Шгн и эцн реферат

Обновлено: 05.07.2024

Сложно переоценить значение нефти и природного газа в современной жизни человечества. Россия – одна из влиятельнейших государств в нефтедобывающей отрасли, являющаяся обладателем крупнейших резервов углеводородного сырья в мире. Высокая степень нефтеизвлечения тесно взаимосвязана с процессами добычи нефти и попутного газа. В данной статье проанализированы методы одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ), выявлены положительные качества использования данных процессов для эффективной добычи нефти.

Ключевые слова: нефть, одновременно-раздельная эксплуатация, ШГН, ЭЦН, нефтеизвлечение, многопластовые месторождения.

Bayazitova S.R. 1 , Minnulina A.R. 2

1 ORCID: 0000-0002-6412-0058, Student,

2 ORCID: 0000-0001-5787-8891, Student,

FSBEI of Higher Education “Ufa State Petroleum Technological University” (a branch in Oktyabrsky)

ANALYSIS OF EFFICIENCY OF USING BOTTOM-HOLE AND ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMPS IN RUSSIA

Abstract

The importance of oil and natural gas in the modern life of mankind can hardly be overestimated. Russia is one of the most influential states in the oil industry owning the largest reserves of hydrocarbon raw materials in the world. A high degree of oil recovery is closely interrelated with the processes of oil and gas production. In this article, we analyse methods of dual production time and identify positive qualities of using these processes for effective oil production.

Keywords: oil, dual production time, bottom-hole pump, electric submersible pump, oil recovery, multi-layer deposits.

Сложно переоценить существенное значение нефти и природного газа в современной жизни человечества. Нефтегазовая отрасль не только способствует международным экономическим отношениям, где использование и добыча нефти определяет степень экономического развития и уровень жизни населения страны, но и является одним из важных критериев политического взаимодействия (как в мирное время, так и в условиях возникающих военных конфликтов). Россия – одна из влиятельнейших государств в нефтедобывающей отрасли, являющаяся обладателем крупнейших резервов углеводородного сырья в мире. Высокая степень нефтеизвлечения тесно взаимосвязана с процессами добычи нефти и попутного газа. Уровень сложности добычи нефти зависит от большого количества параметров: размеры и структурно-механические свойства пластов-коллекторов, стадии разработки мест скоплений углеводородов и многих других факторов. А, следовательно, для увеличения коэффициента нефтеотдачи необходимо учитывать данные характеристики при эксплуатации и разработки месторождений нефти, использовать добывающее оборудование в наиболее эффективных режимах.

В регионах, где процесс добычи нефти и попутного газа состоит на поздней стадии разработки, к которым относится Республика Татарстан, нефтеизвлечение усложняется ухудшением строения пластов, малыми размерами и высокой выработанностью месторождений. Время, когда нефть легко и просто добывалась, в международной добыче остаётся в прошлом. Остаточные трудноизвлекаемые запасы, которые являются существенными, состоят в низкопроницаемых пластах, а их раздельная разработка зачастую экономически накладна. С целью наиболее полного извлечения запасов необходимо привлечение в исследование всех существующих объектов в разрезе одной скважины, что является не всегда допустимым согласно научно-технологическим и геологическим обстоятельствам. Начиная с 1950-х годов в Поволжском регионе принялись производить работы по увеличению дебитов нефти в скважинах. Этому послужило специализированное оборудование для одновременно-раздельной эксплуатации пластов, целью которого являлась рационализация расходов, достигающаяся в результате совмещения эксплуатационных объектов с помощью специально предназначенного оборудования [1, C. 4]. Одновременно-раздельная эксплуатация (ОРЭ) – это совокупность действий, способных воздействовать через скважины на пропластки для создания условий выработки месторождения в наиболее оптимизированном режиме. ОРЭ осуществляется одновременно фонтанным и глубиннонасосными методами согласно моделям “фонтан – насос” (нижний пласт фонтанирует) и “насос – фонтан” (верхний пласт фонтанирует). Оборудование даёт возможность использовать любой из объектов в собственном установленном режиме (расход, забойное давление), без разделения продукции пластов при подъёме и транспорте. Иными словами, данный способ рассчитан с целью одновременно-раздельной эксплуатации двух, а то и свыше пластов одной скважиной. Задачами ОРЭ является:

Увеличить дебит скважин за счет выбора оптимального режима работы пласта;
Обеспечение постоянного коэффициента нефтеизвлечения эксплуатируемых пластов;
Повышение дохода и снижение эксплуатационных издержек;
Осваивание многопластового месторождения [2, C. 40].

