Установки погружных центробежных насосов (УЭЦН)

поверхность позволяет частица  песка перекатывается по поверхности  подшипника,

не царапая ее. Канавки обеспечивают отвод для частиц песка, которые  затем

вымываются из подшипника. Если насос  теряет осевую стабильность, вал начинает

вращаться эксцентрично, что приводит к увеличению боковой нагрузки и

эксцентричному вращению опорных  шайб и сокращает срок службы насоса до

нескольких часов.

Опорные модули с заполненными опорными колесами и подшипниками обеспечивают

осевую и радиальную поддержку  насоса благодаря износостойким  материалам,

намного тверже песка, устойчивым к воздействию агрессивных газовых и

химических сред.

Насосы фирмы ОДИ отличаются от других зарубежных образцов:

-              две опорные ступени насоса;

-              валы секций не имеют своей  пяты и, упираясь, друг в друга

образуют вал, который передает осевую нагрузку на пяту расположенную  в

протекторе;

-              валы соединяются между собой  с помощью зацепления;

-              вал, общей длиной более 24 метров  имеет только одну осевую

опору в нижней части и подвергается продольному изгибу;

-              в каждой двенадцатой ступени  размещены бронированные втулки.

Фирма выпускает насос двух габаритов: 139.7 мм и 177.8 мм (диаметры обсадных

колонн) следующих типов ( таблица 1.1)

                                                                    Таблица 1.1.

    

Тип насоса	Наружный Диаметр, (мм)	Максимальная  мощность на валу насоса, КВт	Номинальная подача, м/сут	Допустимое давление на пяту, м.в.ст.
R 3			30-50	3862
RC 5			50-73
RA 7			90-125
R 9			109-133
RC 12	101,6	200	133-186
R 14			150-212
RA 16			186-239
RA 22			239-311
R 32			311-437	2652
R 38			437-570	1676

 

Двигатель фирмы отличается конструкцией – число пазов ротора и статора 18 и

23 соответственно, у других соответственно 18 и 16. Двигатели очень

чувствительны к температуре, имеют малый температурный запас. Очень важна

скорость обливающей их жидкости, фирма специально оговаривает диаметры

скважин, в которые ставят ее двигатели. Фирма ODI предусматривает регуляторы

частоты вращения двигателя и считается, что плавный пуск защитит двигатель,

хотя есть вероятность того, что  высокий ток на отдельных фазах  может выбить

пробки. В общем. Технические характеристики у двигателей фирмы ODI ниже, чем

у отечественных двигателей.

Фирма ODI скопировала советские  протекторы ГД и 1Г51. Она использует к

гидрозащите вихревые газосепараторы KGV и RGV, если объем свободного газа на

приеме достигает 10%. Используются для определения влияния повышенного

содержания газа на работу насоса (рабочие характеристики вихревых

газосепараторов).

Фирма ODI не является лучшей фирмой, представляющей на мировом рынке

погружные центробежные насосы, но и не является плохой фирмой.

Более конкретно о технических  данных насосов фирмы ODI представлено в

приложении.

При разработке конструкции ступеней насосов фирма  уделяет особое внимание

проблеме защиты от абразии.

1.В ODI используется особая конструкция  диффузора во всех ступенях  насосов 55

и 70 серий для того, чтобы исключить  попадание песка в область  опорной

втулки.

Конструкция ступени фирмы ODI представлена на рис.1.4.

1 – балансная гидравлическая  конструкция устраняет необходимость  балансных

отверстий;

2 - пьедестальная конструкция позволяет  плавный проток жидкости в  рабочее

колесо;

3 – поскольку в нормальном  режиме рабочее колесо давит  на опору сверху, такая

конструкция препятствует попаданию  песка в область между втулкой  рабочего о

поры диффузора;

4 – две опоры с феноловыми  шайбами уменьшают радиальную  нагрузку и

увеличивают продолжительность службы шайб.

                         1.4.Аанализ работы ЭЦН..                        

