфт; марки сталі; класу муфт; виконання муфт; кількості муфт у ящику; місяця (кварталу) та року випуску. Допускається ці дані доповнювати найменуванням зовнішньоторговельної організації за погодженням з нею.

6 Правила приймання

6.1 Для перевірки відповідності штанг та муфт вимогам цього стандарту підприємство-виробник має піддавати їх приймальному контролю, а штанги також періодичним випробуванням. 6.2 Штанги та муфти пред'являються приймальному контролю партіями, що містять не більше 1200 штанг або муфт. Кожна партія повинна складатися зі штанг одного типорозміру, виготовлених із сталі однієї плавки, одного виду термічної обробки, а кожна партія муфт - із муфт одного типорозміру, однієї марки сталі, одного класу та одного виконання. 6.3 Обсяг вибірки з партії повинен встановлюватися відповідно до ГОСТ 16493, виходячи із заданого значення ризику споживача b = 0,1 та рівня рівня якості q= 1,0. 6.4 Відбір виробів у вибірку з партії, що перевіряється, штанг або муфт повинен проводитися за ГОСТ 18321 із застосуванням методу систематичного відбору одиниць продукції у вибірку. 6.5 У вибірці повинен перевірятися кожен виріб, за винятком контролю за 6.7 (перерахування б, в, г, ж), при якому перевіряються дві муфти або штанги з вибірки. 6.6 Якщо у вибірці виявлено хоча б один дефектний виріб, партія бракується відповідно до варіанта шлюбування КЗ за ГОСТ 16493. При незадовільних результатах контролю за 6.7 (перерахування б, в, г, ж) хоча б за одним показником дозволяється проводити повторний контроль цього показника на подвоєній кількості проб, взятих від тієї партії. Допускається одне повторне загартування штанг. Кількість відпусток не обмежується. Після повторної термообробки партія випробовується як пред'явлена ​​знову. 6.7 При приймальному контролі перевіряють: а) розміри штанг (4.2) та муфт (4.5); б) механічні властивості матеріалів штанг (5.1.3) та муфт (5.1.6), а також їх хімічний склад; в) глибину та твердість поверхневого зміцнення штанг та муфт класу S (5.1.4 та 5.1.7); г) глибину, твердість та мікроструктуру зносостійкого покриття муфт класу SM (додаток Г); д) якість зносостійкого покриття муфт класу SM (додаток Г); е) якість необроблених поверхонь (5.1.10); ж) макро- та мікроструктуру штанг (5.1.14 та 5.1.15); з) кривизну тіла штанги (5.1.18); і) якість різьблення штанг і муфт (4.7; 5.1.20 - 5.1.22); к) співвісність різьблення та тіла штанги та муфти (5.1.23 та 5.1.24); л) якість оброблених поверхонь штанг та муфт (5.1.9 та 5.1.26); м) перпендикулярність торців завзятих буртів штанги та торців муфти до осей різьблення штанги та муфти (5.1.25); н) маркування, консервацію та пакування штанг та муфт (5.2, 5.3): 6.8 При періодичних випробуваннях, що проводяться не рідше одного разу на рік, перевіряють межу міцності (5.1.5) та показники надійності (5.1.28) штанг. Періодичним випробуванням по 5.1.5 піддають щонайменше двох штанг одного типорозміру від партії, що пройшла приймальний контроль. Обсяг вибірки для перевірки показників надійності 5.1.28 визначається методикою проведення цих випробувань.