ОРЭ применяется, прежде всего, в тех скважинах, которые в разрезе имеют большие различия физико-химических свойств объединяемых пластов, в водонасыщенных скважинах при значительных перепадах давления и в скважинах с немалым расстоянием между объектами. Долголетние промысловые обследования подтверждают функциональность конструкции, и помимо прочего осуществимость контролирования и регулировки её характеристик.

В ходе усовершенствования технологий одновременно-раздельной эксплуатации двух и более пластов было сформировано специализированное оборудование, которое опускают в скважину, открывающую 2-3 пласта. Ведущим составляющим такого типа оборудования служит пакер, отделяющий пласты друг от друга и имеющий отдельные каналы для выхода жидкости на поверхность, а также штанговый насос со вспомогательным клапаном.

Принцип работы такой установки является следующим: при перемещении плунжера вверх сперва доставляется продукция нижнего пласта, а в последствии достижения плунжером бокового клапана – продукция верхнего пласта. Нефтепродукция нижнего пласта сквозь кожух поступает во входной узел в центробежный насос, из которого затем перекачивается в колонну НКТ. Нефтепродукция верхнего пласта извлекается нагнетаемым штанговым насосом, который сообщён с межтрубным пространством боковым каналом. Проникая в коллектор продукций обоих пластов, происходит смешивание, что ведёт к поднятию по колонне НКТ. В конструкции ЭЦН+ШГН кожух нанизен лишь на погружной электродвигатель и замыкается на входном узле ЭЦН, что не даёт места накапливаться газу. Газ попадает за пределы НКТ сквозь входное устройство. Если же весь насос погрузить в кожуху, то начнёт накапливаться газ, который может нарушить деятельность насоса, что не совсем благоприятно повлияет на добычу продукции.

Данная установка предоставляет возможность эксплуатировать отдельно каждый из объектов на установленном режиме, не разделяя продукции пластов при подъёме. Продолжительные анализы обосновали как эффективность установки, так и допустимость контролирования и регулировки ее основных параметров.

Эффективность внедрения одновременно-раздельной эксплуатации ЭЦН+ШГН заключается в следующем:

Значительное уменьшение объемов бурения за счет применения ствола одной скважины;
Эксплуатация одновременно объектов с различными характеристиками и физико-химическими свойствами нефтей;
Увеличение прибыльности отдельных скважин за счет присоединения иных объектов разработки или различных по свойствам пластов.
Получение дополнительной нефти за счет разделения пластов.

Следовательно, технология ОРЭ позволяет значительно уменьшить затраты на добычу нефти.

Преимуществами одновременно-раздельной эксплуатации являются, прежде всего: уменьшение почти в 2 раза расходования средств на построение скважин и подготовки месторождений, в разработку вовлекаются ранее неиспользованные резервы нефти, темпы ввода мест скоплений углеводородов в разработку увеличиваются, сроки бурений скважины уменьшаются. Элементарность конструкций, расширение возможности регулирования дебита, обеспечение подсчета добываемой продукции из каждого пласта и прибавочный рост добычи нефти – всё это делает установку ЭЦН+ШГН наиболее прибыльной, рациональной и практичной в эксплуатации скважины и добыче нефти.

Список литературы / References

Хазипов Р. Г. Эффективность применения методов одновременно-раздельной добычи нефти из каширских и нижезалегающих залежей на восточном борту Мелекесской впадины / Р. Г. Хазипов, В. Г. Базаревская, К. М. Гарифов // Георесурсы. – 2015. – № 3 (62). – С. 3–6.
Заббаров Р. Г. Развитие одновременно-раздельной эксплуатации скважин / К. М. Тарифов, Н. Г. Ибрагимов, Р. Г. Заббаров // Нефть и жизнь. – 2008. – № 3 (39). – С. 40–41.
Сахнов Р. В. ОРЭ двух пластов с контролем депрессии / Р. В. Сахнов // Нефтегазовая Вертикаль. – 2011. – № 11. – С. 89–94.
Демидов А. В. Разработка трудноизвлекаемых запасов: подходы к эксплуатации двух пластов, связанных по вертикали проницаемым пропластком / А. В. Демидов // Вестник Пермского университета. – 2014. – № 3 (24). – С. 80–87.

