Правила запуска и остановки погружного насосного оборудования уэцн реферат

Обновлено: 05.07.2024

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

1. Характеристика оборудования при эксплуатации скважин УЭЦН

скважина бурение электроцентробежный насос

Установки электроцентробежных насосов предназначены для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных пластовой жидкости, содержащей нефть, воду и газ, и механические примеси. В зависимости от количества различных компонентов, содержащихся в откачиваемой жидкости, насосы установок имеют исполнение обычное и повышенной корозионно-износостойкости.

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

При работе УЭЦН, где в откачиваемой жидкости концентрация мехпримесей превышает допустимую 0,1 происходит засорение насосов, интенсивной износ рабочих агрегатов. Как следствие, усиливается вибрация, попадание воды в ПЭД по торцевым уплотнениям, происходит перегрев двигателя, что приводит к отказу работы УЭЦН.

Установка погружного электроцентробежного насоса для добычи нефти (УЭЦН) состоит из погружного насосного агрегата (электродвигатель с гидрозащитой, насос), кабельной линии, колонны НКТ, оборудования устья скважины и наземного оборудования: трансформатора и станции управления или комплектного устройства.

Расшифровка условных обозначений установок приведена на примере У2ЭЦНИ6-350-1100. Здесь: У - установка; 2 (1) - номер модификации; Э - с приводом от погружного электродвигателя; Ц - центробежный; Н - насос; И - повышенной износостойкости (К - повышенной коррозионной стойкости); 6 (5; 5А) - группа установки; 350 - подача насоса в оптимальном режиме по воде в м3/сут; 1100 - напор, развиваемый насосом в метрах водяного столба.

Установки УЭЦНК могут добывать пластовую жидкость с содержанием сероводорода до 1,25г/л, а обычного исполнения - с содержанием сероводорода не более 0,01г/л. Установки УЭЦНИ могут работать со средой, где содержание механических примесей достигает 0,5г/л. Установки обычного исполнения - при содержании механических примесей менее 0,1г/л.

Установки группы 5 предназначены для эксплуатации скважин с внутренним диаметром обсадной колонны не менее 121,7мм, группы 5А - 130,0мм, группы 6 - 144,3мм, а установки УЭЦН6-500-1100 и УЭЦН6-700-800 - с диаметром не менее 148,3мм.

Критерий применимости УЭЦН:

Промышленностью выпускаются насосы для отбора жидкости 1000м3 в сутки при напоре 900м

2 Содержание сероводорода в добываемой продукции- до 0,01

Минимальное содержание попутной воды до 99%

Содержание механических примесей до 0,5

Содержание свободного газа не более 25%

.1 Наземное оборудование УЭЦН

К наземному оборудованию относится станция управления, автотрансформатор, барабан с электрокабелем и устьевая арматура.

Электрооборудование, в зависимости от схемы токоподвода, включает в себя либо комплектную трансформаторную подстанцию для погружных насосов (КТППН), либо трансформаторную подстанцию (ТП), станцию управления и трансформатор.

Электроэнергия от трансформатора (или от КТППН) к погружному электродвигателю подается по кабельной линии, которая состоит из наземного питающего кабеля и основного кабеля с удлинителем. Соединение наземного кабеля с основным кабелем кабельной линии осуществляется в клеммной коробке, которая

Освоение скважин, оборудованных УЭЦН, является основной технологической операцией в процессе эксплуатации УЭЦН. От правильного выполнения этой операции зависит наработка на отказ подземного оборудования УЭЦН. В период освоения оборудование скважины работает в осложненных условиях, т.к. в скважине находится жидкость глушения более высокой плотности, чем скважинная жидкость. Поэтому, даже при откачки уровня жидкости из скважины на величину напора насоса, пласт не полностью включается в работу.

При глушении жидкость глушения проникает в призабойную зону пласта, образуя водонефтяную эмульсию, вязкость которой в несколько раз выше вязкости нефти.

Водонефтяная эмульсия снижает приток жидкости из пласта в скважину в период вывода УЭЦН на заданный технологический режим.