7 Методи контролю

7.1 Розміри штанг, муфт та їх різьблення по 4.1; 4.2; 4.5 та 4.7, а також перпендикулярність торців завзятих буртів штанги та торців муфти до осей різьблення штанги та муфти по 5.1.25, перевіряють при калібруванні штанг та муфт відповідно до додатку Д. Допускається застосування інших засобів вимірювання, що забезпечують. 7.2 Хімічний склад матеріалів штанг, муфт та покриттів перевіряють за сертифікатами або результатами хімічного аналізу . Хімічний аналіз проводять за ГОСТ 12344, ГОСТ 12348, ГОСТ 12352, ГОСТ 12354 і ГОСТ 28473. 7.3 Механічні властивості матеріалу серцевини штанг (5.1.3) перевіряють на зразках, вирізаних з термічно оброблених отштамп. Відрізку слід проводити на ділянці зони термічного впливу. Від кожної заготівлі має бути взято не менш як по два зразки для кожного виду випробувань. 7.3.1 Статичні випробування на розтяг з метою визначення тимчасового опору розриву, межі плинності, відносного подовження та відносного звуження (5.1.3) проводять за ГОСТ 1497. 7.3.2 Випробування на ударну в'язкість проводять за ГОСТ 9454. 7.4 Твердість серцевини (5.1.3), а також твердість поверхні штанг і муфт, підданих поверхневому зміцненню нагріванням ТВЧ (5.1.4), і муфт класів S (5.1.7) та SM (додаток Г) перевіряють за ГОСТ 9012 та ГОСТ 9013. на кожній муфті класу SM, що перевіряється, повинно бути зроблено не менше п'яти вимірювань в точках вздовж утворює зовнішньої поверхні, по яких виводиться середній показник твердості покриття. 7.5 Глибина поверхневого зміцнення штанг (5.1.4), що піддаються нагріванню ТВЧ, повинна визначатися вимірюванням на темплетах. 7.6 Макроструктуру головок штанг (5.1.14) перевіряють візуально. Дозволяється застосовувати лупу з п'ятикратним збільшенням. 7.7 Межу міцності штанг, підданих поверхневому зміцненню нагріванням ТВЧ (5.1.5), перевіряють випробуванням на розрив зразків натурних штанг або відрізків штанг довжиною не менше 600 мм. 7.8 Довжину незагартованих ділянок муфт (5.1.7) та глибину поверхневого зміцнення муфт класу S (5.1.7) перевіряють їх вимірюванням на поздовжніх протруєних темплетах муфт. 7.9 Мікроструктуру зносостійкого покриття муфт класу SM (додаток Г) перевіряють порівнянням з еталоном, виготовленим підприємством-виробником та узгодженим з головною організацією-розробником муфт. 7.10 Відсутність неприпустимих дефектів поверхні штанг (5.1.9, 5.1.10) та муфт (5.1.12) перевіряють візуально за допомогою перевірочної лінійки. 7.11 Відсутність перепалу сталі та мікроструктуру головок (5.1.15) перевіряють за допомогою мікроскопа на поперечних шліфах, вирізаних з головки термічно обробленої заготовки штанг на відстані від 40 до 80 мм від торця та з тіла заготовки на відстані не менше 300 мм. Допускається контроль перегріву та перепалу стали проводити у зламі за ГОСТ 10243. 7.12 У процесі нагрівання головок штанг під висадку в індукторі ТВЧ повинен здійснюватися активний контроль нагріву для забезпечення якості структури металу (5). 1.14 та 5.1.15). Примітка - Прикладом активного контролю може бути пристрій у вигляді термопари, зачеканенной з торця в зразок, відрізаний від заготовки штанги, або встановлення термопари з автоматичним регулюванням та записом температури при нагріванні в печі. 7.13 Кривизну тіла штанги (5.1.18, 4.2.19) та співвісність різьблення та тіла штанги та муфти (5.1.23, 5.1.24) перевіряють універсальними вимірювальними інструментами або за допомогою спеціальних пристроїв. 7.14 Якість поверхні різьблення (5.1.22) та інших механічно оброблених поверхонь (5.1.26 та додаток Г) перевіряють візуально, а шорсткість поверхні - зіставленням з еталонами шорсткості, виконаними відповідно до вимог ГОСТ 9378. 7.15 Показники про експлуатаційну надійність штанг та муфт. При цьому ймовірність безвідмовної роботи штанг визначають за кількістю їх обривів без урахування експлуатаційних відмов відповідно до додатка Е за 5 млн. циклів у штанг у кількості 1000 шт., Виготовлених у період тривалістю не більше трьох місяців. Дозволяється підтвердження показників надійності штанг за результатами підконтрольної експлуатації штанг однієї марки сталі та одного виду термообробки. 7.16 Відповідність маркування, консервації та пакування вимогам 5.2, 5.3 перевіряють зовнішнім оглядом.

8 Транспортування та зберігання

8.1 Пакети штанг та ящики з муфтами транспортують у відкритих транспортних засобахавтомобільним, залізничним та водним транспортом відповідно до правил перевезень, що діють на транспорті кожного виду, та технічними умовами навантаження та кріплення вантажів, встановленими для транспорту цього виду. При проведенні вантажно-розвантажувальних робіт у залізничні загони повинні виконуватись вимоги ГОСТ 22235. При цьому висота штабеля пакетів не повинна перевищувати 3 м, і пакети, що лежать вище, повинні стикатися з нижчими тільки поперечними стяжками. У кожному штабелі поперечні стяжки пакетів повинні бути скріплені між собою дротяним скручуванням від можливого відносного зміщення при транспортуванні. Коефіцієнт завантаження відкритого напіввагону (стосовно штанг нормальної довжини 8000 м) - до повної місткості. Транспортне маркування - за ГОСТ 14192 із зазначенням місць стропування. 8.1.1 Навантаження, вивантаження та перевалка пакетів або блок-пакетів повинно здійснюватися за допомогою пристроїв, що забезпечують збереження штанг у пакетах, та відповідно до вимог Додатка К. 8.2 Транспортування штанг у частині впливу кліматичних факторів зовнішнього середовища - за групою умов зберігання 8 ГОСТ 15150, у частині впливу механічних факторів - за ГОСТ 23170: середня (С) - при перевезеннях будь-яким шляхом (крім моря); жорстка (Ж) – при морських перевезеннях. 8.3 Група умов зберігання – 5 за ГОСТ 15150.