Список литературы на английском языке / References in English

Работа штанговых глубинных насосов на больших расстояниях затруднена и эксплуатация скважин ими малоэффективна.
С увеличением глубины спуска насосов увеличиваются нагрузки, случаются неполадки в их работе и аварии - обрывы насосных штанг, труб и поломка наземного оборудования.

Прикрепленные файлы: 1 файл

курсовая работа.docx

18. Эксплуатация скважин с помощью УЭЦН. Преимущества и недостатки.

Работа штанговых глубинных насосов на больших расстояниях затруднена и эксплуатация скважин ими малоэффективна.

С увеличением глубины спуска насосов увеличиваются нагрузки, случаются неполадки в их работе и аварии - обрывы насосных штанг, труб и поломка наземного оборудования.

Для эксплуатации глубоких скважин с низкими статическими уровнями и для большего отбора жидкости из высокодебитных скважин применяют бесштанговые погружные насосные установки.

К бесштанговым погружным установкам относятся насосы:

б) гидропоршневые - 1%;

в) диафрагменные - 1 - 2 %;

Наиболее широко распространены в практике установки электроцентробежных насосов.

Скважины, оборудованные установками погружных центробежных электронасосов, выгодно отличаются от скважин, оборудованных глубиннонасосными установками. Здесь на поверхности нет механизмов с движущимися частями, отсутствуют громадные металлоемкие станки - качалки и массивные фундаменты, необходимые для их установки.

Применение такого оборудования позволяет вводить скважины в эксплуатацию сразу же после бурения в любой период года, даже в самые суровые зимние месяцы, без больших затрат времени и средств на сооружение фундаментов и монтажа тяжелого оборудования. При эксплуатации скважин ЭЦН устье легко поддается герметизации, что позволяет осуществлять сбор и отвод попутного газа. Для установок ЭЦН характерно отсутствие промежуточного звена насосных шланг, благодаря чему повышается межремонтный период работы скважин. Расширяется область применения насосной добычи из глубоких скважин и форсированного отбора жидкости из сильно обводненных скважин, а также наклонно-направленных скважин.

К недостаткам бесштанговых насосных установок можно отнести: сложный ремонт скважины при падении труб, иногда не приводящий к результату; сложное оборудование (шкаф ШГС), требующее электрика высокой квалификации. На больших оборотах нефть смешивается с водой, приходится тратить большое количество энергии, чтобы отделить нефть от воды. ЭЦН могут применяться также для межпластовой закачки воды и для поддержания пластовых давлений в нефтяных залежах.

Не рекомендуется применять погружные электроцентробежные насосы в скважинах:

а) в жидкостях, в которых содержится значительное количество песка, вызывающего быстрый износ рабочих деталей насоса;

б) с большим количеством газа, снижающего производительность насоса.

Содержание свободного газа у первой ступени насоса не должна превышать 2% от объема перекачивающей жидкости. Повышение содержания свободного газа приводит к снижению напора, подачи, коэффициента полезного действия, а работа насоса становится неустойчивой.

Современные штанговые насосы не позволяют эксплуатировать скважины большой глубины, которые достигают 500м и более, что объясняется необходимостью иметь громоздкое тяжелое оборудование со штангами, изготовленными из стали высокой прочности. Да и подача этих насосных установок недостаточна. Поэтому в настоящее время разработаны принципиально новые бесштанговые насосные установки с переносом двигателей на забой.

Широкое применение в нашей стране получили погружные установки центробежных электронасосов. Начали, применяется гидропоршневые насосы, и прошли успешные промышленные испытания винтовые насосы. Средний дебит нефтяной скважины, оборудованной такой установкой, составляет 120-140 тонн/сут., в то время как дебит скважин, оборудованных штанговыми насосными установками, всего 15 тонн/сутки. Большое преимущество этих установок - простота обслуживания, большой межремонтный период работы - 1 года. Нередки случаи, когда на отдельных месторождениях установки работают более 2-3 лет без подъема.

