В современном мире выбор насосов достаточно широк, трудно представить себе жизнь без насосного оборудования. В связи с этим часто возникает проблема правильного выбора насоса. Прежде всего, необходимо определить, каким способом и в каких целях насос будет использован. По сферам применения насосов выделяются две основные группы — промышленные и бытовые.
Бытовые насосы используются для водоснабжения, отопления и канализации в жилых и производственных помещениях.

Промышленные насосы применяют для различных специфических операций практически во всех отраслях промышленности. Например, насосы, осуществляющие подачу воды в котлы (насосы многоступенчатые типов ЦНС, ЦНСг, ЦНСм, ЦНСк, ЦНСн, насосы конденсатные типов Кс,1Кс, КсВ, насосы питание котлов-утилизаторов типа НКу); насосы для систем охлаждения во всевозможных промышленных агрегатах; в нефтяной промышленности — для перекачки нефти и нефтепродуктов (маслонасосы шестеренные типов Ш, НМШ, НМШф, НМШ, насосы шестеренные типов Г, БГ); в пищевой – для перекачивания пищевых продуктов; на химических производствах – для перекачивания различных агрессивных сред (насосы химические типов X, ХО, ХМ, насосы химические абразивные типа АХ, насосы химические погружные типа АХП) и т.п.
Насосы применяются для подъема и перемещения жидкости. Жидкость движется по трубопроводу под воздействием создаваемого в ней дополнительного давления.
Таким образом, насос предназначен для сообщения жидкости энергии давления, которая необходима для ее перемещения по трубопроводам. Насос включен в систему трубопроводов, которые соединяют приемный резервуар, где берется жидкость, с напорным резервуаром, куда она подается.
Давление на жидкость может быть одинаковым в обоих резервуарах и равно атмосферному. В этом случае насос должен создать давление в напорном патрубке, превышающее атмосферное, и разрежение во всасывающем патрубке. Энергия поступает к насосу из внешних источников в виде тепловой, механической и другой энергии.

Существует два типа насосов, различающихся по своей конструкции и области применения:
1. Объемные насосы могут перекачивать вязкие жидкости. В них преобладают силы давления. Для таких насосов обязателен массивный фундамент при установке, так как они при работе очень сильно вибрируют. Область применения объемных насосов очень широка — их используют в различных гидросистемах, для перекачивания вискозы, битума и др.
2. Динамические насосы представляют собой очень простую конструкцию, могут иметь минимум подвижных частей или быть вообще вез них, развивают высокое давление на выходе. В таких насосах преобладают силы энерции. К недостаткам таких насосов можно отнести низкую производительность и КПД во время перекачивания вязких жидкостей.

• Центробежные насосы – самые популярные в применении среди динамических насосов. Они обладают широчайшей сферой применения и используются в системах водоснабжения, отопительных системах, в системах водоотведения, в строительстве, сельском хозяйстве, промышленности, для откачки воды из буровых и артезианских скважин (Агрегаты электронасосные погружные типов ЭЦВ, ВЦП), а также при эксплуатации гидросооружений, шахт и метрополитенов. К плюсам центробежных насосов можно отнести простоту эксплуатации, надежность, обеспечение равномерного потока рабочей жидкости, а также перекачивание загрязненных жидкостей. Насосы для скважин (глубинные насосы) могут откачивать из котлованов и траншей грунтовые, гравийно-глинистые воды. Например, насосы грунтовые типов ГрАТ, ГрАК; насосы песковые типа ПВП, шламовые типов BLUH, Ш; насосы песковые типов П, ПБ.

Промышленные насосы подразделяются на три группы по типу энергии, подводимой к ним:
1. Насосы, к которым поступает механическая энергия. Такими насосами являются поршневые, пропеллерные и центробежные, винтовые и ротационные насосы. Особенностью таких насосов является их применение в качестве гидравлических двигателей. Это является их общим свойством. Принцип действия и конструкция каждого из этих типов насосов в корне отличаются друг от друга.
2. Насосы, источником энергии которых является жидкость, подводимая с известным давлением. Это водостройные насосы ( элеваторы, эжекторы) и тараны.
3. Насосы, к которым подводится энергия сжатого пара, воздуха и газа из отдельной установки. Это насосы Гемфри, мамут-насос (эрлифт), пульсометр, паровой инжектор и монтежю.
В настоящее время для приведения в действие насосов используются практически все имеющиеся виды механических двигателей, такие как электрические, водяные, газовые, тепловые и прочие. Факторами, влияющими на выбор двигателя и способ его крепления к насосу, являются тип насоса, род располагаемой энергии для двигателя и его потребной мощности, а также разные экономические соображения.
В полностью или частично автоматизированных установках самым распространенным видом двигателя является электромотор (в случае наличия электроэнергии). Если электроэнергии нет, устанавливаются паровые машины и турбины, либо нефтяные, газовые и другие двигатели.
В случае, если используется электромотор и необходимо, чтобы насос работал непрерывно, важно, чтобы запасные агрегаты имели другой вид привода, например, паровой. Запасные устройства с паровым приводом могут вам понадобиться, если произойдет авария с подачей электроэнергии. Иногда используется бензиновый или керосиновый двигатель, например, в специальных передвижных насосных установках. Для небольшого количества жидкости и маленького напора подойдут насосы с ручным приводом, работающие периодически.