9 Вказівки щодо експлуатації

9.1 Штанги та муфти повинні експлуатуватися відповідно до РД 39-0147213-237 або іншого аналогічного керівного документа, затвердженого в установленому порядку. 9.2 Область застосування насосних штанг залежно від корозійності продукції свердловин, діаметра свердловинного насоса та величини допустимої наведеної напруги наведена в додатку Ж. 9.3 Правила компонування штангових колон та заміни штанг у колоні, а також можливості застосування муфт у колоні труб наведені правила поводження зі штангами в процесі експлуатації – у додатку К.

10 Гарантії виробника

10.1 Виробник гарантує відповідність штанг та муфт вимогам цього стандарту за умови дотримання умов транспортування, зберігання та експлуатації, встановлених цим стандартом та інструкцією з експлуатації. Гарантійний термін експлуатації штанг та муфт – 6 міс з дня введення в експлуатацію.

ДОДАТОК А

(довідкове)

Відомості щодо гармонізації цього стандарту зі стандартом API Spec 11 B

Таблиця А.1

Номер та найменування розділу цього стандарту	Обсяг гармонізації стандартів
1 Область застосування	Стандарти гармонізовані в частині цілісних насосних штанг і штангових муфт з однойменними різьбовими кінцями (відповідно із зовнішнім та внутрішнім різьбленням на обох кінцях).
	Відмінність: Цей стандарт не поширюється на складові штанги, на штанги з різноіменними різьбовими кінцями (ніпельним та муфтовим), на гирлові штоки та їх муфти та інші
4 Конструкція, основні параметри та розміри	Гармонізовані конструкція та розміри штанг та муфт. Відмінність: Додатково включені штанги нормальної довжиною 8000 мм та укороченої довжини 1000, 1500 та 2000 мм, дані щодо конструктивної довжини штанг, по масі штанг та муфт. Наведено позначення штанг і муфт та їх різьблення в метричній системі
5 Технічні вимоги	Гармонізовані технічні вимогидо штанг і муфт. Відмінність: Додатково включені вимоги до штанг та муфт, зміцнених нагріванням ТВЧ; наведено конкретні марки сталі для виготовлення штанг і муфт, а в додатку наведено їх відповідність класифікації стандарту API Spec 11В; наведено показники безвідмовної роботи штанг та терміни їх служби
6 Правила приймання	Гармонізовано правила приймання
7 Методи контролю	Гармонізовано методи контролю. Відмінність: У цьому стандарті немає розділу з конструкцією та розмірами калібрів
8 Маркування, упаковка, транспортування та зберігання	Гармонізовано вимоги до маркування, упаковки, транспортування та зберігання штанг.
9 Вказівки щодо експлуатації	Гармонізовано вказівки з експлуатації. Відмінність: Додатково наведено відомості про сферу застосування штанг з різних матеріалівз урахуванням корозійності продукції свердловин; допустимі наведені напруги в штангах.

ДОДАТОК Б

(довідкове)

Конструктивні довжини та маси штанг

Таблиця Б.1 У міліметрах

Умовний розмір штанг

Конструктивна довжина Lштанг за стандартної довжини*

* Значення конструктивних довжин округлені до цілих чисел.

Таблиця Б.2

Умовний розмір штанг

Маса штанг (без муфт), кг, при стандартній довжині, мм

ДОДАТОК В

(довідкове)

Відомості про матеріали, що застосовуються для виготовлення штанг

В.1 Відповідність характеристик міцності матеріалів штанг, зазначених у цьому стандарті, класифікації матеріалів штанг, зазначеної в стандарті API Spec 11В, наведено в таблиці В.1. Таблиця В.1

Марка сталі	Вид термообробки	Клас штанг за матеріалом (стандарт API Spec 11В)
40 за ГОСТ 1050	Нормалізація
	Нормалізація з наступним поверхневим зміцненням нагріванням струмами високої частоти (ТВЧ)
20Н2М згідно з ГОСТ 4543	Нормалізація
30ХМА за ГОСТ 4543	Нормалізація та висока відпустка з наступним поверхневим зміцненням нагріванням ТВЧ
15Н3МА	Нормалізація
	Нормалізація з наступним поверхневим зміцненням нагріванням ТВЧ
15Х2НМФ	Загартування та високу відпустку або нормалізація та високу відпустку
15Х2ГМФ	Загартування та високу відпустку або нормалізація та високу відпустку
14Х3ГМЮ	Те саме
Примітка - Для штанг, зміцнених нагріванням ТВЧ, клас за стандартом API Spec 11В вказаний у дужках для відображення умовного віднесення до цього класу відповідно до його міцності (5.1.5) та експлуатаційних (додаток Ж) характеристик штанг.