Показатели назначения по перекачиваемым средам следующие:

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

- максимальная кинематическая вязкость однофазной жидкости, при которой обеспечивается работа насоса без изменения напора и кпд- 1мм2/сут.;

- водородной показатель попутной воды Рн 6,0 - 8,5, максимальное содержание твердых частиц 0,01% (0,1 г/л), микротвердость частиц не более 5 баллов по Люису;

- максимальное содержание попутной воды - 99%;

- максимальное содержание свободного газа у основания двигателя 25%, для установок с насосными модулями - газосепораторами (по вариантам комплектаций) - 55%, при этом соотношение в откачиваемой жидкости нефти и воды регламентируется универсальной методикой подбора УЭЦН к нефтяным скважинам (УМП, ЭЦН - 79 );

- максимальная концентрация сероводорода: для установок коррозионностойкого исполнения - 0,125% (1,25 г/л);

- температура перекачиваемой жидкости в зоне работы погружного агрегата - не более 90 С.

Принцип действия УЭЦН

Установка электробежного насоса предназначена для отбора пластовой жидкости:

1) с максимальным содержанием твердых частиц 0,01%;

2) с максимальной обводненностью 99%;

3) с максимальным объемным содержанием свободного газа на приеме насоса 25%;

4) с максимальным содержанием сероводорода 0,01 грамм на 1 литр.

В УЭЦН входят: наземное и подземное оборудование.

В подземное оборудование входят:

- сборка электроцентробежного агрегата;

- колонна насосных труб и кабель.

Электроцентробежный агрегат спускают в скважину на НКТ. Он состоит из трех основных частей, расположенных на одном вертикальном валу: многоступенчатого центробежного насоса, электродвигателя (ПЭД) и протектора. ПЭД с протектором и последний с насосом соединены на фланцах. Вал электродвигателя через вал протектора соединен с валом насоса шлицевой муфтой. Протектор защищает электродвигатель от проникновения в него жидкости и обеспечивает длительную смазку насоса и двигателя. Электродвигатель расположен непосредственно под насосом. Поэтому насос имеет боковой прием жидкости, которая поступает в него из кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и электродвигателем через фильтр - сетку.

Ток для питания электродвигателя подводится по трехжильному плоскому кабелю, который опускает вместе с колонной НКТ и прикрепляют к ним тонкими железными хомутами (поясами). Их крепят по одному на каждой трубе над муфтой и по одному на середине трубы, затем, на каждой двадцатой трубе кабель крепят дополнительно пятью поясами, устанавливаемыми в средней части трубы с интервалом 100 мм один от другого. Наземное оборудование состоит из устьевого оборудования, станции управления и трансформатора. Трансформатор предназначен для компенсации падения напряжения в кабеле, подводящем ток к ПЭД.

При помощи станции управления осуществляют ручное управление двигателем, автоматическое отключение агрегата при прекращении подачи жидкости, нулевую защиту, защиту от перегрузки и отключения агрегата при коротких замыканиях. Во время работы агрегата центробежный ток насос всасывает жидкость через фильтр, установленный на приеме насоса и нагнетает ее по насосам. Трубам на поверхность. В зависимости от напора, т.е. высоты подъема жидкости, применяют насосы с различным числом ступеней. Над насосом устанавливают обратный и сливной клапан. Обратный клапан используется для поддерживания в НКТ, что облегчает пуск двигателя и контроль его работы после пуска. Во время работы обратный клапан находится в открытом положении под действием давления снизу. Сливной клапан устанавливают над обратным, и используется для слива жидкости из НКТ подъеме их на поверхность.

Наземное оборудование УЭЦН: устьевое оборудование, трансформатор, ШГС.

Это оборудование предназначено для герметизации устья и регулирования отбора нефти в период фонтанирования при эксплуатации штанговыми скважинными насосами, а также для проведения технологических операций, ремонтных и исследовательских работ в скважинах, расположенных в умеренном и холодном макроклиматических районах. В оборудовании устья типа ОУ колонна насосно-компрессорных труб расположена эксцентрично относительно оси скважины, что позволяет проводить исследовательские работы через межтрубное пространство. Запорное устройство оборудования - проходной кран с обратной пробкой. Скважинные приборы опускаются по межтрубному пространству через специальный патрубок. Подъемные трубы подвешены на конусе, Насосно-компрессорные трубы и патрубок для спуска приборов уплотнены разрезными резиновыми прокладками и нажимным фланцем. Конус и все закладные детали уплотнительного узла выполнены разъемными.