На освоение скважины влияют следующие факторы:

а) ухудшенное охлаждение электродвигателя (ПЭД) из-за откачки жидкости из затрубного пространства, когда приток из пласта минимальный;

б) большая нагрузка электродвигателя по мощности, вследствие откачки жидкости глушения, имеющей высокую плотность (удельный вес);

в) присутствие в стволе скважины водонефтяной эмульсии, остающейся после глушения скважины, в некоторых случаях происходит срыв подачи насоса при сравнительно высоком динамическом уровне в скважине;

г) вероятность работы насоса с обратным вращением.

Компоновка подземного оборудования УЭЦН (сверху вниз) следующая: колонна НКТ с кабелем, сливной клапан, сбивной клапан, две НКТ, электроцентробежный насос (ЭЦН), гидрозащита, погружной электродвигатель (ПЭД).

Лица, участвующие в запуске УЭЦН в работу должны знать:

а) тип и размер установки;

б) тип ПЭД, его номинальный ток и напряжение;

в) глубину спуска установки;

г) диаметр эксплуатационной колонны и НКТ;

д) объем жидкости глушения;

е) статический уровень жидкости в скважине.

Запуск установки производится после определения величины сопротивления изоляции, наличии исправного манометра на буферной задвижке фонтанной арматуры.

При “не развороте” ЭЦН запрещается увеличение времени подачи напряжения на двигатель установки более 5 секунд.

Повторный запуск производится после проверки параметров работы всего наземного оборудования и величины напряжения, подаваемого на ПЭД, с изменением вращения ПЭД.

При “тяжелом развороте” установки повторный запуск после срабатывания защиты производится через 20 минут, с изменением направления вращения и проверки работоспособности наземного оборудования.

При “неразвороте” ЭЦН решение о дальнейшем проведении работ принимает начальник ПРЦ ЭПУ по согласованию с Производственным отделом Управления добычи.

После запуска УЭЦН правильность его вращения определяется одним из следующих методов:

а) по большому дебиту УЭЦН;

б) по большему буферному давлению, когда перепад давления 4…6 атм.(0,4…0,6 Мпа) устанавливается линейной задвижкой;

в) по большому снижению динамического уровня.

Время, необходимое для подъема жидкости до устья, определяется по формуле:

t =( H ст* K *100)/ Q ном, (с), где

Нст - статический уровень, (м),

К - коэффициент, К=2 для НКТ диаметром 60 мм (2”),

К=3 для НКТ диаметром 73мм (2,5”).

Нормальная подача, м 3 /сут

Минимально допустимая подача, м 3 /сут

При отсутствии подачи после истечения расчетного времени, следует остановить УЭЦН для охлаждения ПЭД на время, равное времени предыдущей работы, а затем запустить, изменив направление вращения. Если и в этом случае подача отсутствует, то дальнейшие действия согласовываются со старшим технологом ЦДНГ.

После появления подачи и определения правильного вращения УЭЦН начинается освоение скважины.

В процессе освоения скважины, оборудованной УЭЦН предполагается, что приток из пласта минимальный. Поэтому первоначально происходит откачка жидкости из затрубного пространства.

Тип колонны труб

Запрещается освоение УЭЦН при дебите ниже минимально-допустимой подачи ЭЦН, или при давлении на приеме УЭЦН ниже 40 атм. (4 Мпа).

Запрещается освоение скважины без замера дебита и прослеживания динамического уровня.

При неисправности замерного устройства освоение скважины необходимо производить с обязательным прослеживанием уровня, силы тока, напряжения, сопротивления изоляции.

Оператор, занимающийся освоением скважины, заполняет “Карточку вывода на режим”. При выводе на режим снятие параметров УЭЦН (Н_дин, Q , I , R , U ) производится для УЭЦН, номинальной подачей 20, 50, 80 м 3 /сут, один раз в течение первого часа, для УЭЦН, номинальной подачей 125 м 3 /сут и выше, не реже одного раза в течение 30 минут. В дальнейшем для всех типоразмеров снимаются не реже чем один раз в 30 минут.

Контроль параметров работы УЭЦН ( I , U , R ) осуществляется электромонтером ЦБПО ЭПУ не реже 1 раза в смену и в течение всего времени вывода скважины на режим.

Появление нефти из пробоотборника не является показателем того, что пласт включился в работу (в процессе глушения скважины может произойти неполное замещение жидкости глушения скважины).