8.2 Сталі марок 15Н3МА, 15Х2НМФ, 15Х2ГМФ та 14Х3ГМЮ випускають за технічними умовами на них. 8.3 Сталі марок 30ХМА, 15Н3МА, 15Х2ГМФ та 14Х3ГМЮ застосовують для виготовлення штанг умовним розміром 19 мм та більше.

ДОДАТОК Г

(довідкове)

Вимоги до муфт класу SM

Г.1 На зовнішній поверхні муфт класу SM має бути нанесене зносостійке покриття завтовшки не менше 0,25 мм. Г.2 Хімічний склад матеріалу покриття повинен відповідати наведеному нижче:

Найменування хімічного елемента
Вуглець
Кремній
Фосфор
Сірка
Хром
Бор
Залізо
Кобальт
Титан
Алюміній
Цирконій
Нікель

Г.2.1 Допускається застосування покриття сплаву ПН70Х17С4Р4 відповідно до ТУ 14-127-185, що наноситься газополум'яним напиленням. Г.3 Спосіб нанесення покриття повинен унеможливлювати пошкодження накатаного різьблення. У разі формування різьблення різальним інструментомця операція повинна проводитись після нанесення зносостійкого покриття. Г.4 Твердість зносостійкого покриття повинна становити 53...62 НКР е. Г.5 Зносостійке покриття муфт повинно мати однорідну дрібнодисперсну мікроструктуру; при цьому відношення мікротвердості матриці до мікротвердості зерна не нижче 0,5. Г.6 Зносостійке покриття не повинно мати тріщин, пір та інших порушень, які можна виявити під час візуального огляду. Сліди окалини та бризки твердого сплаву на торцях муфти не допускаються. Г.7 Після нанесення покриття поверхня муфти повинна бути відшліфована до отримання шорсткості Rz 6,3 мкм за ГОСТ 2789. Г.8 Остаточні розміри муфти з покриттям повинні бути в межах, зазначених у таблицях 2 і 3 цього стандарту.

ДОДАТОК Д

(обов'язкове)

Калібрування штанг та муфт

Таблиця Д.1

Контрольовані розмір та форма поверхні	Засіб вимірювання	Нормативний документ(НД)	Пояснення до операції контролю
1 Штанги
1.1 Внутрішній діаметр різьблення d 1 *	Непрохідний різьбовий калібр-кільце		Різьбовий калібр-кільце не повинен накручуватися на різьблення штанги після третього повороту
1.2 Зовнішній діаметр різьблення d *			Різьбовий калібр-кільце повинен накручуватися на різьблення штанги до упору в торець завзятого бурта
1.3 Відхилення від перпендикулярності торця завзятого бурта до осі різьблення штанги	Прохідний різьбовий калібр-кільце		Плоский щуп не повинен проходити між торцями завзятого бурта і нагвинченого на штангу різьбового калібру-кільця.
	Плоский щуп розміром 0,05 мм.	ТУ 2-034-22/197-011
1.4 Максимальний та мінімальний діаметр зарізової канавки D 1	Мікрометри МР25; МР50	ГОСТ 4381	Засоби вимірювання встановити по черзі на найбільший та найменший розміри діаметра D 1 у межах допуску. При цьому калібр-скоба не повинен проходити над контрольованою поверхнею при вимірі найменшого діаметра D 1
	Регульований калібр-скоба	ГОСТ 2216
1.5 Максимальний та мінімальний діаметри завзятого Dта поделеваторного D 2 бурти	Мікрометри МР25; МР50; МР100	ГОСТ 4381	Засоби вимірювання встановити по черзі на найбільший та найменший розміри діаметрів у межах допуску. При цьому калібр-скоба не повинен проходити над контрольованою поверхнею при вимірі найменшого діаметра
	Регульований калібр-скоба	ГОСТ 2216
1.6 Максимальна та мінімальна довжина зарізьбової канавки l 2	Регульований калібр-скоба		Вимірювальні поверхні калібру встановлюються по черзі на найбільший і найменший розмір або його номінальне значення. Вимірювана довжина повинна бути в межах допуску
1.7 Максимальний та мінімальний діаметри тіла штанги d 0	Мікрометри МР25; МР50	ГОСТ 4381
	Регульований калібр-скоба	ГОСТ 2216
1.8 Ширина квадратної шийки S	Регульований калібр-скоба
1.9 Максимальна та мінімальна довжина насосної штанги L	Рулетка	ГОСТ 7502
2 Муфти
2.1 Зовнішній діаметр різьблення D*	Непрохідний різьбовий калібр-пробка	НД на калібр або стандарт API Spec 11В	Різьбовий калібр-пробка не повинен вкручуватися в різьблення муфти після третього повороту
2.2 Внутрішній діаметр різьблення D 1 *			Різьбовий калібр-пробка повинен вкручуватися в різьблення муфти до упору
2.3 Відхилення від перпендикулярності торця муфти до осі різьблення муфти	Прохідний різьбовий калібр-корок	НД на калібр або стандарт API Spec 11 B	Плоский щуп не повинен проходити між торцями муфти і врізаного в неї різьбового калібру-пробки.
	Плоский щуп розміром 0,05	ТУ 2-034-22/197-011
2.4 Максимальний та мінімальний діаметри розточування муфти D 1 і D 2 (найменший діаметр торцевої контактної поверхні)	Штангенциркуль	ГОСТ 166
	Калібр-корок	ГОСТ 14810
2.5 Довжина муфти L	Мікрометри МК100; МК150	ГОСТ 4381
	Регульований калібр-скоба	ГОСТ 2216
2.6 Максимальне та мінімальна відстаньміж зрізами під ключ S	Мікрометри МК50; МК100	ГОСТ 4381	Калібр-скоба не повинен проходити над поверхнею зрізів під ключ при встановленні вимірювальних поверхонь на мінімальне значення відстані S
	Регульований калібр-скоба	ГОСТ 2216
2.7 Максимальна та мінімальна довжина зрізу під ключ S 1	Регульований калібр-скоба
* Одночасно контролюють профіль різьблення.

