Добыча нефти погружными электроцентробежными насосами УЭЦН в России. Эцн для добычи нефти


1.3.Технология установок механизированной добычи нефти оборудованных эцн

Погружные электроцентробежные насосы (ЭЦН) - это многоступенчатые насосы, имеющие большое число ступеней, каждая из которых состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата, собранных на валу и вставленных в стальную трубу- корпус насоса.

ЭЦН приводится в движение погружным электродвигателем специальной конструкции (ПЭД). ЭЦН предназначены для механизированной добычи нефти и воды из скважин. Промышленностью выпускаются ЭЦН около 30 типоразмеров с подачей 40700 м3/сут и номинальным напором 1002500 м, в зависимости от того, какая жидкость добывается (нефть или вода).

Нижняя часть насоса с полостью всасывания жидкости отделена от протектора и двигателя сальником. Насосный протектор и двигатель являются отдельными узлами, соединенные болтовыми шпильками. Концы валов имеют шлицевые соединения, и стыкуются при сборке всей установки. При необходимости подъема жидкости с большой глубины секции ЭЦН соединяются друг с другом так, что общее число ступеней достигает 400.

Для привода ЭЦН используются маслонаполненные вертикальные асинхронные электродвигатели типа ПЭД. ПЭД питается электроэнергией по трехжильному кабелю, спускаемому в скважину параллельно с насосно-компрессорными трубами (НКТ).

Все кусты нефтедобывающих скважин оснащены 2 типами насосов.

Насосный агрегат УЭЦН-5-400-1450 имеет технические характеристики: Q=400 м3/сут (Q=0,0046 м3/с), Н=1450 м, ηнас=60 %.

Мощность приводного двигателя насоса УЭЦН-5-400-1450 определим по формуле:

(1.4)

где Q– максимальная теоретическая подача, м3/с;

Н- напор, развиваемый насосом, м;

ρ- плотность перекачиваемой жидкости, ρ=1000 кг/м3;

нас– полный КПД насоса, %.

По условию (1.2) выбираем из справочника [3] погружной электродвигатель типа ПЭД100-123У. Технические характеристики двигателя сведены в табл.1.5. Эти двигатели приняты отечественной поставки, в комплект которых входят: станция управления типа ШГС и повышающий трансформатор 0,4/Uраб.

Таблица 1.5

Технические характеристики ПЭД100-123У

Рн, кВт

, %

Uн, кВ

nсинхр, об/мин

cos 

Ic, А

125

78

1

3000

0,84

84

Вторая половина насосов имеет технические данные: Q=500 м3/сут (Q=0,0057 м3/с), Н=1450 м, ηнас=60 %. Тогда мощность привода насоса определим по формуле (1.4):

Погружные электродвигатели приняты импортной поставки на мощность 180 кВт и рабочее напряжение 1000 В. В комплект входят: частотный преобразователь со станцией управления и повышающий трансформатор 0,4/Uраб.

1.4.Технология поддержания пластового давления закачкой воды

Основное назначение системы поддержания пластового давления (ППД) - добыть необходимое количество воды, пригодной к закачке в пласт, распределить ее между нагнетательными скважинами и закачать в пласт. Для соблюдения мер по охране природы и окружающей среды система ППД должна предусматривать свою работу по замкнутому циклу и обеспечивать 100% утилизацию сточных вод. За счет поддержания пластового давления увеличивается нефтеотдача скважин.

Воду для закачки в пласт забирают из карьеров, а также производится добыча подземных вод (сеноманские). Помимо этого используется вода с очистных сооружений дожимных насосных станций (ДНС), пройдя предварительную очистку. В большинстве случаев предпочтение отдается подземным водам, т.к. они почти не требуют очистки.

Начальными звеньями системы водоснабжения являются водозаборные скважины и плавучие насосные станции (ПлНС), от которых вода, пройдя через водоочистительные сооружения, поступает в магистральные трубопроводы. Из последних вода забирается кустовыми насосными станциями (КНС), где насосы высокого давления повышают ее давление и по разводящим напорным трубопроводам направляют в скважины.

На месторождении применяются КНС блочного исполнения (БКНС). Электрооборудование БКНС - нормального исполнения, т.к. взрывоопасные смеси отсутствуют. БКНС оборудуются насосами типа ЦНС-180-1900 (Q=180 м3/ч, Н=1900 м, ηнас=60 %).

