Добыча нефти бесштанговыми насосами


НазваниеДобыча нефти бесштанговыми насосами
страница1/8
Дата публикации26.07.2013
Размер1.07 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Физика > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8
ГЛАВА 6

ДОБЫЧА НЕФТИ БЕСШТАНГОВЫМИ

НАСОСАМИ
6.1. Область применения установок электропо­гружных центробежных насосов (УЭЦН)

Эксплуатация нефтяных скважин УЭЦН широко распро­странена на нефтяных промыслах Российской Федерации, и, особенно, в Западной Сибири. В этом регионе более 90 % всей добываемой нефти поднимается на поверхность земли с помо­щью УЭЦН. Особенно широко используются центробежные насосы при интенсификации добычи нефти.

Установки ЭЦН выпускают для эксплуатации высокодебитных, обводненных, глубоких и наклонных скважин с дебитом 20-1000 м3/сут и высотой подъема жидкости 500-2000 м.

В области больших подач (свыше 80 м3/сут) УЭЦН имеют самый высокий КПД среди всех механизированных способов добычи нефти. В интервале подач от 50 до 300 м3/сут КПД УЭЦН превышает 40 %, но в области небольших подач КПД УЭЦН резко падает. Также установки ЭЦН меньше подверже­ны влиянию кривизны ствола скважины.

Влияние кривизны ствола скважины у ЭЦН сказывается в основном при спускоподъемных операциях из-за опасности повреждения кабеля и не связано (до определенной величины угла наклона скважины и темпа набора кривизны), как у ШСН, с самим процессом эксплуатации. Однако ЭЦН плохо работают в условиях коррозионно-агрессивной среды, при выносе песка, в условиях высокой температуры и высокого газового фактора.

Обслуживание установок ЭЦН просто, так как на поверхно­сти размещаются только станция управления и трансформатор, не требующие постоянного ухода. Работа установок ЭЦН до­статочно легко поддается автоматизации и телеуправлению.

При использовании ЭЦН возможно применение эффек­тивных средств уменьшения отложений парафина в подъем­ных трубах. Применяются защитные покрытия НКТ, системы автоматической подачи специальных химических реагентов в скважину и автоматизированные установки со скребками, спускаемыми на проволоке. Монтаж наземного оборудования УЭЦН прост, так как станция управления и трансформатор не нуждаются в устройстве фундаментов. Эти два узла уста­новки ЭЦН размещают обычно в легких будках или в шкафах. Межремонтный срок работы установок ЭЦН составляет по Западной Сибири в среднем около года. Применение новых кон­структивных разработок, а также усовершенствование способов диагностики, обслуживания и ремонта позволит в ближайшие годы увеличить межремонтные сроки в 1,5—2 раза.

Бесштанговые насосы содержат скважинный насос и сква­жинный привод насоса, непосредственно соединенные между собой. Энергия к приводу насоса подводится по кабелю (при электроприводе) или по трубопроводу (при гидро- или пнев­моприводе). Благодаря отсутствию длинной механической связи между приводом и насосом, бесштанговые насосы имеют значительно большую мощность, чем штанговые. Это дает воз­можность поддерживать большие отборы жидкости некоторыми видами бесштанговых насосов. В Российской Федерации уста­новками ЭЦН оснащено более 35 % всех нефтяных скважин и добывается более 65 % всей нефти.

Разработка бесштанговых насосов в нашей стране началась еще в начале XX века, когда А.С. Арутюнов вместе с В.К. Долго­вым разработали скважинный агрегат, в котором центробежный насос приводился в действие погружным электродвигателем. Впоследствии А.С. Арутюнов создал всемирно известную фир­му REDA - Русский электродвигатель Арутюнова.

Промышленные образцы центробежных насосов с электро­приводом были разработаны в Советском Союзе Особым конструкторским бюро по бесштанговым насосам (ОКБ БН). В настоящее время многие российские фирмы продолжают работы по созданию бесштанговых насосов новых типов и типоразмеров и следят за рациональным применением разра­ботанных конструкций.

