546

МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ. УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

НЕФТЯНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Серия «МАШИНЫ И НЕФТЯНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»

Обзорная информация

БЛОЧНЫЕ НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Москва 1980

ВВЕДЕНИЕ

Основным направлением технического прогресса при обустройстве нефтяных месторождений является примене­ ние блочных и блочно—комплектных устройств, органично функционирующих в автоматизированном технологическом процессе добычи, подготовки и транспорта нефти. Приме­ нение блочных и блочно-комплектных устройств повыша­ ет индустриализацию строительства объектов нефтедобываю­ щего производства, дает возможность сократить сроки строительства технологических объектов, снижает капи­

тальные затраты £ 1 ,2 ].

Во ВНИИСПТнефть разработан ряд автоматизированных блочных нефтяных насосных установок 6ННУ и станций 6ННС, предназначенных для внутрипромысловой перекачки нефти и подачи ее в магистральный трубопровод. Основным блоком БННУ и БННС является блок насоса БН. Разрабо­ тан ряд БН, обеспечивающих заданные подачу и давление в пределах параметрического ряда насосных установок и

станций.

В работе Г 1J впервые теоретически обоснованы основ­ ные принципы блочного строительства наземных сооруже­ ний нефтяной и газовой промышленности и рассмотрены ос-

©Всесоюзный научно-исследовательский институт организации, управление

иэкономики нефтегазовой промышленности (ВНИНОЭНГ), 1080.

новные принципы проектирования и конструирования блочно­ комплектных устройств.

Из элементов БННУ и БННС наиболее сложным в про­ ектировании, трудоемким в изготовлении и ответственным в эксплуатации является блок насоса. Поэтому рассмот­ рение положений, относящихся отдельно к блокам насосов, представляется актуальным.

В работе отражен опыт ВНИИСПТнефть по проектиро­ ванию блоков насосов с нефтяными насосами.

ОСНОВНОЕ ПОНЯТИЕ

Всвязи с тем, что в технической литературе отсутст­ вует однозначное определение понятия, "блок", и имеются расхождения в определении "блок насоса", представляет­ ся целесообразным предложить соответствующее определе­ ние.

Внекоторых работах дано определение блока как сово­ купности механизмов, машин, установок, приборов и т.п. или их частей (деталей), объединенных назначением, мес­ том расположения и т.д., установлены общие требования к конструированию, изготовлению, приемке и поставке бло­ ков газовой и нефтяной промышленности и дано определе­ ние технологического блока [3 ,4 ,5 ].

Как видно, в данных определениях "блока" общим приз­ наком является совокупность механизмов, приборов, сис­ тем и т.п., создающая определенное изделие.

Очевидно, что большинство "блоков" надо рассматри­ вать как изделие машиностроения. Отсюда следует, что основные требования, включенные в понятие "блок", в ма­ шиностроении выполняются, в том числе и условие транс­ портабельности.

Известно, что в последние годы большинство блочных и блочно-комплектных конструкций изготавливают на заводах и эта тенденция все более будет возрастать.

Подробное перечисление состава блока, как указано в [4 ,5 ], целесообразно для определения конкретного типа блочных конструкций. Например, для блоков насосов, блоков сепараторов и т.д.

В системе сбора, подготовки и внутрипромыслового тран­ спорта нефти нашло применение блочное оборудование с наи­ менованием: блок сепаратора; блок насоса; блок управления и т.д. В этих наименованиях указаны принадлежность к блоч­ ным конструкциям и. наименование основного технологическо­ го оборудования или основное назначение. Например, блок на­ соса, блок управления.

Учитывая конструкцию и назначение применяемых на неф­ тяных месторождениях блоков насосов, можно предложить следующее определение: блок насоса - это машиностроитель­ ное изделие, предназначенное для обеспечения заданной по­ дачи жидкости и состоящее из насосного агрегата с запор­ ной и регулирующей арматурой, а также систем (приборов),

(или без укрытия).