ДОДАТОК Е

Приклади розрахунку ймовірності безвідмовної роботи партії штанг

Дані до розрахунку ймовірності безвідмовної роботи партії штанг (1030 > 1000) за 5 ´ 10 6 циклів наведено у таблиці Е.1. Таблиця Е.1

Умовний номер свердловини	Кількість штанг із партії в даній свердловині	Частота подвійних ходів за хвилину п	Час напрацювання T (5 ´ 10 6 ), доба*	Кількість обривів штанг за час T (5 ´ 10 6 )
* Час напрацювання штанг у даній свердловині (без урахування простоїв) за 5 ´ 10 6 циклів, добу, - визначається за формулою

Імовірність безвідмовної роботи контрольної партії штанг за 5 ´ 10 6 циклів

Висновок: вимоги стандарту щодо безвідмовної роботи штанг (5.1.28.1) дотримані.

ДОДАТОК Ж

(обов'язкове)

Область застосування насосних штанг та значення допустимої наведеної напруги в штангах

Таблиця Ж.1

Показники штанг		Умови експлуатації штанг
Марка сталі	Вид термічної обробки	Група корозійності продукції нафтових свердловин	Діапазон умовних розмірів штангових насосів, мм	Допустима наведена напруга в штангах, Н/мм 2 , не більше
	Нормалізація	Некорозійна
	Нормалізація	Некорозійна
	Нормалізація з наступним поверхневим зміцненням нагріванням ТВЧ	Некорозійна
	Нормалізація та висока відпустка з наступним поверхневим зміцненням нагріванням ТВЧ	Некорозійна
		Середньокорозійна
	Нормалізація	Висококорозійна (з присутністю H 2 S до 6%)
	Нормалізація з наступним поверхневим зміцненням нагріванням ТВЧ	Некорозійна
		Середньокорозійна (з присутністю H 2 S)
		Некорозійна
		Середньокорозійна (за відсутності H 2 S)
	Загартування та високу відпустку або нормалізація та високу відпустку	Некорозійна
		Середньокорозійна (за відсутності H 2 S)
	Те саме	Некорозійна
		Середньокорозійна (з присутністю H 2 S)
Характеристика груп корозійності продукції свердловин наведено у додатку І.

ДОДАТОК І

(довідкове)

Характеристика корозійності продукції нафтових свердловин за вмістом у ній корозійно-активних компонентів (без урахування впливу інгібіторів корозії)

І.1 Умовно некорозійна (некорозійна) група: а) до 99 % пластових вод з мінералізацією до 10 г/л за відсутності розчинених H 2 S , 2 і 2 ; б) до 50% пластових вод з мінералізацією до 50 г/л за відсутності розчинених H 2 S , CO 2 та О 2 ; в) безводна нафта із вмістом H 2 S до 60 мг/л. І.2 Середньокорозійна група: а) до 99 % пластових вод з мінералізацією до 50 г/л за відсутності розчинених H 2 S , CO 2 та О 2 ; б) до 60% пластових вод з мінералізацією понад 50 г/л за відсутності розчинених H 2 S , CO 2 та О 2 ; в) до 60 % пластових вод з мінералізацією до 100 г/л та присутністю H 2 S , СО 2 та Про 2 (разом або порізно) до 20 мг/л; г) до 60% пластових вод з мінералізацією до 50 г/л та вмістом H 2 S до 150 мг/л; д) безводна нафта із вмістом H 2 S до 400 мг/л. І.3 Висококорозійна група: а) понад 60 % пластових вод з мінералізацією більше 50 мг/л за відсутності розчинених H 2 S , 2 і 2 ; б) понад 60 % пластових вод та присутністю H 2 S , CO 2 та О 2 (разом або порізно); в) до 60 % пластових вод з мінералізацією більше 100 г/л та присутністю H 2 S , CO 2 і О 2 (разом або порізно) до 20 мг/л; г) до 60 % пластових вод з мінералізацією понад 50 г/л та вмістом H 2 S до 150 мг/л; д) безводна нафта з вмістом H2S понад 400 мг/л. Корозійна активність продукції свердловини може залежати також від іонного складу розчинених солей, концентрації водневих іонів (рН), вмісту сірчистих сполук, температури продукції тощо.