В последние годы нефтяная промышленность получает большое количество новых видов УЭЦН, для изготовления которых чаще применяются высококачественные материалы

и высокие технологии, которые ранее использовались лишь в аэрокосмических отраслях.

^ 6.2. Схема установки ЭЦН

Установка ЭЦН является сложной технической системой и, несмотря на широко известный принцип действия центробеж­ного насоса, представляет собой совокупность оригинальных по конструкции элементов. Принципиальная схема УЭЦН приведена на рис. 6.1. Установка состоит из двух частей: на­земной и погружной. Наземная часть включает автотрансфор­матор 1; станцию управления 2; иногда кабельный барабан 3 и оборудование устья скважины 4. Погружная часть включает колонну НКТ 5, на которой погружной агрегат спускается в скважину; бронированный трехжильный электрический кабель 6, по которому подается питающее напряжение погружному электродвигателю и который крепится к колонне НКТ специ­альными зажимами 7.

Погружной агрегат состоит из многоступенчатого цен­тробежного насоса 8, оборудованного приемной сеткой 9 и обратным клапаном 10. В комплект погружной установки вхо­дит сливной клапан 11 через который сливается жидкость из НКТ при подъеме установки. В нижней части насос сочленен с узлом гидрозащиты (протектором) 12, который, в свою очередь, сочленен с погружным электродвигателем 13. В нижней части электродвигатель 13 имеет компенсатор 14.

Жидкость поступает в насос через сетку, расположенную в его нижней части. Сетка обеспечивает фильтрацию пластовой жидкости. Насос подает жидкость из скважины в НКТ.

Установки ЭЦН в России разработаны для скважин с обсадными колоннами диаметром 127, 140, 146 и 168 мм. Для обсадных колонн размера 146 и 168 мм имеются погружные агрегаты двух габаритов. Один предназначен для скважин с наименьшим внутренним диаметром (по ГОСТу) обсадной колонны. В этом случае и агрегат ЭЦН имеет меньший диаметр, а, следовательно, и меньшие предельные величины рабочей характеристики (напор, подача, КПД).


Рис. 6.1. Принципиальная схема УЭЦН:

1 - автотрансформатор; 2 - станция управления; 3 - кабель­ный барабан; 4 - оборудование устья скважины; 5 - колонна НКТ; 6 — бронированный электрический кабель; 7 - зажимы для кабеля; 8 - погружной многоступенчатый центробежный насос; 9 - приемная сетка насоса; 10 - обратный клапан; 11 -сливной клапан; 12 -узел гидрозащиты (протектор); 13 - по­гружной электродвигатель; 14 - компенсатор

Каждая установка имеет свой шифр, например УЭЦН5А-500-800, в котором приняты следующие обозначения цифра (или цифра и буква) после УЭЦН обозначает наименьший до­пустимый внутренний диаметр обсадной колонны, в которую он может быть спущен, цифра «4» соответствует диаметру 112 мм, цифра «5» соответствует 122 мм, «5А» - 130 мм, «6» - 144 мм и «6А» — 148 мм; второе число шифра обозначает номинальную подачу насоса (в м3/сУт) и третье - примерный напор в м. Зна­чения подачи и напора даны для работы на воде.

В последние годы номенклатура выпускаемых установок центробежных насосов значительно расширилась, что нашло отражение и в шифрах выпускаемого оборудования. Так, уста­новки ЭЦН, выпускаемые фирмой АЛНАС (г. Альметьевск, Татарстан), в шифре имеют заглавную букву «А» после надписи «УЭЦН», а установки Лебедянского механического завода (АО «Лемаз», г. Лебедянь Курской обл.) имеют заглавную букву «Л» перед надписью «УЭЦН». Установки центробежных насосов с двухопорной конструкцией рабочего колеса, предназначенных для отбора пластовой жидкости с большим количеством меха­нических примесей имеют в своем шифре «2» после буквы «Л» и перед надписью УЭЦН (для насосов фирмы «Лемаз»), букву «Д» после надписи «УЭЦН» (для насосов «АО «Борец»), букву «А» перед цифрой габарита установки (для насосов АЛНАС). Коррозионностойкое исполнение УЭЦН отражается буквой «К» в конце шифра установки, термостойкое — буквой «Т». Конструкция рабочего колеса с дополнительными вихревыми лопатками на заднем диске (фирма «Новомет», г. Пермь) имеет в шифре насоса буквенное обозначение ВННП.
^ 6.3. Основные узлы установки ЭЦН, их назна­чение и характеристика