В блоки насосов могут входить дополнительно подъемно­ транспортные устройства. Блоки насосов, в основном, эксп­ луатируют в составе насосных установок и станций, поэтому система автоматического управления (за исключением неко­ торых приборов) в состав блока насоса не входит.

Блочная нефтяная насосная установка состоит из одного или нескольких блоков насосов и автоматической системы управления. БННУ может функционировать в составе станции или другого комплекса.

Блочная нефтяная насосная станция представляет собой комплекс сооружений и оборудования и в общем случае со­ стоит из: сепарационной установки или буферной емкости, блоков насосов; блока замера и регулирования (установки сдачи товарной нефти); блока коллекторов; блока управле­ ния; оборудования электроснабжения (КТО, Р У ); блоков вспомогательного назначения; подъемно-транспортных уст­ ройств.

КЛАССИФИКАЦИЯ БЛОКОВ НАСОСОВ

Общая классификация блоков насосов. Блоки насосов, применяемые в системе сбора, подготовки и транспорта нефти можно разделить на две группы - основные и вспо­

могательные. К вспомогательным относятся блоки насосов, оборудованные для: водоснабжения, канализации, пожароту­ шения, для откачки утечек, для подачи реагента и т.д.

Вспомогательные БН строят как на базе основных блоков насосов с необходимыми изменениями и оборудованием в зависимости от назначения, так и отдельно.

К основным относятся блоки насосов, предназначенные для перекачки нефти и нефтепродуктов.

Предлагаемая общая классификация основных блоков на­ сосов представлена на рис.1.

В дальнейшем будут рассмотрены блоки насосов с неф­ тяными насосами и относящиеся к ним элементы общей классификации.

- Классификация блоков насосов по составу. Наибольшее распространение получило моноблочное исполнение БН, обес­ печивающее наилучшую компоновку и транспортабельность. При соединении моноблоков друг с другом образуется зда­ ние, при этом снимают боковые стеновые панели блоков. Такая схема сборки насосных станций из моноблоков полу­ чила наибольшее распространение для блочных нефтяных на­ сосных станций. Подобная компоновка станций улучшает ус­ ловия эксплуатации, позволяет объединить многие вспомога­ тельные системы станции, уменьшить площадь застройки.

Сочлененные блики насосов применяют редко. Их выполня­ ют по схеме: головная секция - прицепная секция. В при­ цепной секции находится вспомогательное оборудование и

системы обслуживания головной секции. Каждую секцию транспортируют отдельно. В отличие от моноблоков при соединении секций на месте эксплуатации необходимо вы­ полнять дополнительные работы.

Классификация блоков насосов по числу и расположению насосных агрегатов. Выбор схемы расположения и числа насосных агрегатов зависит от габаритов насосного агре­ гата и блока насоса. Насосы с подачей до 2 0 0 м^/ч и напором до 400 м можно устанавливать по два агрегата

блока в 2 ряда. В отдельных блоках насосов, разработан­ ных во ВНИИСПТнефть, два насосных агрегата расположе­ ны вдоль оси блока в один ряд.

Наибольшее распространение получили БН с одним на­

сосным агрегатом. Это объясняется тем, что, во-первых, такие БН облегчают создание более совершенной компонов­ ки; во-вторых, насосные агрегаты с подачей более 2 0 0 м ;э/ч имеют большие габариты и массу. БН с одним насосным агрегатом позволяют компоновать установки и станции оп­ ределенной производительности без лишнего резерва.

Встречаются также блоки насосов со смешанным рас­ положением насосных агрегатов, когда один из двух на­ сосных агрегатов расположен поперек оси блока.

Классификация блоков насосов по наличию у к р ы т и я . Бло­

ки насосов, эксплуатируемые в районах с умеренным и хо­ лодным климатом, имеют укрытие вагонного типа нормаль­ ного железнодорожного габарита. Укрытие состоит из кар­

Согласно 6СН8-73 "Временные указания по классифи­ кации основных производств (отдельных помещений) и со­ оружений нефтяной промышленности по их пож^ро- и взры­ воопасности" блоки насосов должны отвечать Требованиям, предъявляемым к взрывоопасным установкам класса В -1 а по ПУЭ, где по условиям работы возможно образование взрывоопасных смесей 1 и П категорий групп Б и Г (2ТЗ (2 Г ) по ПИВРЭ и ПУЭ).