После первоначального запуска через 2 часа работы необходимо остановить УЭЦН для охлаждения ПЭД на 2 часа.

В случае, когда за 2 часа работы после запуска УЭЦН динамический уровень и дебит стабилизируются, появляется газ в затрубном пространстве, свидетельствует о том, что пласт включился в работу, скважина осваивается без остановки.

В противном случае освоение скважины происходит циклически: необходимое время на восстановление уровня жидкости должно быть равно времени предыдущей работы УЭЦН, но не менее двух часов.

При необходимости, прослеживается кривая восстановления уровня, для определения дебита скважины.

Категорически запрещается оставлять УЭЦН в работе в момент вывода на режим без контроля.

Показания заносятся в карточку вывода на режим. При отсутствии карточки вывод на режим считается бесконтрольным и расценивается как некачественный вывод скважины на режим.

УЭЦН считается выведенным на режим, если за последние 2 часа работы не наблюдается снижение дебита, тока, динамического уровня, давление газа в затрубном пространстве больше 0.

Обсадные колонны скважин должны быть связаны между собой колонной головкой, которая испытывается после монтажа на давление, не превышающее давление опрессовки колонны, принимаемой по установленной норме. Опрессовка колонной головки на пробное давление должно производиться до установки ее на устье.

Устье скважины оборудуется стандартной арматурой, рабочее давление должно соответствовать максимальному давлению, ожидаемому на устье скважины. Схема сборки арматуры должна быть утверждена объединением.

Арматура до установки на устье скважины должна быть опрессована в собранном виде на пробное давление, предусмотренное паспортом. Фонтанная арматура после установки на устье скважины должна быть опрессована на максимальное давление для данной эксплуатационной колонны. Результаты опрессовки должны быть оформлены актом.

Арматура, независимо от ожидаемого рабочего давления должна монтироваться с полным комплектом шпилек и с уплотнениями, предусмотренными техническими условиями на монтаж арматуры.

Для измерения буферного давления и давления в затрубном пространстве на скважинах должны устанавливаться манометры с трехходовыми кранами.

При обслуживании верхней части арматуры оператор обязан пользоваться стационарной площадкой.

При обслуживании ЭЦН не допускается пропуск нефти и газа через сальник кабельного ввода.

Сальник кабельного ввода запрещается подтягивать во время работы скважин. Эти работы выполняются при подземном ремонте скважин при отключенной УЭЦН и при полностью стравленном давлении в затрубном и трубном пространстве.

При обслуживании скважин, оборудованных ЭЦН, открывать дверку станции управления и смотровое окно трансформатора запрещается.

Для пуска ЭЦН открыть манифольдную и центральную задвижки, включить рубильник на вводе на станции управления, нажать кнопку “пуск” или повернуть ручку в положение “пуск”. Останавливать насос следует в обратном порядке: отключить контакт, затем рубильник на вводе. Если после двух попыток запуска ЭЦН не заработал, то отключить его и сообщить диспетчеру. При отключении и включении пользоваться подставками и перчатками.

Если наземное оборудование ЭЦН установлено в будке, станция управления должна быть расположена таким образом, чтобы при открытых дверях ее обеспечивался свободный выход наружу.

Дверца станции должна иметь замок, ключ от которой должен находиться у лица, обслуживающего установку ЭЦН.

Бронированный кабель от устья скважины до станции управления УЭЦН прокладывается по кабельной эстакаде. Через каждые 50 метров трассы должны быть установлены предупредительные знаки.

ГОСТ

Обоснования применения УЭЦН на месторождениях

УЭЦН – это установка электроприводного центробежного насоса, относящаяся к бесштанговым погружным насосным установкам.

