Эксплуатация скважин бесштанговыми глубинными насосами.
Эксплуатация скважин погружными центробежными электронасосами широко применяется на промыслах АО «Татнефть».
ЭЦН имеют высокую производительность, что особенно важно при эксплуатации высокодебитных скважин. Их наземное оборудование отличается простотой и не требует для монтажа фундаментов и других сооружений. Поскольку центробежный насос и его привод-двигатель находятся на глубине, обслуживание скважин значительно упрощается.
Погружной центробежный электронасос представляет собой агрегат, состоящий из трех основных узлов: электродвигателя, приспособленного для работы в скважине, протектора, который защищает внутреннюю полость электродвигателя от проникновения пластовой жидкости и обеспечивает смазку подшипников, и многоступенчатого центробежного насоса. Все эти узлы соединяются между собой на фланцах, а их валы при помощи шлицевых муфт.
Агрегат спускается в скважину на колонне НКТ, по этой же колонне жидкость поднимается к устью. Электроэнергия подводиться по специальному трехжильному кабелю, который крепиться к НКТ металлическими поясами.
На поверхности земли кабель подключается к станции управления, при помощи которой производятся пуск и остановка электродвигателя, а также его защита от перегрузки.
Принцип
работы центробежного электронасоса
заключается в том, что
увеличение напора жидкости, протекающей через него, происходит при вра-
щении рабочего колеса, которое является основным рабочим органом насоса.
Рабочее колесо насоса представляет собой два диска, между которыми расположены профилированные лопатки, направленные выпуклостью в сторону вращения колеса.
Фонтанная эксплуатация скважин
Способ эксплуатации скважин , при котором подъем жидкости на поверхность происходит под давлением пластовой энергии, называется фонтанным. Фонтанирование скважин происходит в том случае, если перепад давления между пластовым и забойным будет достаточным для преодоления противодавления столба жидкости и потерь давления на трение, то есть фонтанирование происходит под действием гидростатического давления жидкости или энергии расширяющегося газа. Большинство скважин фонтанирует за счет энергии газа и гидростатического напора одновременно. Газ, находящийся в нефти, обладает подъемной силой, которая проявляется в форме давления на нефть. Чем больше газа расстворено в нефти, тем меньше будет плотность смеси и тем выше поднимается уровень жидкости. Достигнув устья, жидкость переливается, и скважина начинает фонтанировать. Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство: Рс = Рг+Ртр+ Ру; где Рс - давление на забое, Рг, Ртр, Ру - гидростатическое давление столба жидкости в скважине, расчитанное по вертикали, потери давления на трение в НКТ и противодавление на устье, соответственно. Различают два вида фонтанирования скважин: · Фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьки газа - артезианское фонтанирование. Фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа облегчающего фонтанирование - наиболее распространенный способ фонтанирования.
Рис. 3.Фонтанная эксплуатация скважин
Рассмотрим
теперь два случая фонтанирования.
Рс < Рнас (рис. 3,a).
а - при давлении на забое меньше давления насыщения (Рс < Рнас);
б - при давлении на забое больше давления насыщения (Рс > Рнас)
Свободный газ имеется на самом забое. К башмаку фонтанных труб будет двигаться газожидкостная смесь. При работе такой скважины основная масса пузырьков газа будет увлекаться потоком жидкости и попадать в фонтанные трубы. Однако часть пузырьков, двигающихся непосредственно у стенки обсадной колонны, будет проскальзывать мимо башмака НКТ и попадать в межтрубное пространство. В межтрубном пространстве выше башмака движения жидкости не происходит. Поэтому пузырьки газа в нем будут всплывать, достигать уровня жидкости и пополнять газовую подушку в межтрубном пространстве. Таким образом, при фонтанировании, когда Рс < Рнас, создаются условия для непрерывного накопления газа в межтрубном пространстве
2. Рс > Рнас (рис. 3,б).
Свободный газ в этом случае не накапливается в затрубном пространстве, так как нет условий для его проскальзывания у башмака фонтанных труб. В самих трубах газ начнет выделяться на некоторой высоте от башмака, где давление станет равным давлению насыщения. Поскольку при работе скважины обновление жидкости в затрубном пространстве не происходит, то не возникают и условия для пополнения газа. Из объема нефти, находящейся в затрубном пространстве, частично выделится растворенный газ, после чего вся система придет в равновесие.
При фонтанной эксплуатации подъем газонефтяной смеси от забоя до устья скважины осуществляется по колонне насоснокомпрессорных труб, которые спускают в скважину перед освоением.
Необходимость их спуска вызвана рациональным использование энергии газа, улучшением выноса песка, уменьшением потерь на скольжение газа и воз
можностью
сохранить фонтанирование при меньших
пластовых давлениях. На устье скважины
монтируют фонтанную арматуру, которая
представляет собой соединение различных
тройников, крестовиков и запорных
устройств. Эта арматура предназначена
для подвешивания насосно-компрессорных
труб, герметизации затрубного пространства
между трубами и обсадной колонной,
контроля и регулирования работы фонтанной
скважины. Состоит она из трубной головки
и фонтанной елки. Трубная головка
предназначена для подвески
насосно-компрессорных труб и герметизации
затрубного пространства между ними и
эксплуатационной колонной. Фонтанная
елка служит для направления продукции
скважины в выкидные линии, а также для
регулирования и контроля работы скважины.
К достоинствам фонтанного способа эксплуатации нефтяных скважин следует отнести:
-надежность, высокий коэффициент эксплуатации скважин, большой межремонтный период работы за счет простоты скважинного оборудования,отсутствия движущихся механизмов в скважине
-эксплуатация скважин, не требующих силовой электроэнергии; -возможность измерения параметров работы скважины и пласта приборами,спущенными до забоя;
-возможность регулирования работы скважины с помощью устьевого (или за
бойного) штуцера;
-малочисленность обслуживающего персонала по сравнению с другими способами эксплуатации.
Основным
недостатком фонтанного способа
эксплуатации является необходимость
поддержания сравнительно высокого
давления на забое скважины, особенно
при большой обводнённости продукции и
высоком устьевом давлении