Предпочтения в выборе насосного оборудования обусловлены спецификой ос­нащаемого месторождения:

• штанговые глубинные насосы (ШГН) распространены на месторождениях Та­тарстана, Башкортостана, Верхней Волги, которые находятся на поздней стадии про­работки и отличаются высоким удельным весом малодебетных скважин и высоковяз­кой нефтью;

• установки электроцентробежных на­сосов (УЭЦН), как правило, применяются на высокодебитных скважинах, обеспечивая наибольший КПД среди всех механизирован­ных способов добычи нефти.

Другие виды насосного оборудования эксплуатируются в основном на геологически сложных объектах: установки электровин­товых насосов (УЭВН) — на искривленных скважинах, для добычи высоковязкой не­фти и нефти с содержанием газа; установки электродиафрагменных насосов (УЭДН) — на скважинах с высоким содержанием механических примесей; установки гидро­поршневых насосов (УГПН) — на наклон­ных, высокодебетных, глубоких скважинах; струйные насосы — для высоковязкой не­фти с высоким содержанием механических примесей, для наклонно-направленных скважин.

Соотношение технологий добычи нефти

Структура фонда нефтяных добывающих скважин в 2009 году

С их помощью УЭЦН на российс­ких месторождениях извлекается около 70% нефти. В прошлом году на насосное оборудование скважины переоснащали: «ЛУКОЙЛ» (57 скважин), «Роснефть» (236), «Газпромнефть» (98) и «Сургутнефтегаз» (97). Приоритет отдавался УЭЦН, которыми были оснащены 511 фонтанных и газлифтных скважин.

Штанговые насосы (41% в структуре фонда) традиционно эксплуатируются на низкодебитных скважинах (до 40 т в сутки), суммарная добыча с использованием УШГН около 15%.

Другие виды насосного оборудования имеют сейчас ограниченное применение.

Состояние рынка и перспективы

Рынок УШГН характеризует общая отрицательная динамика. Штанговые насосы замещаются на УЭЦН, что особенно ярко выражено в Западной Сибири.

Research.Techart обусловливает эту тен-денцию комплексом причин:

в последние годы не было введено ни одного нового крупного месторождения, ко­торые бы оснащались станками-качалками;

повышение качества российских УЭЦН, распространение их в сегментах, ко­торые являлись прерогативой использования ШГН (малодебетные скважины);

малодебитные скважины и сква­жины с высокой обводненностью (целевой сегмент для УШГН) с падением мировых цен ввиду неэффективности выводятся из эксплуатации;

технологические ограничения: слож­ность монтажа станков-качалок на новых промыслах в удаленных районах, когда соору­жение свайного фундамента дороже самого оборудования;

высокий период наработки на отказ ШГН (при правильной эксплуатации может прослужить 50 лет), что сокращает потреб­ность в их замене;

• высокая стоимость оборудования, неразвитость сервиса.

Между тем, в ряде нефтедобывающих регионов (Татарстан и Башкортостан) ШГН не имеют альтернативы, что гарантирует ста­бильный спрос.

Согласно оценкам Research.Techart, по итогам 2009 г. продажи УЭЦН в нату­ральном выражении увеличились. При этом в стоимостном эквиваленте объем рынка «просел» на ] ,8%, в первую очередь, ввиду сокращения нефтяными компаниями средств на техперевооружение. Одним из следствий стало смещение спроса на более дешевые модели.

Обращает на себя внимание сущест­венное увеличение численности скважин, оснащенных винтовыми насосными уста­новками как с погружным двигателем, так и с поверхностным приводом. Данная тенденция характерна для новых месторождений с высо­ковязкой нефтью, когда применение УЭЦН нецелесообразно.

В долгосрочной перспективе следует ожидать некоторого сокращения доли УЭЦН и распространения других насосных техноло­гий. Связывается это с тенденциями развития отрасли — ростом обводненности скважин и снижением пластового давления, а также ожидаемой разработкой шельфовых место­рождений. В подобных условиях применение УЭЦН нецелесообразно.

Источник: №8/август/2010 г. ТехСовет