Количество одновременно работающих насосов определим по формуле:

(1.5)

где Q- объем годовой закачки воды,Q=570∙105м3;

8000- время работы установки в течение года, час;

Qнас- производительность одного насоса, м3/час.

Примем 4 рабочих насоса и 1 резервный. Мощность приводного электродвигателя насоса определим по формуле (1.4):

По условию (1.2) выберем из справочника [2] двигатель синхронный типа СТД-1600-2УХЛ4, с характеристиками представленными в табл.1.6.

Таблица 1.6

Технические характеристики СТД-1600-2УХЛ4

Рн, кВт

, %

Uн, кВ

nсинхр, об/мин

cos 

1600

96,8

6

3000

0,93

Добыча подземной воды производится с помощью погружных электронасосов. Такой насос откачивает воду из водозаборных скважин и подает ее в напорный трубопровод. Такие насосы оснащаются двигателями ПЭД, питающиеся от комплектного устройства КУПНА-700.

Определим количество одновременно работающих насосов на КНС-4. Здесь применяются насосы типа УЭЦН-300-120 (Q=300 м3/ч, Н=120 м, ηнас=57 %) с объемом годовой закачки воды 170∙105м3.

Примем 8 рабочих и 2 резервных насоса. Мощность двигателей вычислим по формуле (1.4), технические данные которых представлены в табл.1.7.

Таблица 1.7

Технические данные ПЭДВ-180-320

Рн, кВт

Uн, кВ

nсинхр, об/мин

cos 

180

3

3000

0,87

Как уже упоминалось выше, вода из карьеров забирается ПлНС. ПлНС представляют собой металлический понтон с надстройкой из утепленных металлических панелей. Водоводы от ПлНС имеют гибкие вставки, т.к. понтон с насосной станцией перемещается по вертикали в соответствии с колебаниями уровня воды. В надстройке смонтированы три насосных агрегата и 1 резервный, вспомогательное оборудование, распределительный щит напряжением 0,4 кВ, аппаратура управления. Производительность такой установки 20 млн.м3/год [1].

На ПлНС установлены насосы типа ЦНС 300x300 (Q=300 м3/ч, Н=300 м, ηнас=73 %). Мощность приводного электродвигателя определим по формуле (1.4):

По условию (1.2) выберем из справочника [2] асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, общего исполнения типа 4АН355М2У3, с характеристиками представленными в табл.1.8.

Таблица 1.8

Технические данные 4АН355М2У3

Рн, кВт

Uн, кВ

η, %

nсинхр, об/мин

cos 

400

6

95

2970

0,84

studfiles.net

Добыча нефти погружными электроцентробежными насосами УЭЦН в России

_ _ Целью энергетической стратегии России является максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов и потенциала энергетического сектора для устойчивого роста экономики, повышения качества жизни населения страны и содействия укреплению ее внешнеэкономических позиций.Настоящая Стратегия определяет цели и задачи долгосрочного развития энергетического сектора страны на предстоящий период, приоритеты и ориентиры, а также механизмы государственной энергетической политики на отдельных этапах ее реализации, обеспечивающие достижение намеченных целей. В ходе реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 августа 2003 г. # 1234-р, была подтверждена адекватность большинства ее важнейших положений реальному процессу развития энергетического сектора страны даже в условиях резких изменений внешних и внутренних факторов, определяющих основные параметры функционирования топливно-энергетического комплекса России. При этом предусматривалось осуществлять внесение необходимых изменений в указанную Стратегию не реже одного раза в 5 лет.Энергетическая стратегия России обеспечивает расширение временного горизонта до 2030 года в соответствии с новыми задачами и приоритетами развития страны.Настоящая Стратегия формирует новые ориентиры развития энергетического сектора в рамках перехода российской экономики на инновационный путь развития, предусмотренный Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2008 г. # 1662-р (далее - Концепция).Положения настоящей Стратегии используются при разработке и корректировке программ социально-экономического развития, энергетических стратегий и программ субъектов Российской Федерации, комплексных программ по энергетическому освоению регионов Восточной Сибири и Дальнего Востока, Северо-Западного региона России, полуострова Ямал и континентального шельфа Российской Федерации, при разработке и корректировке генеральных схем развития отдельных отраслей топливно-энергетического комплекса, программ геологического изучения регионов страны, при подготовке и корректировке параметров инвестиционных программ и крупных проектов компаний энергетического сектора.                                                               __________________________________________________________________                     Добро пожаловать на сайт!    Сайт посвящен современным и иновационным методам добычи нефти погружными электроцентробежными насосами УЭЦН в нефтяных компаниях России. Информация выложенная на сайте будет полезна, как начинающим, только работать в этой сфере деятельности, так и и опытным профессионалам своего дела.                             __________________________________________________________________ • Обеспечение расширенного воспроизводства запасов нефти за счет геологоразведочных работ и своевременной подготовки месторождений к эксплуатации как в зрелых, так и в новых районах нефтедобычи;• Совершенствование существующих технологий добычи нефти, включая внедрение современных методов увеличения нефтеотдачи для увеличения коэффициента извлечения нефти из недр России;• Развитие транспортной инфраструктуры для повышения эффективности, диверсификации структуры и направлений поставок жидких углеводородов;• Развитие нефтепереработки, направленное на увеличение глубины переработки нефти и повышение качества выпускаемых нефтепродуктов в России;• Ресурсосбережение, сокращение потерь на всех стадиях технологического процесса при подготовке запасов, добыче, транспортировке и переработке нефти.                                                               __________________________________________________________________