Скважинные центробежные насосы

Скважинные центробежные насосы являются многоступен­чатыми машинами. Это обусловлено в первую очередь малыми значениями напора, создаваемым одной ступенью (рабочим ко­лесом и направляющим аппаратом). В свою очередь небольшие значения напора одной ступени (от 3 до 6-7 м водяного столба) определяются малыми величинами внешнего диаметра рабочего колеса, ограниченного внутренним диаметром обсадной ко­лонны и размерами применяемого скважинного оборудования - кабеля, погружного двигателя и т.д.

Конструкция скважинного центробежного насоса может быть обычной и износостойкой, а также повышенной коррози­онной стойкости. Диаметры и состав узлов насоса в основном одинаковы для всех исполнений насоса.

Скважинный центробежный насос обычного исполнения предназначен для отбора из скважины жидкости с содержанием воды до 99%. Механических примесей в откачиваемой жидко­сти должно быть не более 0,01 массовых % (или 0,1 г/л), при этом твердость механических примесей не должна превышать 5 баллов по Моосу; сероводорода — не более 0,001%. По требова­ниям технических условий заводов-изготовителей, содержание свободного газа на приеме насоса не должно превышать 25%.

Центробежный насос коррозионностойкого исполнения предназначен для работы при содержании в откачиваемой пластовой жидкости сероводорода до 0,125% (до 1,25 г/л). Износостойкое исполнение позволяет откачивать жидкость с содержанием механических примесей до 0,5 г/л.

Ступени размещаются в расточке цилиндрического корпуса каждой секции. В одной секции насоса может размещаться от 39 до 200 ступеней в зависимости от их монтажной высоты. Максимальное количество ступеней в насосах достигает 550 штук.



^ Рис. 6.2. Схема скважинного центробежного насоса:

1 - кольцо с сегментами; 2,3- гладкие шайбы; 4,5- шайбы амортизаторы; 6 - верхняя опора; 7 - нижняя опора; 8 - пру­жинное кольцо опоры вала; 9 - дистанционная втулка; 10 -основание; 11 - шлицевая муфта.

Модульные ЭЦН

Для создания высоконапорных скважинных центробежных насосов в насосе приходится устанавливать множество ступеней (до 550). При этом они не могут разместиться в одном корпусе, поскольку длина такого насоса (15-20 м) затрудняет транспор­тировку, монтаж на скважине и изготовление корпуса.

Высоконапорные насосы составляются из нескольких сек­ций. Длина корпуса в каждой секции не более 6 м. Корпусные детали отдельных секций соединяются фланцами с болтами или шпильками, а валы шлицевыми муфтами. Каждая секция насо­са имеет верхнюю осевую опору вала, вал, радиальные опоры вала, ступени. Приемную сетку имеет только нижняя секция. Ловильную головку — только верхняя секция насоса. Секции высоконапорных насосов могут иметь длину меньшую, чем 6 м (обычно длина корпуса насоса составляет 3,4 и 5 м), в зависи­мости от числа ступеней, которые надо в них разместить.

Насос состоит из входного модуля (рис. 6.4), модуля секции (модулей-секций) (рис. 6.3), модуля головки (рис. 6.3), обрат­ного и спускного клапанов.






Допускается уменьшить число модулей-секций в насосе, соответственно укомплектовав погружной агрегат двигателем необходимой мощности.