В оборудовании применен устьевой сальник с двойным уплотнением. Для перепуска газа в систему нефтяного сбора и для предотвращения излива нефти в случае обрыва полированного штока предусмотрены обратные клапаны. Оборудование унифицировано с серийно выпускаемой фонтанной арматурой с проходными пробковыми кранами.

Предназначено для герметизации устья нефтяных скважин, оснащенных гидроприводными насосами. Применяется в умеренном и холодном макроклиматических районах. Оборудование ОУГ-65Х21 обеспечивает подвеску лифтовых труб, проведение ряда технологических операций с целью спуска и извлечения гидропоршневого насоса, а также проведение ремонтных исследовательских и профилактических работ.

У трансформаторов предусмотрено масляное охлаждение. Они предназначены для работы на открытом воздухе. На высокой стороне обмоток трансформаторов выполняется по пятьдесят ответвлений для подачи оптимального напряжения на электродвигатель в зависимости от длины кабеля, загрузки электродвигателя и напряжения сети.

Переключение отпаек производится при полностью отключенном трансформаторе. Трансформатор состоит из магнитопровода, обмоток высокого ВН и НН напряжения, бака, крышки с вводами и расширителя с воздухосушителем. Бак трансформатора заполняется трансформаторным маслом, имеющим пробивное напряжение не ниже 40кВт. На трансформаторах мощностью 100 - 200кВт установлен термосифонный фильтр для очистки трансформаторного масла от продуктов старения. На крышке бака смонтирован:

- привод переключателя ответвлений обмоток ВН (один или два);

- ртутный термометр для измерения температуры верхних слоев масла;

- съемные ввода ВН и НН, допускающие замену изоляторов без подъема извлекаемой части;

- расширитель с маслоуказателем и воздухоосушителем;

- металлический короб для предохранения вводов от попадания пыли и влаги.

Воздухоосушитель с масляным затвором предназначен для удаления влаги и очистки от промышленных загрязнений воздуха, поступающего в трансформатор при температурных колебаниях уровня масла.

Станция управления ШГС

Комплексное устройство, или станция управления ШГС 5805 предназначена для управления УЭЦН мощностью до 100 кВт., а комплексное устройство КУПНА - для установок с электродвигателями мощностью свыше 100 кВт. Станция управления ШГС 5805 располагается в металлическом шкафу, в котором размещено электрооборудование, обеспечивающее защиту электродвигателя и насоса от различных неполадок. Например: отключение ПЭД, защита при падении напряжения в сети, или при повышении напряжения выше номинального. Оператор по добыче нефти производит включение или отключение установки, а также контроль за работой установки по сигнальным лампам и по КИП на передней панели ШГС.

Скважина, эксплуатируемая с помощью ЭЦН, оснащается станцией управления ШГС и электроконтактным манометром. Устройство обеспечивает:

- включение и отключение электродвигателя;

- дистанционное управление ПЭД от программного устройства;

- автоматическое включение электродвигателя с регулируемой выдержкой времени от 2,5 -2,5+2,5 до 60 -+ 6 минут, при подаче напряжения питания;

- станция не включает электродвигатель, если напряжение питания сети будет подаваться с изменением фаз;

- двигатель не включается, если напряжение сети больше 420 В, при перегрузке любой из фаз. Отключает электродвигатель при отключении напряжения питания сети выше 10 % или 15% от номинального, если это отключение приводит к допустимой перегрузке по току с автоматическим повторным включением электродвигателя после восстановления напряжения;

- включение электродвигателя при нагрузке с выдержкой времени на срабатывание защиты не более 45 секунд;

- автоматическое повторное включение электродвигателя после его отключения защиты от перегрузки с выдержкой времени от 3 -2,2+2,6 до 1200-+120 минут;

Электроцентробежный насос предназначен для добычи скважиной жидкости либо её нагнетания в пласт. Принцип работы насоса состоит в нагнетании жидкости из колес в аппараты за счет центробежной силы, возникающей при вращении ротора с закрепленными на нем колесами. Проходные сечения рабочих органов определяют пропускную способность (подачу) насоса, а их количество - напор.