              1.4.1.Анализ фонда ЭЦН по АО  “Сургутнефтегаз”             

                                                                    Таблица 1.1.

    

состояние	всего	Т И П О Б О Р У Д О В А Н И Я
		ЭЦН5-20	ЭЦН5-30	ЭЦН5-80	ЭЦН5-125	ЭЦН5М-50	ЭЦН5-250	ЭЦН5А-250	ЭЦН5А-400	ЭЦН5А-500	ЭЦН5А-16	ЭЦН5А-25	Центрилифт	ODI	ВНН	ЦУНАР	прочие
Спущено в скважину	7769	302	27	1535	843	3891	360	148	73	33	17	6	105	387	42	0	0
В работе	6857	221	25	1372	768	3372	333	139	65	31	8	2	105	375	41	0	0
В простое	912	81	2	163	75	519	27	9	8	2	9	4	0	12	1	0	0

 

                       1.4.2 Анализ фонда скважин.                      

                            1.4.3. По подаче.                           

За последние годы было выпущено около 1042 насосов типа ЭЦН, из них :

2,5% - ЭЦН 20

38,9% - ЭЦН 50

15,0% - ЭЦН 80

12,1% - ЭЦН 125

1,7% - ЭЦН 160

7,6% - ЭЦН 200

7,3% - ЭЦН 250

2,5% - ЭЦН 360

11,3% - ЭЦН 500

                                                                    Таблица 1.2.

    

Типоразмер	Фонд на 1.01.97	Типоразмер	Фонд на 1.01.97
ЭЦН 30	25	ЭЦН 200	76
ЭЦН 50	389	ЭЦН 250	73
ЭЦН 80	150	ЭЦН 360	25
ЭЦН 125	121	ЭЦН 500	113
ЭЦН 160	17	Всего	989

 

Импортного производства:

                                                                   Таблица  1.3.

    

Типоразмер	Фонд на 1.01.97	Типоразмер	Фонд на 1.01.97
R – 3	6	RA – 16	1
RC – 5	9	RA – 22	1
RA – 7	5	R – 32	2
R – 9	6	R – 32	10
RC – 12	7	Всего ODI	53
R - 14	6

 

                             1.4.4.По напору.                            

По напору насосы распределились следующим  образом:

35,7% - напор 1300 метров

17,8 – напор 1200 метров

напор 1400 метров

напор 1700 метров

напор 900 метров

напор 750 метров

напор 100 метров

В настоящее время растет необходимость  в напоре 1300, 1700, 1800 метров с

подачей 30.50 кубических метров.

                   1.5. Краткая характеристика скважин                  

Скважины бурились на месторождениях кустовым способом, все наклонно-

направленные. Средняя глубина  до 3000 метров. Угол наклона скважины до 45.

Глубина спуска насоса колеблется в  пределах от 1200 до 1700 метров.

                              Динамический уровень:                             

-самый малый – устье;

-самый большой – > 1000 метров.

Динамический уровень в основном колеблется в пределах от 0 до 800 метров. В

настоящее время наблюдается все  большее снижение уровня нефти в  скважинах

месторождений, увеличение числа скважин  с динамическим уровнем больше одного

километра.

Распределение фонда УЭЦН по динамическим уровням за 1996 год представлено в

таблице 1.4.

                                                                    Таблица 1.4.

    

0-200	201-400	401-800	801-1000	>1000	всего	действ. фонд.
193	152	389	166	115	1015	1115
17,3%	13,6%	34,9%	14,9%	10,3%	91,0%	100%

 

                      1.6.Анализ неисправностей ЭЦН.                     

На предприятиях используются как  модульные, так и немодульные насосные

установки.

К неисправностям насосных установок  можно отнести следующие неисправности:

- реже всего выходит из строя  гидрозащита, основной поломкой является прорыв

резиновой диафрагмы;

- двигатели выходят из строя  из-за пробоя статора нижнего  или верхнего

оснований, а также коррозии корпуса;

- насос выходит из строя чаще  всего из-за засорения мехпримесями, быстро

изнашивается вал насоса.