Соединения модулей между собой и входного модуля с двигателем фланцевые. Соединения (кроме соединения входного модуля с двигателем и входного модуля с газосепа­ратором) уплотняют резиновыми кольцами. Соединение валов модулей-секций между собой, модуля-секции с валом входного модуля, вала входного модуля с валом гидрозащиты двигателя осуществляют с помощью шлицевых муфт.

Валы модулей-секций всех групп насосов, имеющих одина­ковые длины корпусов 3,4 и 5 м, унифицированы. Для защиты кабеля от повреждений при спускоподъемных операциях на основаниях модуля-секции и модуля-головки расположены съемные стальные ребра. Конструкция насоса позволяет без дополнительной разборки использовать модуль насосный газосепаратор, который устанавливается между модулем вход­ным и модулем-секцией.

Технические характеристики некоторых типоразмеров ЭЦН для добычи нефти, изготавливаемых российскими фир­мами по техническим условиям представлены в таблице 6.1 и рис. 6.6.

^ Таблица 6.1

Параметры насосов типа ЭЦНМ, ЭЦНМК, ЭЦНМТ, ЭЦНМКТ ТУ 26-06-1485-96

Обозначение насоса

Показатели

Кол-во модулей секций

Кол-во ступеней, шт.



Подача,

м3/сут

Напор, м

Мощ­ность кВт

КПД

насоса

%

Общее

№3

№4

№5

Общее

№3

№4

№5

ЭЦНМ5-50-1000

50

990

13,06

43,0

1







1

192







192

ЭЦНМ5-50-1100



1155

15,24



2

2







224

112







ЭЦНМ5-50-1300



1360

17,94



2

1

1




264

112

152




ЭЦНМ5-50-1550



1565

20,65



2




2




304




152




ЭЦНМ5-80-1050**

80

1050

18,51

51,5

2

2







228

114







ЭЦНМ5-80-1200



1235

21,77



2

1

1




269

114

155




ЭЦНМ5-80-1400



1425

25,12



2




2




310




155

196

ЭЦНМ5-80-1800**



1800

31,73



2




1

1

392







196

ЭЦНМ5-125-850

125

865

20,97

58,5

2

2







192

96







ЭЦНМ5-125-1000



1020

24,85



2

1

1




227

96

131




ЭЦНМ5-125-1200



1180

28,61



2




2




262










ЭЦНМ5-125-1300



1335

32,37



2




1

1

296




131

165

ЭЦНМ5-125-1500



1485

36,13



2







2

330







165

ЭЦНМ5-125-1600



1615

39,16



3

1

2




358

96

131




ЭЦНМ5-125-1800



1770

42,92



3




3




393




131




ЭЦНМ-200-650*

200

640

29,28

50,0

2

1

1




180

76

104




ЭЦНМ-200-750*



740

33,59



2




2




208




104




ЭЦНМ-200-800*



830

36,76



2




1

1

235




104

131

ЭЦНМ-200-950*



930

42,66



2







2

262







131

ЭЦНМ-200-1000*



1005

45,84



3

1

2




284

76

104




ЭЦНМ-200-1100*



1105

50,61



3

1

3




312




104




ЭЦНМ-200-1200*



1200

54,92



3




2

1

339




104

131

ЭЦНМ-200-1300*



1300

58,10



3




1

2

366




104

131

ЭЦНМ-200-1400*



1395

64,00



3







3

393







131




[ЭЦНМ5А-160-800

160

790

23,51

61,0

1










160 1







160

ЭЦНМ5А-160-950

920

27,38

2

2







186

93







ЭЦНМ5А-160-1050

1080

32,29

2

1

1




219

93

126




ЭЦНМ5А-160-1250

1245

37,05

2




2




252




126




ЭЦНМ5А-160-1450

1415

42,11

2




1

1

286




126

160

ЭЦНМ5А-160-160

1580

47,03

2







2

320







160

ЭЦНМ5А-160-1750

1705

50,75

3

1

2




345

93

126




ЭЦНМ-250-800

250

795

36,67

61,5

2




2




146




73




ЭЦНМ-250-900

900

41,50

2




1

1

165




73

92

ЭЦНМ-250-1000

1000

46,13

2







2