Согласно СНИП' 1 1 -М 2 -7 2 "Лроизводствейные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования" катего­ рия по пожарной опасности - А*

4.В блоках насосов должны быть применены насосные агрегаты с нефтяными насосами с приводом от взрывобез­ опасных электродвигателей,

5.В блоках насосов должна быть установлена^ запор­ ная и регулирующая арматура, обеспечивающая управление насосом и защиту от превышения (понижения) давления на входе в насос и от обратной волны жидкости. Должна бытьсистема сбора и откачки утечек через уплотнения вала насоса,

6.Блок насоса должен иметь укрытие. Для повышения теплозащитных свойств укрытия применяют панели с лег­ кими утеплителями. Основание блока насоса должно быть изготовлено из стали, возможно применение и других ма­ териалов. Укрытие блока насоса должно позволять соеди­ нение с другим блоком насоса для образования общего зда­ ния - насосной. При соединении блоков насосов образуется единое здание, что улучшает условия эксплуатации и обслу­ живания агрегатов и приборов. При достаточной надежности насосного агрегата, арматуры и приборов, способных рабо­ тать в различных районах, возможно применение полуоткры­ тых и открытых компоновок БН.

7.В блоках насосов должно быть предусмотрено: есте­ ственное и электрическое освещение; приточно-вытяжная система вентиляции; отопление, температура воздуха в бло­ ках должна быть в пределах от +5 до +40°С ; система виб­ роизоляции насосного агрегата для снижения уровня вибрации.

8.В блоках насосов должны быть установлены приборы контроля и сигнализации, элементы управления насосным

агрегатом и блоком в целом в зависимости от уровня ав­ томатизации станции. Обязательно должны быть приборы контроля давления насоса, температуры подшипников на­ сосного агрегата, температуры внутри помещения, контро­ ля затопления помещения нефтью в случае разрыва трубо­ проводной обвязки насосного агрегата, контроля загазован­ ности внутри-блока насоса. Для автоматического управления насосным агрегатом необходимо применять задвижки с электроприводом, посты ручного управления электрозадвиж­ кой и насосным агрегатом должны быть установлены в бло­ ках насосов. Кроме того, для контроля возникновения по­ жара в блоке устанавливается датчик ДПС-038, входящий

всистему пожарной сигнализации.

9.Кабели должны быть проложены в стальных трубах и

все соединения в пределах блока насоса, а также между блоками насосов и управления должны осуществляться с по­ мощью разъемов (клеммных коробок).

10. Блок насоса должен отвечать требованиям санитар­ ных норм проектирования, правил техники безопасности, пожаро- и взрывобезопасности. Эти требования, применитель­ но к блочным конструкциям, недостаточно освещены в [6,7, 8 ,9 ,1 0] и требуют уточнения.

11. В блоке насоса должно быть предусмотрено подъем­ но-транспортное устройство для подъема и перемещения де­ талей и сборочных единиц насосного агрегата и его трубо­ проводной обвязки при техническом обслуживании и ремонте, а также для извлечения из блока насосного агрегата при ремонте или его замене.

12. Транспортирование, монтаж и ввод в эксплуатацию блока насоса должны осуществляться без его разборки. До­ пускается снятие отдельных приборов контроля и автомати­ зации, а также элементов системы вентиляции.

13. Размеры и масса блоков насосов должны вписывать­ ся в нормальные габариты транспортирования. Перевозка БН должна осуществляться по железной дороге с нормаль­ ным габаритом перевозки, по автомобильным дорогам на автомобильных транспортных средствах. При использовании водного и воздушного транспорта габариты блока насоса (индивидуальный проект) могут быть изменены. В районах