Установки электроцентробежных насосов используются для откачки из скважин пластовой жидкости, в состав которой могут входить газ, вода, нефть и разнообразные механические примеси (горная порода). В зависимости от веществ, которые входят в состав откачиваемой жидкости насосные установки могут обычного исполнения и повышенного коррозионно-износостойкого исполнения. Глубина погружения данной установки может достигать 2500 метров, а температура пластовой жидкости – 100 градусов по Цельсию. Приемлемые основные характеристики для применения установки электроприводного центробежного насоса следующие:

Содержание попутной воды – 99%.
Водородный показатель попутной воды – от 5 до 8,5 Рн.
Максимальная плотность – 1400 кг/$м^3$ .
Максимальная массовая концентрация твердых частиц в жидкости находится в диапазоне от 0,1 до 3 грамм/литр (в зависимости от исполнения установки).
Максимальное содержание свободного газа на приеме насоса колеблется от 25 до 65 %.
Максимальная температура откачиваемой жидкости до 150 градусов.
Максимальное гидростатическое давление до 40 Мпа.

Обычно насосные установки используются на высокодебитных скважинах, так как обеспечивают максимальный КПД, по сравнению с другими способами. Также на скважинах должен соблюдаться ряд условий, для оптимального применения установки электроцентробежных насосов:

Максимальное давление в зоне подвески установки – 40 Мпа.
В зоне, где работает установка отклонение ствола скважины не должно превышать 60 градусов.
Максимальный темп увеличения кривизны ствола должен составлять 2- минуты на 10 метров.
Минимальный внутренний диаметр скважин должен соответствовать техническим характеристикам установки.

Готовые работы на аналогичную тему

Принципиальная схема установки электроцентробежных насосов изображена на рисунке.

Рисунок 1. Принципиальная схема установки электроцентробежных насосов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

где, 1 – трансформатор; 2 – станция управления; 3 – кабельный барабан; 4 – оборудование устья скважины; 5 – колонна насосной-компрессорных труб; 6 – электрический кабель; 7 – зажимы для кабеля; 8 – погружной многоступенчатый центробежный насос; 9 – приемная стенка насоса; 10 – обратный клапан; 11 – сливной клапан; 12 – протектор; 13 – погружной электродвигатель; 14 – компенсатор.

Протектор – это техническое приспособление, которое служит для защиты установки и ее элементов.

Принцип действия УЭЦН

С помощью насосно-компрессорных труб агрегат, который состоит из электродвигателя, протектора и погружного насоса, спускается в эксплуатируемую скважину. Электрический кабель служит для передачи электроэнергии к электродвигателю и крепится специальными металлическими поясами к насосно-компрессорным трубам. Применяемы кабель должен быть плоским, трехжильным, изолированным и защищен хомутами или кожухами от механических повреждений.

Над насосами устанавливают сливной и обратный клапаны. Откачиваемую пластовую жидкость насос перемещает на поверхность по насосно-компрессорным трубам. При этом оборудование устья скважины обеспечивает герметизацию кабеля и труб, отвод жидкости и подвеску колонны обсадной трубы.

Гидрозащита электродвигателя состоит из компенсатора и протектора, которые состоят из резиновой диафрагмы и торцевого уплотнения вала (протектор).

Станция управления предназначена для управления погружным насосом, а также для отключения всей установки, при ее отклонении от нормального режима работы и проведения ремонтно-профилактических работ на скважинах.

Сам центробежный насос состоит из рабочего колеса с лопастями, корпуса, вала и направляющего аппарата.

Преимущества и недостатки УЭЦН

Скважины, которые оборудованы установками погружных центробежных насосов, выгодно отличаются от тех, где применяются глубиннонасосные установки:

Во-первых, на поверхности таких скважин отсутствуют механизмы с подвижными элементами, большие металлоемкие станки и конструкции
Во-вторых, эти скважины можно вводить в эксплуатацию сразу после процесса бурения и в любое время года, избегая значительных затрат средств и времени на сооружение фундамента и установку тяжелого оборудования.
В-третьих, скважины, оборудованные электроцентробежными установками, легко герметизируются, что способствует отбору сопутствующего природного газа.

Однако, такие установки имеют и свои недостатки. К ним можно отнести сложное оборудование, для обслуживания и ремонта которого требуются высококвалифицированные специалисты.

Также применение установок погружных центробежных насосов не рекомендуется на скважинах, где в пластовой жидкости содержится много газа и песка, которые могут способствовать быстрому износу оборудования.

Электроцентробежные насосы превосходят по всем характеристикам другие установки, но при этом область их применения невелика. Для расширения области применения и снижения уровня аварийности данных установок, разрабатывается множество технологий, которые должны в будущем устранить эти недостатки.