ДОДАТОК ДО

(обов'язкове)

Правила поводження зі штангами у процесі експлуатації

К.1 Штанги до спуску до свердловини повинні перевірятися зовнішнім оглядом. Штанги зігнуті, скручені та мають механічні пошкодження поверхні повинні бути забраковані. Випрямлення вигнутих штанг та зачищення поверхневих пошкоджень не допускаються. К.2 Для проведення спускопідйомних операцій зі штангами свердловина має бути обладнана пристроєм для підвішування штанг або дерев'яними стелажами для укладання штанг. Стелажі повинні бути обладнані таким чином, щоб не виходило прогинів штанг або звішування їх кінців. К.3 Штанги повинні укладатися на стелажах рядами із застосуванням дерев'яних міжрядних прокладок. К.4 Штанги зі стелажів повинні подаватися до свердловини по одній. Кінці штанг не можна волочити по землі. К.5 Захоплення штанг при спускопідйомних операціях повинно проводитися тільки за головку на ділянці радіуса r 1 (рисунок 2), а звинчування (розгвинчування) робити тільки за квадратну шийку. Допускається при підвішуванні штанг робити захоплення штанги (або двох звинчених штанг) за квадрат. К.6 Штангові елеватори, гаки, ключі та інші інструменти, що застосовуються при спускопідйомних операціях, повинні унеможливлювати викривлення тіла штанги у головки, зминання штанг та інших пошкоджень поверхні. К.7 Щоб уникнути заїдання різьблення штанг при їх згвинчуванні або розгвинчуванні спускопідйомне обладнання повинно бути відцентроване над гирлом свердловини. К.8 Перед свинчуванням різьбових з'єднаньштанги вони повинні бути очищені від бруду і змащені. К.9 При розгвинчуванні різьбових з'єднань штанг удари по муфті не допускаються. Муфти, що зазнали ударів, мають бути замінені на нові. К.10 Штанги без пакування транспортують штанговозами або транспортом інших видів, що мають рівну платформу, що перевищує довжину штанг.

ДОДАТОК Л

Правила компонування колон насосних штанг та заміни штанг у колоні

Л.1 Компонування колон насосних штангЛ.1.1 Залежно від режиму роботи штангонасосної установки колона насосних штанг може бути одноступінчастою та багатоступінчастою. Кожен ступінь має складатися зі штанг одного типорозміру. Л.1.2 У багатоступінчастих колонах, як правило, застосовують штанги однієї марки сталі та одного виду термічної обробки. Л.1.3 Довжина кожного ступеня повинна бути підібрана таким чином, щоб усі щаблі колони були однаково навантажені за значенням наведеної напруги, а у разі застосування штанг із різних мароксталі або виду термічної обробки - з урахуванням відмінності в допустимих наведених напругах. Значення наведеної напруги при розрахунку штангових колон рекомендується приймати в межах від 0,75 до 0,9 від допустимого за додатком Ж. Довжина ступеня повинна визначатися розрахунком, методика якого повинна відповідати наведеній у керівних документах, зазначених у 9.1. Л.2 Можливості застосування штангових муфт усередині колон насосно-компресорних трубЛ.2.1 Залежно від виконання муфт можливості їх застосування всередині колон насосно-компресорних труб наведено у таблиці Л.1. Таблиця Л.1 У міліметрах

Умовний розмір штанг	Зовнішній діаметр повнорозмірних муфт (зменшеного діаметра)	Мінімальний умовний (зовнішній) діаметр насосно-компресорних труб, усередині яких застосовуються муфти

Л.3 Заміна штанг у колоніЛ.3.1 Окремі штанги, що обірвалися в процесі експлуатації, повинні бути замінені штангами того самого типорозміру. У разі одного або двох обривів, що мають місце у знову спущеній колоні штанг, не слід змінювати всю колону або її ступінь. Повну зміну штангової колони або її щаблі слід проводити лише при збільшенні інтенсивності (частоти) обривів штанг не менше ніж у 2 рази. Л.3.2 При спостереженні у свердловині підвищеної частоти обривів штанг, порівняно з частотою обривів в аналогічних умовах в інших свердловинах, необхідно виявити причини цього та вжити заходів для їх усунення. Л.3.3 Штанги та муфти, що досягли в процесі експлуатації граничного стану (5.1.29), повинні бути замінені на нові. Ключові слова: насосні штанги, насосні штанги укороченої довжини, штангові муфти, сполучні муфти, перекладні муфти, штангова колона, колона насосних штанг, технічні умови, допустима наведена напруга в штангах, групи корозійності продукції свердловин

Видобуток нафти за допомогою штангових насосів – найпоширеніший спосіб штучного підйому нафти, що пояснюється їх простотою, ефективністю та надійністю. Як мінімум дві третини фонду діючих видобувних свердловин експлуатуються установками ШДН.

Перед іншими механізованими способами видобутку нафти УШГН мають такі переваги:

• мають високий коефіцієнт корисної дії;
• проведення ремонту можливе безпосередньо на промислах;
• для первинних двигунів можна використовувати різні приводи;
• установки ШГН можуть застосовуватися в ускладнених умовах експлуатації - в піскопроявляючих свердловинах, за наявності нафти парафіну, що видобувається, при високому газовому факторі, при відкачуванні корозійної рідини.

Є у штангових насосів та недоліки. До основних недоліків відносяться:

• обмеження по глибині спуску насоса (чим глибше, тим вища ймовірність обриву штанг);
• мала подача насоса;
• обмеження по нахилу стовбура свердловини та інтенсивності його викривлення (незастосовні у похилих та горизонтальних свердловинах, а також у сильно викривлених вертикальних)

Глибинний штанговий насос у найпростішому вигляді (див. малюнок праворуч) складається з плунжера, що рухається вгору-вниз добре підігнаним циліндром. Плунжер має зворотний клапан, який дозволяє рідині текти вгору, але не вниз. Зворотний клапан, званий також викидним, у сучасних насосах зазвичай є клапан типу шар-сідло. Другий клапан, що всмоктує, - це кульовий клапан, розташований внизу циліндра, також дозволяє рідини текти вгору, але не вниз.

Штанговий насос відноситься до об'ємного типу насоса, робота якого забезпечується зворотно-поступальним переміщенням плунжера за допомогою наземного приводу через сполучний орган (колонну штанг). Найвища штанга називається полірованим штоком, вона проходить через сальник на гирлі свердловини і з'єднується з головкою балансира верстата-гойдалки за допомогою траверси та гнучкої канатної підвіски.

Основні вузли приводу УШГН (верстата-качалки): рама, стійка у вигляді усіченої чотиригранної піраміди, 6алансир з поворотною головою, траверса з шатунами, шарнірно підвішені до балансиру, редуктор з кривошипами і противагами, комплектуються набором змінних шків. Для швидкої зміни та натягу ременів електродвигун встановлюють на поворотній санці.

Штангові насоси бувають вставні (НСВ)і невставні (НСП).

Вставні штангові насоси спускають у свердловину у зібраному вигляді. Попередньо в свердловину на НКТ спускається спеціальний замковий пристрій, а насос на штангах спускають у вже спущені НКТ. Відповідно для зміни такого насоса не потрібно зайвий раз проводити спуск-підйом труб.

Невставні насоси спускаються у напіврозібраному вигляді. Спочатку на НКТ спускають циліндр насоса. А потім на штангах спускають плунжер із зворотним клапаном. Тому при необхідності заміни такого насоса доводиться піднімати із свердловини спочатку плунжер на штангах, а потім і НКТ із циліндром.

І той і інший вид насоса має свої переваги, так і недоліки. Для будь-яких конкретних умов застосовують найбільш підходящий тип. Наприклад, за умови утримання в нафті великої кількостіпарафіну переважно застосування невставних насосів. Парафін, відкладаючись на стінках НКТ може заблокувати можливість підняття плунжера вставного насоса. Для глибоких свердловин краще використовувати вставний насос, щоб знизити витрати часу на спуск-підйом НКТ при зміні насоса.

Найбільш поширений спосіб видобутку нафти - застосування штангових насосних свердловинних установок (УШГН). Насоси спускають на глибину від кількох сотень метрів до 2000 м (в окремих випадках до 3000 м). У свердловині, обладнаній УШГН, подача рідини здійснюється глибинним насосом плунжерним, який приводиться в дію за допомогою спеціального приводу верстата-качалки (СК) за допомогою колони штанг.

Устаткування УШДН включає:

Наземне обладнання:

· Обладнання гирла;

· Верстат-гойдалка.

Підземне обладнання:

· Насосні штанги;

· Штанговий свердловинний насос;

· Різні захисні пристрої (газовий або пісочний якір, фільтр тощо).

