Достоинства уэцн как способа добычи

Ключевые преимущества УЭЦН с ШСНУ и их недостатки

Все добывающие скважины на территории Российской Федерации высасывают нефть и газ в автоматическом режиме, с помощью двух основных видов насосных станций: «УЭЦН» и «ШСНУ».

Описание штангового насоса (глубинного)

Конструкция глубинного штангового насоса состоит из следующих компонентов:

• специальный плунжерный насос эцв;
• трубы для перекачки жидкости;
• дополнительные штанги;
• станка-качалки, который работает от электричества на электродвигателе;
• редуктора;
• специализированного устройства по преобразованию вращательных движений.

Расположение данного насоса происходит таким образом, чтобы всасывающий элементы располагался ниже уровня выкачиваемой жидкости. Вся система электропривода монтируется на поверхности, у самого устья заложенной скважины. Плунжер приходит в движение с помощью специальных дополнительных штанг, которые крепко свинчены между собой. Внутри колонны этих штанг пропущен «НКТ».

При работе электродвигатель передаёт вращательные движения на станок-качалку, а точнее на его балансир. Это возможно за счёт вспомогательных компонентов: шатуна и кривошипа. А станок-качалка воспроизводит уже возвратно-поступательные движения. Возможное число качаний варьируется в пределах от пяти до пятнадцати в одну минуту. Возможная подача жидкости внутри насоса напрямую зависит от рабочего диаметра, числа ходов и длины одного хода в работе плунжера.

Это наиболее простой способ добычи нефти, с помощью механических движений.

Недостатки данного насоса

Как и аналогичные насосные установки, данный насос имеет некоторые недостатки. Ключевой недостаток — это механическая связь между самим насосом и станком-качалкой, где связь выражена с помощью длины штанг (колонны). Данная колонна характеризуется очень низкими показателями прочности конструкции, тем самым значительно ограничивается возможная мощность передачи жидкости. Второй недостаток — это сниженные показатели надёжности работы как самой скважины, так и межремонтных работ. Третий недостаток — это достаточно частые аварийные ситуации, которые возникают на значительных глубинах работы насоса. Аварии возникают вследствие нагрузок на подвеску насоса, которая возникает из-за увеличения рабочей глубины. Авария выражается либо обрывом штанги, либо отвинчиванием конструкции.

Из дополнительных недостатков данного насоса можно отметить следующие:

• ограниченные показатели производительности насосной установки;
• достаточно большие габариты и металлоёмкость конструкции;
• монтаж движущихся и вращающихся часть конструкции насоса на поверхности;
• частичная герметизация самого устья рабочей скважины.

Кроме этого, возможны некоторые перебои в механизированном способе добычи, которые выражаются обводнёнными пластами пород и отборами добываемой жидкости.

Именно отсюда можно сделать вывод о том, что насосы «УЭЦН» намного выгоднее, чем насосы «ШСНУ».

Преимущества «УЭЦН»

Первое преимущество — это расположение погружного электродвигателя в самой скважине, за счёт чего имеется возможность выдавать большую выходную мощность. Тем самым, данные насосные станции по характеристикам более производительны и быстрее производят подъём ценной жидкости на поверхность.

Второе преимущество — на поверхности полностью отсутствуют какие-либо вращающиеся или движущиеся компоненты конструкции насоса. Нет такой чрезмерной габаритности и металлоёмкости конструкции. Это даёт возможно применять данные насосы в любое время года и при любых погодных условиях.

Третье преимущество — это полная герметизация устьевого отверстия скважины. За счёт этого нет никаких утечек газа.

Четвёртое преимущество — это простой монтаж конструкции насоса. Максимальное время монтажа варьируется от 2-ух до 3-ех часов.

Рекомендуем к прочтению

Какой материал лучше для кровли дома? Какой должна быть надежная входная дверь Самостоятельное возведение каркасного дома Остекление веранды ─ хороший способ создать уют и теплую атмосферу в доме

Добавить комментарий Отменить ответ

Выбирая керамическую плиту, многие покупатели учитывают только дизайн, забывая о других важных параметрах. В результате чего уже во время укладки возникает масса проблем, потому что плитка плохо ложится на поверхность и не вписывается в интерьер.

Понятие «хороший адвокат» вызывает много дискуссий. Одни люди определяют хорошего адвоката исключительно по внешнему виду и презентабельности. Для других важны рекомендации знакомых и отзывы в интернете. Но настоящий профессионализм определяется исключительно в ходе работы с адвокатом.

Источник

39. Эксплуатация скважин с помощью УЭЦН. Преимущества и недостатки. Схема и принцип работы.

Установка электрического центробежного насоса

Принцип действия насоса можно представить следующим образом: жидкость, засасываемая через приемный фильтр, поступает на лопасти вращающегося рабочего колеса, под действием которого она приобретает скорость и давление. Для преобразования кинетической энергии в энергию давления жидкость, выходящая из рабочего колеса, направляется в неподвижные каналы переменного сечения рабочего аппарата, связанного с корпусом насоса, затем жидкость, выйдя из рабочего аппарата попадает на рабочее колесо следующей ступени и цикл повторяется. Центробежные насосы рассчитаны на большую скорость вращения вала.