    Концепция энергетической стратегии России предусматривает также совершенствование нефтяной отрасли за счет внедрение инновационных методов добычи нефти. Для объективной прогнозной оценки роли научно-технического прогресса были подробно проанализированы возможности и потенциальные результаты внедрения инновационных методов по следующим направлениям:1. Повышение эффективности геологоразведочных работ, в т.ч.:- существенное повышение роли дистанционных (аэрокосмических) методов при региональных и поисковых работах;- разработка и выпуск отечественной промышленностью нового поколения оборудования и измерительной аппаратуры для практической реализации на различных стадиях геологоразведочного процесса высокоточных и информативных технологий геофизических исследований;- разработка и широкое внедрение отечественного программного обеспечения для обработки геолого-геофизической информации и построения цифровых моделей геологических объектов различного иерархического уровня;- введение в действие взаимосвязанной (по стадиям геологоразведочного процесса) системы технического регулирования в недропользовании;- повышение коэффициента извлечения нефти из недр (КИН) за счет использования современных иновационных методов повышения нефтеотдачи пластов. При этом необходимо более интенсивное внедрение третичных методов (тепловых, газовых, химических, микробиологических).2. Определение критически важных направлений развития технологий в добыче и транспортировке нефти, в т.ч.:- разработка и повсеместное внедрение иновационных технологий и оборудования, обеспечивающих высокоэффективную разработку трудноизвлекаемых запасов нефти;- разработка и освоение технологических комплексов по бурению и добыче на шельфе морей и континентального склона;- совершенствование технологий сооружения и эксплуатации геологоразведочных и нефтепромысловых объектов в сложных природно-климатических условиях;- совершенствование и широкое освоение существующих и создание иновационных методов воздействия на пласты и увеличения нефтеотдачи.3. Перспективные иновационные технологии в переработке нефтяного сырья, направленные на оптимизацию схем глубокой переработки, в т.ч.- опережающее развитие технологических комплексов по углублению переработки нефти и повышению качества продукции;- внедрение современных технологий по каталитическому риформингу бензинов, гидроочистке дизельных топлив и топлив для реактивных двигателей, изомеризации, алкилированию, гидродепарафинизации и деароматизации, получению кислородосодержащих высокоактивных добавок.4. Повышение энергоэффективности и снижение потерь на различных технологических стадиях производства в нефтяной отрасли:- в нефтедобыче: снижение расхода нефти на технологические нужды и потери, повышение нефтеотдачи, оптимизация работы скважин, совершенствование контроля и учета нефти;- в транспортировке нефти: реконструкция объектов нефтепроводов и системная организация технологических режимов их работы; сокращение потерь нефти, внедрение автоматизированных систем управления и телемеханики, улучшение технического состояния нефтеперекачивающих агрегатов, широкое внедрение резервуаров с плавающей крышей;- в нефтепереработке: повышение глубины переработки, более полное использование газов нефтепереработки, автоматизация оптимального ведения режимов технологических цепочек.                                                              __________________________________________________________________