184







92

ЭЦНМ-250-1100

1090

50,28

3

1

2




200

54

73




ЭЦНМ-250-1200

1190

54,89

3




3




219




73




ЭЦНМ-250-1300

1295

59,73

3




2

1

238




73

92

ЭЦНМ-250-1400

1400

64,57

3




1

2

257




73

92

ЭЦНМ-250-1500

1500

69,19

3







3

276







92

ЭЦНМ-250-1600

1590

73,34

4




4




292




73




ЭЦНМ-250-1700

1695

78,18

4




3

1

311




73

92

ЭЦНМ-250-1800

1800

83,02

4




2

2

330




73

92

ЭЦНМ6-250-900

250

920

41,40

63,0

1







1

147







147

ЭЦНМ6-250-1050

1075

48,40

2

2







172

86







ЭЦНМ6-250-1250

1265

56,96

2

1

1




202

86

116




ЭЦНМ6-250-1400

1450

65,29

2




2




232




116




ЭЦНМ6-250-1600

1650

74,29

2




1

1

263




116

147

ЭЦНМ6-250-1800

1840

82,8

2







2

294







147

ЭЦНМ6-320-750

320

755

42,83

64,0

2

2







104

52







ЭЦНМ6-320-900

890

50,49

2

1

1




123

52

71




ЭЦНМ6-320-1000

1030

58,44

2




2




142




71




ЭЦНМ6-320-1100

1165

66,09

2




1

1

161




71

90

ЭЦНМ6-500-750

500

800

75,64

60,0

2







2

134




67




ЭЦНМ6-500-900

890

84,16

2







2

168







84

ЭЦНМ6-500-950

970

91,72

3

1

2




183

49

67






  1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Добыча нефти бесштанговыми насосами iconДобыча нефти скважинными штанговыми насосами
Можно выделить следующие основные признаки класси­фикации глубинно-насосных установок
Добыча нефти бесштанговыми насосами iconЬная добыча нефти и газа из двух и более пластов одной скважиной
При добыче нефти часто приходится встречаться с про­блемой одновременной эксплуатации нескольких нефтеносных горизонтов, имеющих...
Добыча нефти бесштанговыми насосами iconЛекция №33
В стране возросли добыча угля, нефти, выработка электроэнергии, выплавка стали, производ­ство сельскохозяйственной продукции. Основой...
Добыча нефти бесштанговыми насосами iconОпек (англ. Opec, The Organization of the Petroleum Exporting Countries)...
Целью опек является координация деятельности и выработка общей политики в отношении добычи нефти среди стран участников организации,...
Добыча нефти бесштанговыми насосами iconМагистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов Наружное...
...
Добыча нефти бесштанговыми насосами iconНефтяная отрасль Казахстана одна из основных отраслей экономики Казахстана....
Казахстана. Казахстан на сегодняшний день является одним из крупнейших производителей нефти в мире. В 1899 году на первом, разрабатываемом...
Добыча нефти бесштанговыми насосами iconЛекция №1. Введение
Постепенное истощение запасов нефти и газа на суше и обострение мирового энергетического кризиса обусловило необходимость все более...
Добыча нефти бесштанговыми насосами iconБизнес-план Нефтеперерабатывающий завод в Ванино Москва
Строительство второй очереди нефтеперерабатывающего завода Группы компаний «Трансбункер» мощностью 1 000 000 тонн сырья в год, увеличение...
Добыча нефти бесштанговыми насосами iconОтчет о запасах нефти и нефтепродуктов

Добыча нефти бесштанговыми насосами iconСистема государства (племя людей)
Добыча вещества природы – производство сырья – производство благ – распределение благ среди населения – обмен между людьми их результатами...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница