Газлифтный, или компрессорный, метод добычи нефти является одним из ключевых способов механизированной эксплуатации скважин. Его основное преимущество — возможность работы с высокообводненными скважинами и скважинами со сложной геометрией ствола, включая значительные искривления. Наиболее эффективной считается схема замкнутого газлифтного цикла, где газ, нагнетаемый в скважину для подъема нефти за счет снижения плотности газожидкостной смеси, многократно используется после сепарации и компримирования. Конструкция скважинного оборудования часто позволяет перейти с фонтанного на газлифтный способ без дорогостоящего подъема колонны труб.
Внутри скважины, на колонне труб, устанавливается пакер газлифтных клапанов (например, пять штук), расположенных на определенных интервалах. В начальный, пусковой период, под давлением нагнетаемого газа открываются все клапаны. После выхода скважины на режим устойчивой работы функционирует только самый нижний клапан, а остальные автоматически закрываются, выполнив свою пусковую функцию. Организация газлифтной добычи требует серьезного обустройства промысла: строительства компрессорных и абсорбционных установок, монтажа газовых компрессоров высокого давления, сепараторов, теплообменников, холодильников, абсорберов, десорберов, фильтров, насосов, резервуаров и разветвленной сети трубопроводов.
Штанговые насосные установки (ШСНУ)
Эксплуатация скважин с помощью штанговых глубинных насосов — это самый массовый способ механизированной добычи нефти в мире. На момент конца 1990-х годов в России он применялся более чем на 65% действующего фонда скважин. Современные ШСНУ позволяют добывать нефть с глубины до 3,5 километров, в том числе из двух продуктивных пластов одновременно, с суточным дебитом от нескольких до нескольких сотен кубометров.
Установка состоит из нескольких ключевых компонентов: наземного привода — станка-качалки, устьевого сальника, колонны насосных штанг, колонны подъемных труб и собственно скважинного насоса, закрепленного внизу. Станок-качалка — это сложный механизм, включающий раму, стойку, балансир с головкой, траверсу с шатунами, редуктор с кривошипами и противовесами, а также электродвигатель со сменными шкивами для регулировки числа качаний. Масса таких станков варьируется от 3,3 до 14,5 тонн. Колонна штанг, соединяющая привод с насосом, собирается из стальных штанг длиной 1-8 метров и диаметром 12-28 мм. Скважинный штанговый насос — это насос объемного действия с неподвижным цилиндром и подвижным плунжером, оснащенный шариковыми клапанами. Возвратно-поступательное движение плунжера, создаваемое качалкой, попеременно открывает и закрывает всасывающий и нагнетательный клапаны, обеспечивая подъем жидкости к устью скважины.
Погружные бесштанговые насосы
Этот класс оборудования используется для откачки пластовой жидкости (нефть, вода, газ, механические примеси) из вертикальных и наклонных скважин и представлен несколькими типами.
Погружные центробежные электронасосы (УЭЦН)
Наиболее распространенный тип бесштанговых систем. Установка включает погружной многоступенчатый насос, соединенный с маслонаполненным электродвигателем, который спускается в скважину на колонне труб. Подача таких насосов достигает 1250 м³/сут, напор — 2000 м, мощность двигателя — до 360 кВт. Агрегат длиной 15-35 метров работает в сложных условиях: при температуре до 110°C, содержании сероводорода до 1,25 г/л и механических примесей до 0,5 г/л. Для защиты двигателя используется специальная барьерная жидкость.
Погружные диафрагменные электронасосы
Применяются для эксплуатации малодебитных скважин (4-16 м³/сут). Агрегат представляет собой моноблок, объединяющий электродвигатель, редуктор и плунжерный насос, герметично изолированный от перекачиваемой среды резиновыми диафрагмами. Контакт с жидкостью имеют только клапаны, что повышает надежность.
Погружные винтовые электронасосы (УЭВН)
Эффективны для добычи высоковязкой нефти, но также подходят и для обычных условий. Это насосы объемного ротационного действия, в которых герметичные полости для перемещения жидкости создаются вращающимися геликоидальными роторами. Подача — до 200 м³/сут.
Гидропоршневые насосные установки (УГН)
Предназначены для кустовой добычи нефти, в том числе с высокой обводненностью (до 99%). Установка состоит из наземного блока силовых насосов и скважинного гидроприводного агрегата. Рабочая жидкость (вода или нефть) под высоким давлением от наземных насосов подается в скважину и приводит в действие глубинный поршневой насос, который откачивает пластовую жидкость. Один блок может обслуживать до 8 скважин.