   Основным методом добычи нефти в России является - оснащение и эксплуатация нефтянных скважин погружными установками электроцентробежных насосов (УЭЦН). Современными установками УЭЦН в настоящее время извлекается из недр Земли на ее поверхность около 70% всей нефти в нашей стране. Около 70 000 скважин в России оборудовано погружными электроцентробежными насосами (во всём мире - 100 000 скважин, цифры конечно приближенные, т.к. число скважин постоянно растет), т.е. практически две трети общемирового фонда нефтянных скважин, оснащенных УЭЦН находятся в России. За последние двадцать пять лет доля нефти, поднятой на поверхность с помощью нефтяных УЭЦН погружных электроцентробежных насосов, в нашей стране выросла более чем в два раза. Эта тенденция, имеет устойчивое развитие, которая сохранится и в будущем. Поэтому, грамотная добыча нефти установками УЭЦН имеет важное стратегическое значение как для нефтяной отрасли России, так и в целом для всей страны, и является одним из приоритетных направлений современных методов добычи нефти.                                                               __________________________________________________________________

Энергетическая стратегия России

на период до 2030 года (опубликована с сокращениями)

Концепция энергетической стратегии России

Добыча нефти с использованием погружных электроцентробежных насосов УЭЦН

Внедрение иновационных методов добычи нефти

Добыча нефти УЭЦН OIL-ECN.RU  © 2013-2015 | Правовая информация |

Добыча нефти УЭЦН в России Бесплатные браузерные игры

oil-ecn.ru

Характеристика добычи нефти с применением УЭЦН

Установки погружных центробежных насосов предназначены для откачива­ния нефтяных скважин, в том числе наклонных, пластовой жидкости, содер­жащей нефть и газ, и механической примеси.

Установки выпускаются двух видов - модульные и немодульные; трех ис­полнений: обычное, коррозионостойкое и повышенной износостойкости. Пе­рекачиваемая среда отечественных насосов должна иметь следующие показа­тели:

- пластовая жидкость - смесь нефти, попутной воды и нефтяного га­за;

- максимальная кинематическая вязкость пластовой жидкости 1 мм/с;

- водородный показатель попутной воды рН 6,0-8.3; содержание мехпримесей для обычного и коррозионостойкого не более 0,1 г/л, износостойкого не более 0.5 г/л;

- содержание сероводорода для обычного и износостойкого не бо­лее 0,01 г/л; корозионостойкого до 1.25 г/л;

- максимальное содержание полученной воды 99%; свободного газа на приеме до 25%, для установок с модулями сепараторами до 55%;

- максимальная температура добываемой продукции до 90С.

В зависимости от поперечных размеров применяемых в комплекте устано­вок погружных центробежных электронасосов, электродвигателей и кабель­ных линий установки условно делятся на 2 группы 5 и 5 а. С диаметрами об­садных колонн 121.7 мм; 130 мм; 144,3 мм соответственно.

Установка УЭЦН состоит из погружного насосного агрегата, кабеля в сборе, наземного электрооборудования - трансформаторной комилентной подстан­ции. Насосный агрегат состоит из погружного центробежного насоса и двига­теля с гидрозащитой, спускается в скважину на колонне НКТ. Насос погруж­ной, трехфазный, асинхронный, маслонаполненный с ротором.

Гидрозащита состоит из протектора и компенсатора. Кабель трехжильный с полиэтиленовой изоляцией, бронированный.

Погружной насос, электродвигатель и гидрозащита соединяются между со­бой фланцами и шпильками. Валы насоса, двигателя и протектора имеют на концах шлицы и соединяются шлицевыми муфтами.

Установки центробежных электронасосов УЭЦН широко применяются для эксплуатации нефтяных скважин, особенно высокодебитных, обводнен­ных, глубоких и наклонных.

Погружные центробежные электронасосы, не имея длинной колонны штанг между насосом и приводом позволяют передавать насосу значительно большую мощность, чем в штанговой установке, тем самым увеличивая добывные возможности этого вида оборудования.

Высокая надежность и долговечность установки погружных центро­бежных электронасосов обеспечивают достаточно длительную работу по­гружных агрегатов в скважине. Устройство станции управления позволяет контролировать его работу на заданном режиме. Монтаж оборудования ЭЦН прост. Эти два узла установки УЭЦН размещают в легкой будке, а при со­ответствующем исполнении этих узлов установки можно монтировать без будок.

В процессе эксплуатации погружные электронасосы не требуют по­стоянного ухода за ними. Наблюдение заключается в следующем:

- Не реже одного раза в неделю измеряют подачу насоса,

- Еженедельно измеряют напряжение и силу тока электродвига­теля:

- Периодически очищают аппаратуру станции управления от гря­зи и пыли, подтягивают ослабевшие и защищают подгоревшие контакты, проверяют затяжку болтов на клеммах трансформа­тора;

- Устраняют негерметичности трубопроводов. При использовании ЭЦН возможно применение эффективных средств уменьшения отложений парафина в подъемных трубах. Применяются защит­ные покрытия НКТ, промывка скважин горячей нефтью и автоматизи­рованные установки со скребками, спускаемыми на проволоке.

Установка погружного центробежного насоса состоит из погружного агрегата, включающего: центробежный многоступенчатый насос, протек­тор специальный погружной маслозаполненный электродвигатель, специаль­ный кабель, прикрепленный к колонне НКТ хомутами. Выше насоса устанав­ливается обратный клапан, облегчающий пуск установки после ее простоя, над обратным клапаном - спускной клапан для слива жидкости из внутренней полости НКТ при их подъеме. В скважинах, работающих в режиме “фон­тан-насос” применяется клапан фонтанирования (КФ). Клапан фонтанирова­ния предназначен для автоматического nepeвoда скважины, работающей в насосном режиме на фонтанный режим и снижения износа ЭЦН при данном режиме Клапан встраивается в колонну НКТ на глубине 16-24м. выше выкида насоса.

С помощью устьевого оборудования, установленного на колонной го­ловке эксплуатационной колонны, подвешена колонна НКТ.

На поверхности, но расстоянии не менее 5 метров от скважины, уста­навливается клемная коробка для подключения кабеля идущего из скважины, на расстоянии 25 метров от скважин, на специальной площадке устанавли­вается автотрансформатор со станцией управления. В настоящее время применяются станции управления ШГС5805, БРГМ с электронным блоком управления

Центробежный насос бывает обычного, износостойкого или коррозион­ного исполнения Основными конструктивными элементами ЭЦН являются рабочие колеса направляющие аппараты, вал, корпус, гидравлическая пята уплотнения, подшипники. Рабочие колеса (рабочее колесо состоит из дисков - переднего, по ходу жидкости, в виде кольца с отверстием большого диа­метра в центре и заднего - сплошного диска со ступицей, через которую проходит вал) установлены на валу, по которому они имеют возможность свободного осевого перемещения. Диски расположены на некотором рас­стоянии один от другого, о между ними находятся лопатки, отогнутые на­зад по направлению вращения колеса. Вал опирается на подшипники, распо­ложенные вместе с направляющими аппаратами внутри корпуса. Направляю­щий аппарат состоит из двух неподвижных дисков с лопатками, напоминаю­щими лопатки рабочего колеса, которые закреплены в корпусе неподвижно. В верхней части корпуса направляющие аппараты поджаты гайкой Направ­ляющий аппарат предназначен для изменения потока жидкости и преобразо­вания скоростной энергии в давление. Вал разгружается от осевой нагрузки и передает только крутящий момент.

Осевое усилие от рабочего колеса к направляющему аппарату переда­ется через текстолитовую шайбу, образующую с опорной поверхностью ап­парата пару трения, удовлетворительно работающую в пластовой жидко­сти. При работе насоса на торец вала действует давление жидкости, соз­даваемое им, кроме того, из-за отложений солей, коррозии металла и наличия сил трения часть о седого дaвлeнuя от колес передается валу Осевое усилие воспринимается осевой опорой скольжения, расположенной в верхней части корпуса. Вал насоса соединяется с балом протектора гидрозащиты двигателя посредством шлицевого соединения

Пластовая жидкость попадает в насос через сетчатый фильтр, распо­ложенный в нижней части корпуса, и, пройдя ступени насоса по осевому ка­налу выходит из внутренней полости корпуса во внутреннюю поверхность НКТ. Рабочее колесо, собранное совместно с направляющим аппаратом, обра­зует ступень насоса. Каждая ступень разбивает напор 4...7 м. Число сту­пеней насоса колеблется от 84 до 400, и если их не удается разместить в одном корпусе длиной 5-5,5м, то их заключают в два, а иногда в три корпуса.

pdnr.ru


Смотрите также