Установка УЭЦН состоит из погружного насосного агрегата (электродвигателя с гидрозащитой и насоса), кабельной линии (круглого плоского кабеля с муфтой кабельного ввода), колонны НКТ, оборудования устья скважины и наземного электрооборудования: трансформатора и станции управления (комплектного устройства). Трансформаторная подстанция преобразует напряжение промысловой сети до оптимальной величины на зажимах электродвигателя с учетом потерь напряжения в кабеле. Станция управления обеспечивает управление работой насосных агрегатов и его защиту при оптимальных режимах.

Конструкция и технические характеристики модулей УЭЦН

Многосекционный многоступенчатый электроцентробежный насос

Погружной электроцентробежный насос ПЭЦН в общем случае состоит из нескольких модуль - секций, достигая в длину нескольких метров.

Каждая секция включает в себя большое (до 100 и более) число ступеней. Рабочая ступень насоса состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата (см. рисунок) и рассчитана на определенную подачу.

Требуемый напор насоса получают комбинированием необходимого числа ступеней. При работе насоса давление в нем плавно возрастает по его длине.

В случае отсутствия в компоновке погружного оборудования газосепаратора насос комплектуют входным модулем. При использовании газосепаратора во входном модуле нет необходимости.

Центробежный газосепаратор.

При эксплуатации скважин с высоким газосодержанием откачиваемой нефти для уменьшения вредного влияния свободного газа на работу ЭЦН в компоновку подземного оборудования включают дополнительный модуль - газосепаратор.

При работе газосепараюра происходит разделение потока на жидкую и газовую фазу в сепарационных барабанах под действием центробежной силы. При этом отсепарированный газ направляется в затрубное пространство, а дегазированная жидкость подается на прием насоса.

Использование эффективного газосепарзтора позволяет устойчиво эксплуатировать установки ПЭЦН в скважинах, где обьемное содержание свободного газа на входе в насос существенно превышает 30%.

В скважинах, где входное объемное газосодержание менее 30% (например, в высокообводненных скважинах) вредного влияния газа на работу насоса не отмечается и в использовании газосепаратора нет необходимости. Газосепаратор устанавливается между протектором гидрозащиты и нижней секцией ЭЦН.

Протектор

Протектор входит в состав гидрозащиты, предназначенной для защиты погружных маслозаполненных электродвигателей от проникновения пластовой жидкости в их внутреннюю полость, компенсации утечки масла и тепловых изменений его объема при работе электродвигателя и его остановках.

Протектор имеет две упругие диафрагмы (верхнюю и нижнюю), за счет деформации которых компенсируются изменения объема масла в электродвигателе.

Протектор устанавливается в верхней части погружного электродвигатепя между двигателем и газосепаратором (ипи приемным модулем насоса в случае отсутствия газосепаратора).

ПЭД

Погружной асинхронный электродвигатель служит для привода электроцентробежного насоса и состоит из ротора, статора, головки, основания и узла токоввода.

Внутренняя полость двигателя заполнена маслом. Фильтр для очистки масла расположен в нижней части двигателя.

Компенсатор

Компенсатор устанавливается в нижней части погружного электродвигателя.

Работа насоса основана на взаимодействии лопаток вращающегося рабочего колеса и перекачиваемой жидкости. Вращаясь, рабочее колесо сообщает круговое движение жидкости, находящейся между лопатками. Вследствие возникающей центробежной силы жидкость от центра колеса перемещается к внешнему выходу, а освободившееся пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей под действием создаваемого разрежения. Из рабочего колеса жидкость забрасывается в направляющий аппарат, который по своим каналам направляет жидкость к центральной части следующего колеса. Вследствие такого принудительного отклонения потока жидкости, на внутренних стенках направляющего аппарата создается давление. Таким образом, скоростная энергия преобразуется в энергию давления.

Насосные секции могут быть различной длины, что обеспечивает оптимальный подбор насоса к любой скважине. По всей длине каждой секции установлены промежуточные радиальные подшипники. Надежная и продолжительная работа насосов в различных условиях эксплуатации обеспечивается оптимальным расстоянием между радиальными опорами. Насос может быть укомплектован горизонтальным входным модулем, фильтром любой конструкции.

Выше насоса установлен обратный шаровой клапан, облегчающий пуск установки после ее простоя, а над обратным клапаном – спускной клапан для слива жидкости из НКТ при их подъеме. Гидрозащита включает в себя компенсатор и протектор. Погружной насос, электродвигатель и гидрозащита соединяются между собой фланцами и шпильками. Валы насоса, двигателя и гидрозащиты имеют на концах шлицы и соединяются между собой шлицевыми муфтами.