Запуск насоса обычно производят при закрытой задвижке на нагнетательном патрубке (при этом насос потребляет наименьшую мощность). После запуска насоса задвижку открывают.

Вследствие минимальных требований к оборудованию на устье, ЭЦНы могут пользоваться спросом для применений на площадках с ограниченными рабочими площадями, как например на морских установках, если затраты на подъем не являются ограничивающим фактором. Они также используются на промыслах, где нет доступного газа для систем газлифта. ЭЦНы являются одним из наиболее высокообъемных методов механизированной эксплуатации. ЭЦНы имеют преимущество над другими высокообъемными методами, так как они могут создавать более высокую депрессию на пласт и повысить его продуктивность в тех случаях, когда возможно решение проблем с помехой от газа и выноса песка. Диаметр обсадной колонны также не является важным для обеспечения возможности откачки таких больших объемов.

По мере роста объемов заводнения, традиционным становится откачка нескольких тысяч баррелей жидкости в сутки в процессе улучшения эффективности пластового вытеснения. Данная система легко может быть автоматизирована и может проводить откачку периодически или постоянно, но постоянная откачка является предпочтительной для увеличения срока службы. Для неглубоких скважин капитальные затраты являются относительно невысокими.

Существует несколько недостатков ЭЦН. Основной проблемой является ограниченный срок службы. Насос как таковой относится к высокоскоростному центробежному типу, который может быть поврежден абразивными материалами, твердой фазой или обломками. Формирование окалины или минерального осадка может помешать работе электрического центробежного насоса. Экономическая эффективность ЭЦН в большой мере зависит от стоимости электроэнергии. Это является особенно критичным в отдаленных регионах. Система не обладает широкой эксплуатационной гибкостью. Все основные компоненты находятся в призабойной зоне скважины, поэтому, когда возникает проблема или требуется замена какого-либо компонента, приходится извлекать всю систему целиком.

Если присутствует высокий процент газа, принимаются меры для его отделения и возврата назад в обсадную колонну до того как он попадет в насос. Засасывание больших объемов свободного газа может вызвать неустойчивую работу и привести к механическому износу и возможному перегреву. На морских установках, где по правилам требуется применение пакера, весь газ откачивается с жидкостью. В этих особых условиях применяются специальные насосы, в которых возможно создание первичного напора на приеме насоса.

Источник

Установки погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН)

УЭЦН предназначены для откачки из скважин пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ и механические примеси.

Российский рынок УЭЦН является на сегодняшний день наиболее крупным сегментом рынка нефтяных насосов.
Основные преимущества УЭЦН:

• наилучшая приспособленность к российским условиям добычи нефти,
• возможность подбора установок,
• возможность выбора эффективной технологии добычи нефти в широком диапазоне осложняющих факторов пластово-скважинных характеристик.

Установка погружного центробежного насоса включает в себя погружное и наземное оборудование.
В погружное оборудование входит: электронасосный агрегат, который спускают в скважину под уровень жидкости на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ).

К наземному оборудованию относится: электрооборудование установки и устьевое оборудование скважины (колонная головка и устьевая арматура, обвязанная с выкидной линией).

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 устанавливается на расстояние 3-5 метров от устья скважины.

Необходимость эксплуатации ЭЦН в скважине накладывает ограничения на диаметр насоса.
Большинство применяемых центробежных насосов для добычи нефти не превышает 103 мм (5А габарит насоса).
В то же время длина ЭЦН в сборе может достигать 50 м.
Основными параметрами, определяющими характеристики работы насоса, являются: номинальный дебит или производительность (м3/сут), развиваемый напор при номинальном дебите (м), частота вращения насоса (об/мин).
В зависимости от размера выделяют следующие габариты насосов:
Габарит 5, внешний диаметр 92 мм (для обсадной колонны 123,7 мм)
Габарит 5А, внешний диаметр 103 мм (для обсадной колонны 130 мм)
Габарит 6, внешний диаметр 114 мм (для обсадной колонны 148,3 мм)
Зарубежные компании применяют другую систему классификации насосов по габаритам
тип A, серия 338, внешний диаметр 3.38″ (для обсадной колонны 4 ½»)
тип D, серия 400, внешний диаметр 4.00″ (для обсадной колонны 5 ½»
тип G, серия 540, внешний диаметр 5.13″ (для обсадной колонны 6 5/8″)
тип S, серия 538, внешний диаметр 5.38″(для обсадной колонны 7″)
тип H, серия 562, внешний диаметр 5.63″ (для обсадной колонны 7″)
Ведущие производители УЭЦН Новомет, г. Пермь; Борец, г. Москва, Алнас, г. Альметьевск, Алмаз, г. Радужный , Ижнефтепласт, г. Ижевск
Российский рынок УЭЦН характеризуется высоким уровнем насыщения и обладает ограниченными возможностями для роста.
Это подтверждается невысокими темпами роста данного рынка и высокий уровень слияний и поглощений среди участников.

Источник

Эксплуатация скважин с помощью УЭЦН. Преимущества и недостатки

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Июня 2012 в 18:02, контрольная работа

Краткое описание

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;

— работу ПЭД насосной установки в режиме «ручной» и «автоматический»;

— 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;

Источник