Шпаргалка по "Геологии"

Поверхностное оборудование винтовой насосной установки состоит из устьевого сальникового превентора 6, вращателя с модульной вставкой 7 и электродвигателя б, Особенностью привода является то, что он обладает возможностью ступенчатого и плавного регулирования частоты вращения приводной штанговой колонны за счет изменения передаточного отношения в редукторах в широких пределах.

Широкое внедрение винтовых насосных установок с поверхностным приводом выдвигает необходимость регулирования частоты вращения вращательной колонны для совмещения характеристики скважины с оптимальной по-г дачей скважинного насоса. Это связано с тем, что при при превышении подачи насосной установки в сравнении с дебитом скважины возможна работа винтовой пары в сухую без охлаждения резиновойлбкладки потоком жидкости. Та-кая ситуация может привести к выходу из строя винтовой пары из-за перегрева. [9]

При эксплуатации винтовой насосной установки типа УНВП существует необходимость повышения эффективности передачи вращающего момента поверхностного привода колонне штанг.

Применяемые же в поверхностно-приводных винтовых насосных установках частоты вращения многократно больше, следовательно, износ будет происходить в значительно более короткие сроки.

В настоящее время на нефтяных промыслах Казахстана применяются винтовые насосные установки с поверхностным приводом зарубежных фирм. В частности в ИГДУ Аксаковнефть ДНК Башнефть используются установки винтовых насосов канадской фирмм CRlFFi / V PUMPS ( рис. 17), составными частями которых является скважинный насос и узел устьевого привода.

Расчеты показывают, что номинальная мощность привода для винтовых насосных установок должны быть в два раза меньше мощности двигателя штанговой скважинной насосной установки.

Наиболее перспективными для эксплуатации малодебитных скважин с высоковязкой нефтью являются винтовые насосные установки, получившие в последние годы широкое распространение.

Учитывая тот факт, что объем добычи нефти с использованием винтовых насосных установок и себестоимость нефти напрямую зависят от их безаварийной работы, необходимо исследовать динамику работы элементов установки, определить наиболее рациональные режимы эксплуатации. Поэтому исследования, посвященные этому вопросу, являются, безусловно, актуальными.

 

Вопрос 35. Штанговые винтовые насосные установки

Установки штанговых винтовых насосов (УШВН) находят свое применение в относительно неглубоких (до 1500–2000 м) умеренно искривленных скважинах при дебитах жидкости в диапазоне от 3 до 150 м3/сут. [4]. Установки винтовых насосов с погружным электродвигателем (УЭВН) могут использоваться в более глубоких (до 3000 м) искривленных и горизонтальных скважинах, где применение УШВН ограничено из-за штанг, и обеспечивать более высокий дебит (до 500 м3/сут.).

Штанговые винтовые насосы могут успешно использоваться в мало- и среднедебитных скважинах (до 60 м3/сут.) как в стандартных (нормальных) геолого-технических условиях, так и в осложненных с повышенным содержанием мехпримесей и газа в откачиваемой продукции.

Основное назначение УШВН – это эксплуатация скважин для добычи нефти и откачка различных пластовых флюидов. УШВН отлично показали себя при работе на малодебитном и среднедебитном фонде скважин.

Установка состоит из наземного привода с электродвигателем, станции управления и скважинного оборудования, которое включает в себя винтовую насосную пару (ротор-статор), противоотворотный якорь, а также штанговую колонну. За счет простоты конструкции монтаж данной установки производиться в кратчайшие сроки при минимальных затратах.

Где эффективно применить УШВН

Добыча средней и тяжелой нефти;

Добыча нефти с высоким содержанием механических примесей;

Обезвоживание газовых скважин;

При высокой обводненности скважин;

Малый и средний дебит скважин;

Глубина спуска до 2 000 метров.

Снижаем риски – повышаем экономическую эффективность

Низкие капитальные затраты;

Низкий уровень потребления электроэнергии;

Низкие эксплуатационные расходы;

Высокий КПД;

Герметичное сальниковое уплотнение гарантирует отсутствие утечек, а соответственно загрязнение окружающей среды;

 

 

Вопрос 36: Эксплуатация скважин электро диафрагменными насосными установками.