Насос погружают под уровень жидкости в зависимости от количества свободного газа на глубину до 250-300 м, а иногда и до 600 м. Установки ЭЦН выпускают для эксплуатации высокодебитных, обводненных, глубоких и наклонных скважин с дебитом 25-1300 м3/сут и высотой подъема жидкости 500-2000 м. В зависимости от поперечного размера погружного агрегата УЭЦН подразделяют на три условные группы 5, 5А и 6 с диаметрами соответственно 92, 103 и 114 мм. Они предназначены для эксплуатации скважин с внутренними диаметрами эксплутационных колонн соответственно не менее 121,7; 130; 144,3 мм, а установки УЭЦН 6-500-1100 и УЭН 6-700-800 – для скважин диаметром эксплутационной колонны 148,3 мм. В качестве примера приведем три шифра установок: У3ЭЦН 5-130-1200, У2ЭЦНИ 6-350-110 и УЭЦН 5-180-1200, где кроме УЭЦН приняты следующие обозначения: 3 – модификация; 5 – группа насоса; 130 – подача,

м3/сут; 1200 – развиваемый напор, м; И – износостойкое исполнение; К – коррозионностойкое исполнение (остальные обозначения аналогичны).

Факторы, влияющие на снижение наработки подземного оборудования:

15% - Отказ ПЭД и отказ кабельной линии

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

2.Лысенко В.Д. ”Разработка нефтяных месторождений. Теория и практика” М.Недра, 1996.-93с

Насосы для нефти. Основные виды
Штанговые глубинные насосы для добычи нефти (ШГН)
Штанговые винтовые насосы для нефтедобычи
Электроцентробежные добывающие насосы (ЭЦН)
Винтовые насосы для нефтедобычи
Диафрагменные нефтяные насосы
Насосы гидропоршневые
Магистральные нефтяные насосы
Мультифазные перекачивающие насосы
Струйные нефтяные насосные установки
Пластинчатые насосные установки

Современное извлечение этого полезного ископаемого производится посредством скважин, пробуренных в толще горных пород. Если давления в продуктивном пласте не хватает, как правило, нефть извлекается при помощи специальных механизмов, которые позволяют поднимать сырье на поверхность, а также используются для закачивания в продуктивные пласты воды, продвижения перекачиваемой продукции по промысловым трубопроводам и так далее.

Эти механизмы называются нефтяные насосы. Насосы для добычи нефти используются для подъема нефти на поверхность, перекачивающие насосы – для обеспечения необходимого давления в магистральных и промысловых трубопроводных системах. Далее мы рассмотрим основные типы такого оборудования.

Насосы для нефти. Основные виды

Нефтяные насосы бывают следующих видов:

штанговые глубинные насосы (ШГН);
штанговые винтовые;
электроцентробежные (ЭЦН);
винтовые;
диафрагменные;
гидропоршневые;
магистральные;
мультифазные;
струйные;
пластинчатые.

Далее мы кратко рассмотрим перечисленные выше агрегаты.

Штанговые глубинные насосы для добычи нефти (ШГН)

В состав штангового насоса входит блок цилиндров, плунжеры, клапана, специальные крепления, штоки, штанга, переходники и так далее. Такие насосные установки используются более, чем на половине ныне эксплуатируемых нефтяных промыслов.

Такая широкая популярность этого вида нефтяного насоса обусловлена следующими несомненными качественными и эксплуатационными характеристиками:

высокий коэффициент эффективности при эксплуатации;
легкость, удобство и простота проведения ремонтных работ;
возможность использования самых разных типов приводов;
возможность применения даже в экстремальных условиях (к примеру, в случае высокой концентрации механических примесей; повышенного содержания газов в добываемой продукции; при выкачивании сырья с высокой коррозионной агрессивностью).

Штанговые винтовые насосы для нефтедобычи

Эту разновидность штанговых установок, как правило, используют при механизированной эксплуатации добывающих скважин в случаях добычи тяжелых сортов нефтяного сырья, а также шлифовальных и тягучих флюидов.

К основным преимуществам таких установок относятся: отсутствие изолированных газов и вполне демократичная для таких агрегатов стоимость.

Читать также: Как выбирают обсадные трубы для нефтяных скважин?