Принцип роботи УШГН

Електродвигун через клиноременную передачу та редуктор надає двом масивним кривошипам, розташованих з двох сторін редуктора, круговий рух. Крившипно - шатунний механізм у цілому перетворює на зворотно-поступальний рух балансира, який обертається на опорній осі, укріпленій на стійці. Балансир повідомляє зворотно-поступальний рух канатної підвіски, штанг і плунжера. При ході плунжера нагору нагнітальний клапан під дією рідини закривається і вся рідина, що знаходяться під плунжером, піднімається вгору на висоту рівну довжині ходу плунжера. У цей час свердловинна рідина через клапан, що всмоктує, заповнює циліндр насоса. При ході плунжера вниз клапан, що всмоктує, закривається, рідина під плунжером стискається, і відкривається нагнітальний клапан. У циліндр поринають штанги, пов'язані з плунжером.

Таким чином, ШСН - поршневий насосоднорідної дії, а загалом комплекс із насоса та штанг - подвійної дії.

У свердловині, обладнаній УШГН, подача рідини здійснюється глибинним насосом плунжерним, який приводиться в дію за допомогою спеціального приводу СК за допомогою колони штанг.

СК перетворює обертальний рух електродвигуна на зворотно-поступальний рух підвіски штанг.

Коротка характеристика обладнання УШГН

2. Насосні штанги

Свердловинні штангові насоси (ОСТ 26-26-06-86) є надійним та економічним експлуатаційним обладнанням нафтових свердловин, що широко застосовуються для відбору пластової рідини (суміші нафти, води та газу).

Штангові глибинні насоси (ШГН) застосовуються в свердловинах:

· З дебітом від 5 до 150 м 3 /сут.;

· З глибиною спуску насоса до 2000м. і більше;

· з кривизною стовбура свердловини до 8-10 (максимальне відхилення від вертикалі) при великих відхиленнях по кривизні повинні застосовуватись спеціальні захисні пристрої для штанг та насоса;

· з газовим фактором до 150 м 3 /м 3 при високих газових факторах застосовуються якорі (газосепаратори);

Насоси поділяються на невставні (трубні) та вставні.

Невставні насоси.

Циліндр спускається у свердловину на насосних трубах без плунжера. Плунжер спускається окремо на насосних штангах. Плунжер вводиться в циліндр разом з підвішеним до плунжеру клапаном, що всмоктує. Щоб довести плунжер до циліндра насоса без пошкоджень через труби, останні повинні мати внутрішній діаметр більше зовнішнього діаметра плунжера (приблизно на 6 мм). Застосування НСН доцільно у свердловинах з великим дебітом, невеликою глибиною спуску та великим міжремонтним періодом.

а - невставний насос із штоком типу ПН-1; б - невставний насос з уловлювачем типу НН-2: 1 - нагнітальні клапани; 2 – циліндри; 3 – плунжери; 4 - патрубки-подовжувачі; 5 - всмоктувальні клапани; 6 - сідла конусів; 7 - захватний шток; 8 - другий нагнітальний клапан; 9 - уловлювач; 10 – наконечник для захоплення клапана; в - вставний насос типу НВ-1: 1 – штанга; 2 – НКТ; 3 – посадковий конус; 4 – замкова опора; 5 – циліндр; 6 – плунжер; 7 - напрямна трубка.

Малюнок 2.8 – Складальне кресленняневставного насоса

Вставні насоси.

Циліндр у зборі з плунжером та клапанами спускається на штангах. У цьому випадку на кінці насосних труб заздалегідь встановлюється спеціальний посадковий пристрій - замкова опора, на якій відбувається посадка та ущільнення насоса.

У НН-1(рис 2.3, а) всмоктуючий клапан 5 тримається в сідлі конуса 6 і з'єднаний з плунжером 3 спеціальним штоком 7. Це дозволяє при підйомі штанг, отже, і плунжера відразу витягти всмоктуючий клапан 5. Така операція необхідна не тільки для заміни або ремонту

клапана, але й для спуску рідини з насосних труб перед підйомом.

У насосах НН-2 (рис 2.3, б) - два нагнітальні клапани. Це суттєво зменшує (на обсяг плунжера) обсяг шкідливого простору та підвищує коефіцієнт наповнення при відкачуванні газованої рідини.

Вставні насоси НВ-1 мають один або два клапани, розміщені у верхній та нижній частині плунжера.

Насосні штанги

Для передачі зворотно-поступального руху від приводу до плунжера насоса свердловинного використовується колона насосних штанг. Вона збирається з окремих штанг, з'єднаних муфтами.

Насосні штанги являють собою стрижні круглого. поперечного перерізуз висадженими кінцями, на яких розташовується ділянка квадратного перерізу та різьблення.

Штанги випускаються діаметрами 16, 19, 22, 26, а напруга, що допускається, для найбільш широко поширених марок сталей становить 70...130 МПа.