Распределение отказов УЭЦН по укрупненным  причинам за 1997 год представлен в

таблице 1.5.

                                                                    Таблица 1.5.

    

причины	НГДП
Нет подачи	200
R - 0	1020
Клин	15
Негерметичность НКТ	32
прочие	48
ВСЕГО	1315

 

Причины отказа погружных насосов  выглядят следующим образом:

                                                                    Таблица 1.6.

    

№	Причины отказа	1996 г.	1995 г
1	Мехповреждение кабеля	71	69
2	Засорение мехпримесями	162	118
3	Агрессивная среда	1	7
4	Негерметичность НКТ	14	7
5	Несоответствие кривизны	6	27
6	Некачественное глушение	2	2
7	Электроснабжение	3	6
8	Нарушение э/колонны	1	2
9	Некачественный монтаж	29	65
10	Полет ЭЦН	7	1
11	Комплектация несоотв. заявке	26	18
12	Бесконтрольная эксплуатация	39	35
13	ГТМ	17	4
14	Причина не выявлена НГДП	59	53
15	Прочие	91	-
Итого по вине НГДП		528	414
16	Брак ремонта кабеля	7	12
17	Брак ремонта ПЭД	9	8
18	Брак ремонта гидрозащиты	1	4
19	Брак ремонта насоса	1	-
20	Скрытый дефект оборудования	31	13
21	Причина не установлена ЭПУ	3	1
Итого по вине ЭПУ		52	38
НДП + ЭПУ
Спорные
Заводской брак		5	14
Итого отказов		585	466

 

Из таблицы видно, что самым  значительным техническим фактором, влияющим на

работу установок ЭЦН. И являющимися  причинами выхода из строя можно  назвать

мехповреждения кабеля, засорение примесями, некачественный монтаж, а также

несоответствие кривизны ствола скважины, и бесконтрольное эксплуатация.

Отсюда следует, что забивание  мехпримесями является важным фактором влияющим

на срок службы насоса, а борьба с ними должна привести к увеличению

межремонтного периода установки. За 1997 год межремонтный период и  наработки

на отказ имеют следующие  значения:

                                                                    Таблица 1.7.

    

Эксплуат. фонд		Действ. фонд		Отказы		Наработка на отказ		Кол-во ремонтов		МРП		Средний дебет		Обводненность
1995	1996	1995	1996	1995	1996	1995	1996	1995	1996	1995	1996	1995	1996	1995	1996
1576	1431	1168	1115	1172	1315	264	266	1226	1224	310	310	114.5	122.6	89,0	90,4

 

            1.7.Анализ аварийного фонда по НГДУ «Лянторнефть»           

В 1997 году произошло 60 полетов на 60 скважинах оборудованных установками

электроцентрированных насосов. За прошедшие 5 лет наметилась тенденция

увеличения количества аварий по фонду  УЭЦН. В отчетном году аварийность

повысилась на 16 скважин, по сравнению  с аналогичным периодом 1996 года.

Большая часть полетов произошли  в результате расчленения фланцевых

соединениях УЭЦН – 48%. Здесь следует  выделить обрывы по шпилькам между

секциями насоса – 25% и метод  ПЭД и протектором гидрозащиты  – 10%. Следующая

группа обрывов – обрывы по НКТ. Основная доля обрывов приходится на нижнюю и

верхнюю часть колонны НКТ, соответственно – 44% и 38%. Все остальные аварии

относятся к категории частных  случаев. Последняя большая группа аварий – это

аварии по причине слома по телу узлов УЭЦН. По данной причине 4 полета

получено в результате слома  по телу корпуса секций насосов, 3 –  по корпусу

гидрозащиты, 1 – по телу ловильной головки. Сломы по «шейки насосов» возросли

с 1 полета в 1996 г до 5 в 1997 году. Проводя  анализ эксплуатации аварийного

фонда скважин УЭЦН достаточно четко  просматривается влияние осложняющих