 

Вопрос 37: скважинные струйные насосные установки

Одним из новых и перспективных для нефтепромысловой практики видов добывающего оборудования являются уста­новки струйных насосов (УСН). Струйные аппараты нашли широкое применение в самых различных отраслях, что свя­зано с простотой их конструкции, отсутствием движущихся частей, хорошей надежностью и способностью работать в очень сложных условиях: при высоком содержании в откачиваемой жидкости механических примесей и свободного газа, в услови­ях повышенных температур и агрессивности инжектируемой продукции.

В настоящее время разработаны струйные насосные уста­новки с наземным и погружным силовым приводом; при этом струйный насос может быть стационарным или вставным (сбрасываемым). Струйные насосные установки с наземным приводом могут быть двухтрубными и однотрубными, но с использованием пакера.

Картинка -- http://userdocs.ru/pars_docs/refs/85/84285/84285_html_m53be3ffe.png

Принципиальная схема струйного насоса:

1 - канал подвода рабочего  агента; 2 - активное сопло; 3 - ка­нал  подвода инжектируемой жидкости; 4 - камера смешения;

5 - диффузор

Струйные насосные установки с погружным силовым приводом, как правило, однотрубные без пакера. Каждая система имеет преимущества, недостатки и свою область рационального применения. Особое место зани­мают струйные насосные установки с погружным приводом, в качестве которого используется УЭЦН. Такие установки по­лучили название тандемных установок: они обладают рядом существенных преимуществ перед любыми другими способами механизированной эксплуатации скважин, выводя технологию эксплуатации скважин на более высокий уровень.

Принципиальная схема струйного насоса представлена на рис. 6.23. Насос состоит из следующих элементов: канала подвода рабочего агента 1, активного сопла 2, канала подвода инжектируемой жидкости 3 (в области сопла этот канал часто называют приемной камерой), камеры смешения 4 и диффузора 5. Принцип работы струйного насоса заключается в следующем: рабочий агент, обладающий значительной потенциальной энер­гией, подводится к активному соплу 2, в котором происходит преобразование части потенциальной энергии в кинетическую. Струя рабочего агента, вытекающая из сопла 2, понижает дав­ление в приемной камере (объем между началом камеры сме­шения и срезом сопла), вследствие чего часть инжектируемой жидкости (продукция скважины) подмешивается к рабочему агенту и поступает в камеру смешения 4. В камере смешения рабочий агент и инжектируемая жидкость перемешиваются, выравниваются их скорости и давления, и смешанный поток поступает в диффузор 5. В диффузоре происходит плавное снижение кинетической энергии смешанного потока и рост его потенциальной энергии. На выходе из диффузора смешанный поток должен обладать потенциальной энергией, достаточной для подъема его на поверхность. Серийное производство струй­ных насосов, используемых при эксплуатации скважин, освоено Лебедянским машиностроительным заводом (ЛеМаЗ).

При применении УСН с поверхностным силовым приводом может использоваться однотрубная или двухтрубная система. При однотрубной системе используется пакер, который отде­ляет всасывающую линию от нагнетательной.

Широко применяемые для добычи нефти установки по­гружных электрических центробежных насосов (УЭЦН) можно использовать в качестве силовых приводов струйных насосов, формируя так называемые тандемные установки «ЭЦН-СН». Под тандемными установками будем понимать такие установки для эксплуатации скважин, глубинный насосный агрегат кото­рых представлен, по крайней мере, двумя насосами с различным или одинаковым принципом действия.

Дополнение(другой сайт):

Струйно-насосная установка представляет собой насосную систему механизированной добычи нефти, состоящую из устьевого наземного и погружного оборудования. Наземное оборудование включает сепаратор, силовой насос, устьевую арматуру, КИП; погружное оборудование - струйный насос с посадочным узлом (рис. 36).

Струйные насосы отличаются отсутствием подвижных частей, компактностью, высокой прочностью, устойчивостью к коррозии и абразивному износу, дешевизной. КПД струйной установки приближается к КПД других гидравлических насосных систем. Рабочие характеристики струйного насоса близки к характеристикам электропогружного насоса.

Струйный насос (рис. 37) приводится в действие под влиянием напора рабочей жидкости (лучше нефти или воды), нагнетаемой в НКТ 1, соединенные с соплом 2. При прохождении узкого сечения сопла струя перед диффузором 4 приобретает большую скорость и поэтому в каналах 3 снижается давление. Эти каналы соединены через полость насоса 5 с подпакерным пространством 6 и пластом, откуда пластовая жидкость всасывается в насос и смешивается в камере смешения с рабочей. Смесь жидкостей далее движется по кольцевому пространству насоса и поднимается на поверхность по межтрубному пространству (насос спускают на двух концентрических рядах труб) под давлением нагнетаемой в НКТ рабочей жидкости. Насос может откачивать высоковязкие жидкости и эксплуатироваться в сложнейших условиях (высокие температуры пластовой жидкости, содержание значительного количества свободного газа и песка в продукции и т.д.).

Картинка - http://neft-gazedu.ru/images/strujnye-nasosy_1.jpg

Рис. 36. Струйно?насосная установка:

1 – струйный насос; 2 –  ловитель; 3 – силовой насос; 4 ? сепаратор; 5 – продуктивный пласт

Вопрос 38: Скважинные гидропоршневые насосные установки

Современные УГН позволяют эксплуатировать скважины с высотой подъема до 4500 м, с максимальным дебитом до 1200 м3/сут. при высоком содержании в скважинной продукции воды.

Установки гидропоршневых насосов - блочные автоматизированные, предназначены для добычи нефти из двух - восьми глубоких кустовых наклонно направленных скважин в заболоченных и труднодоступных районах Западной Сибири и других районах. Откачиваемая жидкость кинематической вязкостью не более 15?10-6 м2/с (15?10-2 Ст) с содержанием механических примесей не более 0,1г/л, сероводорода не более 0,01 г/л и попутной воды не более 99%. Наличие свободного газа на приеме гидропоршневого насосного агрегата не допускается. Температура откачиваемой жидкости в месте подвески агрегата не выше 120оС.

Установки выпускаются для скважин с условным диаметром обсадных колонн 140, 146 и 168 мм.

Климатическое исполнение - У и ХЛ, категория размещения наземного оборудования - 1, погружного - 5 (ГОСТ 15150-69).

Гидропоршневая насосная установка (рис. 35) состоит из поршневого гидравлического двигателя и насоса 13, устанавливаемого в нижней части труб 10, силового насоса 4, расположенного на поверхности, емкости 2 для отстоя жидкости и сепаратора 6 для её очистки. Насос 13, сбрасываемый в трубы 10, садится в седло 14, где уплотняется в посадочном конусе 15 под воздействием струй рабочей жидкости, нагнетаемой в скважину по центральному ряду труб 10. Золотниковое устройство направляет жидкость в пространство над или под поршнем двигателя, и поэтому он совершает вертикальные возвратно-поступательные движения.

Нефть из скважин всасывается через обратный клапан 16, направляется в кольцевое пространство между внутренним 10 и наружным 11 рядами труб. В это же пространство из двигателя поступает отработанная жидкость (нефть), т.е. по кольцевому пространству на поверхность поднимается одновременно добываемая рабочая жидкость.

Картинка -http://neft-gazedu.ru/images/ustanovki-gidroporshnevyh-nasosov-dlja-dobychi_1.jpg

Рис. 35. Схема компоновки оборудования гидропоршневой насосной установки:

а – подъем насоса; б – работа насоса; 1 – трубопровод; 2 – емкость для рабочей жидкости; 3 – всасывающий трубопровод; 4 – силовой насос; 5 – манометр; 6 – сепаратор; 7 – выкидная линия; 8 – напорный трубоопровод; 9 – оборудование устья скважины; 10 – 63 мм трубы; 11 – 102 мм трубы; 12 – обсадная колонна; 13 – гидропоршневой насос (сбрасываемый); 14 – седло гидропоршневого насоса; 15 – конус посадочный; 16 – обратный клапан; I - рабочая жидкость; II - добываемая жидкость; III - смесь отработанной и добытой жидкости

При необходимости подъема насоса изменяется направление нагнетания рабочей жидкости - её подают в кольцевое пространство. Различают гидропоршневые насосы одинарного и двойного действия, с раздельным и совместным движением добываемой жидкости с рабочей и т.д.

В настоящее время выпускаются установки:

УГН25-150-25,

УГН40-250-20,

УГН100-200-18,

УГН160-380-15.

Обозначения: УГН - установка гидропоршневых насосов; цифры после УГН - подача одного гидропоршневого насосного агрегата (м3/сут.); цифры после первого тире - суммарная подача установки (м3/сут.); цифры после второго тире - давление нагнетания агрегата (МПа); в конце указывается ТУ. Пример: УГН 160?380-15 ТУ 26-16-233-88. Суммарная мощность установок 185?270 кВт; КПД 45?47%; масса не более 50000 кг.

 

Вопрос 39. Скважинные насосные установки с диафрагменными, стурйными и турбо насосами.

Установки погружных диафрагменных электронасосов УЭДН5 предназначены для эксплуатации малодебитных нефтяных скважин преимущественно с пескопроявлениями, высокой обводненностью продукции, кривыми и наклонными стволами с внутренним диаметром обсадной колонны не менее 121,7 мм.

Содержание попутной воды в перекачиваемой среде не ограничивается. Максимальная массовая концентрация твердых частиц 0,2% (2 г/л); максимальное объемное содержание попутного газа на приеме насоса 10%; водородный показатель попутной воды рН=6,0?8,5; максимальная концентрация сероводорода 0,001% (0,01 г/л).

Основные показатели установок типа УЭДН5 в номинальном режиме при перекачивании электронасосом воды плотностью 1000 кг/м3, температурой 45°С при напряжении сети 350 В и частоте тока 50 Гц приведены в табл. 8. Погружной диафрагменный электронасос опускается в скважину на насосно-компрессорных трубах (ГОСТ 633-80) условным диаметром 42, 48 или 60 мм.

Картинка - http://neft-gazedu.ru/images/ustanovki-pogruzhnyh-diafragmennyh-jelektronasosov_1.gif

Рис. 31. Погружной диафрагменный электронасос:

1 – токоввод; 2 – нагнетательный  клапан; 3 – всасывающий клапан; 4 – диафрагма; 5 – пружина; 6 – плунжерный  насос; 7 – эксцентриковый привод; 8 – конический редуктор; 9 – электродвигатель; 10 - компенсатор

Струйный.

Струйно-насосная установка представляет собой насосную систему механизированной добычи нефти, состоящую из устьевого наземного и погружного оборудования. Наземное оборудование включает сепаратор, силовой насос, устьевую арматуру, КИП; погружное оборудование - струйный насос с посадочным узлом (рис. 36).

Струйные насосы отличаются отсутствием подвижных частей, компактностью, высокой прочностью, устойчивостью к коррозии и абразивному износу, дешевизной. КПД струйной установки приближается к КПД других гидравлических насосных систем. Рабочие характеристики струйного насоса близки к характеристикам электропогружного насоса. Струйный насос (рис. 37) приводится в действие под влиянием напора рабочей жидкости (лучше нефти или воды), нагнетаемой в НКТ 1, соединенные с соплом 2. При прохождении узкого сечения сопла струя перед диффузором 4 приобретает большую скорость и поэтому в каналах 3 снижается давление. Эти каналы соединены через полость насоса 5 с подпакерным пространством 6 и пластом, откуда пластовая жидкость всасывается в насос и смешивается в камере смешения с рабочей. Смесь жидкостей далее движется по кольцевому пространству насоса и поднимается на поверхность по межтрубному пространству (насос спускают на двух концентрических рядах труб) под давлением нагнетаемой в НКТ рабочей жидкости. Насос может откачивать высоковязкие жидкости и эксплуатироваться в сложнейших условиях (высокие температуры пластовой жидкости, содержание значительного количества свободного газа и песка в продукции и т.д.).