Электроцентробежные добывающие насосы (ЭЦН)

Если кратко описать это устройство, то оно представляет собой обычный насосный механизм, оборудованный электрическим приводом (разве что, в отличие от штангового, он не имеет наземной части, длинный и тонкий). ЭЦН отлично зарекомендовали себя при работе в средах, отличающихся повышенной коррозионной агрессивностью. В состав таких насосных установок входят:

погружной насосный агрегат, состоящий из самого насоса и электропривода с гидрозащитой;
кабельная линия, соединяющая электродвигатель с трансформаторной подстанцией;
станция управления и регулирования работы установки.

Погружные насосы электроцентробежного типа по сравнению с глубинными штанговыми имеют весомые преимущества, а именно:

простое наземное оборудование;
возможность производства добычи больших объемов сырья (до 15 тысяч кубометров в сутки);
возможность их применения в скважинах, глубина которых превышает 3 тысячи метров;
длительный (от 500 дней до двух-трех лет и больше) временной промежуток работы установки без проведения ремонтных работ;
возможность выполнения в скважинах необходимых исследовательских работ без необходимости поднимать насосный агрегат на поверхность;
более простые и менее трудозатратные способы удаления парафиновых отложений, образующихся на стенках НКТ (насосно-компрессорных труб).

Кроме того, электроцентробежные насосные установки можно использовать на больших глубинах и в наклонных добывающих скважинах (вплоть до скважин горизонтального типа), а также в горных выработках с высокой степенью обводненности, в средах с высоким содержанием йодо-бромистых вода, при высокой степени минерализации пластовых вод и для подъема на поверхность кислотных и соляных растворов.

Помимо этого, существуют модификации ЭЦН для одновременно-раздельной работы на нескольких продуктивных горизонтах в рамках одной скважины. В некоторых случаях такие агрегаты используются также для закачивания в нефтяной пласт минерализованной пластовой воды, в целях поддержания необходимого уровня пластового давления.

Винтовые насосы для нефтедобычи

Такая насосная конструкция применяется, как правило, для добычи тяжелых и высоковязких нефтей с большим количеством механических примесей (например, песка), а также для перекачивания жидкостей с высоким уровнем вязкости.

Эта разновидность нефтяной насосной установки обладает следующими преимуществами:

Читать также: Редуктор давления РДФ3-1 (РДФЗ) - особенности применения

Диафрагменные нефтяные насосы

Также, как и штанговые, относятся к устройствам объемного типа. Основу конструкции такого агрегата составляет специальная диафрагма, предохраняющая добываемую продукцию от попадания в другие части насосного механизма. В состав диафрагменного насоса входит подающая нефть колонна, нагнетательный клапан, осевой канал, винтовая пружина, цилиндр, поршень, опоры, электрический кабель и так далее.

Такие насосные агрегаты, как правило, используются на промыслах, где в добываемом нефтяном сырье содержится большое количество механических примесей. К основным достоинствам этой конструкции относят простоту монтажа и последующей эксплуатации.

Насосы гидропоршневые

Они предназначены для откачки из скважины пластовой жидкости. Гидропоршневые агрегаты используются в тех случаях, когда в добываемом сырье нет примесей механического характера.

В состав данных установок входят: скважинный насос, погружной двигатель, канал, через который осуществляется подъема нефти и воды, поверхностная силовая установка и система подготовки рабочей среды. В процессе добычи с помощью таких агрегатов на нефть поверхность выходит вместе с извлекаемой водой.

Основными преимуществами гидропоршневых насосов являются:

возможность в значительной степени вносит изменения в их основные характеристики;
простота и удобство применения;
возможность без особых трудозатрат проводить подземные ремонтные работы;
их можно использовать в скважинах, имеющих наклонное направление ствола.

Магистральные нефтяные насосы

Их основное назначение – перекачивать добываемое сырьё или нефтепродукты по промысловым, техническим и магистральным трубопроводам.

Такие агрегаты способны обеспечить высокий напор для обеспечения прокачки транспортируемого сырья. Их основные отличительные характеристики – экономичность процесса эксплуатации и высокая степень надежности.

Мультифазные перекачивающие насосы

Такие установки состоят из двух основных компонентов – корпуса и системы роторов, и применяются для прокачивания нефти и нефтепродуктов по системе магистральных трубопроводов.

Читайте также: