Добавил:
свои люди в ТПУ Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ПР1

.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
13.06.2026
Размер:
89.21 Кб
Скачать

Практическая работа №1

Оборудование НГП

Задание №1. Перечислить нефтегазопромысловое оборудование, которое Вам известно:

Сепараторы (двух- и трехфазные / дегазаторы, пробкоуловители, факельные), печи, теплообменники (кожухотрубные зачастую), аппараты глубокой очистки воды, электродегидраторы, фильтры, емкости (буферные, конденсатные, дренажные, подготовки воды, отработанного масла, запаса/хранения), насосы (центробежные, шестеренные, поршневые), свечи рассеивания, факела, установки дозирования реагента (ингибитора солеотложений, коррозии, бактерицида, деэмульгатора), блочная кустовая насосная станция, маслохозйство, аппараты воздушного охлаждения, резервуары, СИКН, СИКВ, СИКГ, гидроциклоны, фонтанная арматура

Задание №2. Что изображено на рисунке?

1) сужающее устройство

2) буровая башня

3) факельные сепараторы

4) турбина

5) трубы НКТ

6) погружной насос

7) фонтанная / устьевая арматура

8) насос-качалка

9) манометр

10) -

11) закачка цемента в скважину

12) емкость разгазирования, двухфазный сепаратор

13) сеть трубопроводов рядом с РВС

14) компрессор

15) пробоотборник

Задание №3. Предложить классификацию нефтегазопромыслового оборудования по различным признакам:

По назначению, по конструктивным особенностям, по рабочей среде, по местоположению, по принципу действия, по условиям эксплуатации. по уровню риска отказа/ремонта, по приводу; по степени мобильности; по взрывопажоробезопасности, по глубине установки

Задание №4. Диагноз по образцу: что случилось с оборудованием? Необходимо определить вероятный механизм разрушения и предложить меры предотвращения.

Ситуация А. Фрагмент трубы: внутренняя поверхность покрыта многочисленными мелкими язвами (питтинг), есть ржавые наросты. Анализ: высокое содержание хлоридов, pH 4,2, присутствие CO₂.

Ответ: коррозия на фоне образования кислот. Введение ингибиторов коррозии с рабочую среду, установка адсорбера. Заменить участок поврежденной трубы.

Ситуация Б. Рабочее колесо центробежного насоса: каналы забиты плотным белым налётом, колесо не вращается. Анализ: CaCO₃ (90%), органические примеси (10%).

Ответ: образование солеотложений. Ввод ингибитора, очистка колеса от налета

Ситуация В. Уплотнительное кольцо (из NBR) из фонтанной арматуры: увеличилось в размере, потеряло форму, стало липким. Среда: нефть с высоким содержанием ароматики (бензол, толуол) + метанол.

Вопросы: Почему кольцо вышло из строя? Какой материал уплотнения предложить вместо NBR? Какие свойства важны?

Ответ: произошел распад (деградация) кольца. Предлагаем FKM (Viton®). Важны свойства стойкости к органике (растворителям), при рабочих температурах.

Ситуация Г. Внутренняя поверхность колена трубопровода: неравномерный износ, металл истончён, есть риски и канавки, следы ржавчины. Среда: газоконденсат с песком (0,1% мас.) и H₂S.

Вопросы: Какой механизм разрушения преобладает? Как защитить трубопровод (изменить трассу, материал, нанести покрытие, снизить скорость)?

Ответ: абразивное повреждение (песок) с коррозией (кислота). Снизить скорость потока, увеличить радиус колена, предусмотреть отделение песка перед входом в трубопровод

Задание №5. Выбор материала для оборудования по химическому составу среды. Необходимо предложить подходящий материал для следующих позиций:

  1. Корпус фонтанной арматуры

  2. Трубы НКТ

  3. Уплотнения (кольца)

  4. Рабочие колёса насоса

Таблица 1 – Стойкости материалов

Материал

H₂S

CO₂

Хлориды

Ароматика

Температура, °C

Углеродистая сталь

+

до 200

Низколегир. сталь (4130)

+/–

+

до 150

Нерж. сталь 316

+

+

+

до 80 (Cl)

Duplex (22Cr)

+

+

+

+

до 200

Инконель 625

++

++

++

++

до 400

NBR (нитрил)

+

+

+

до 100

FKM (Viton®)

++

++

++

+

до 200

PTFE

++

++

++

++

до 260

(+ стойкий, – не стойкий, +/– ограниченно стоек)

1. Duplex (22Cr), Инконель 625

2. Duplex (22Cr), Низколегир. сталь (4130), Инконель 625

3. FKM (Viton®). PTFE

4. Нерж. сталь 316, Duplex (22Cr), Инконель 625

Задание №6. Кейс-расследование: почему остановилась скважина?

Скважина, оборудованная УЭЦН, работала 14 месяцев. Затем резко вырос ток двигателя, через 6 часов – аварийная остановка. При подъёме насоса обнаружено: рабочие колёса и направляющие аппараты покрыты плотным белым налётом, в пазах – твёрдые комки. Анализ налёта: CaCO₃ – 85%, органические вещества – 10%, следы песка.

Задания:

  1. Какой механизм привёл к отказу?

  2. Предложите три способа борьбы с таким типом отказа

  1. Солеотложение на проточной части насоса с последующей механической блокировкой рабочего колеса

  2. * ввод ингибитора солеотложения

  • магнитная обработка воды на приеме насоса

  • кислотная обработка

  • Нанести на рабочее колесо гидрофобное покрытие (тогда карбонат плохо закрепляется на поверхности и будет смываться потоком

Задание №7. Дана напорно-расходная характеристика центробежного насоса (например, ЭЦН 5-50-1200) для воды с вязкостью 1 сПз. Известно, что в процессе разработки пласта в продукцию попадает полимерный раствор (для повышения нефтеотдачи) с вязкостью 45 сПз при пластовой температуре, при этом обводнённость выросла до 70%.

  1. Используя поправочные коэффициенты (на вязкость, на содержание газа), перестроить (качественно) характеристику насоса для новой среды. Покажите на графике: как изменятся напор, КПД и потребляемая мощность.

  2. Определите, изменится ли рабочая точка насоса (пересечение с характеристикой скважины). Что произойдёт с дебитом?

  3. Предложите два способа адаптации насосного оборудования к работе на вязкой жидкости: а) замена насоса на другой типоразмер; б) химический способ (снижение вязкости за счёт деструктора полимера). Сравните их по критериям «затраты – эффективность».

Рисунок 1 – График изменения напора

Рисунок 2 – График изменения КПД

Рисунок 3 – График изменения мощности

При повышении вязкости среды напор и КПД насоса уменьшается, а затрачиваемая энергия (мощность) увеличивается.

Рабочая точка насоса определенно изменится, поскольку характеристика скважины для вязкой среды поднимется (из-за роста потерь в НКТ).

Новая точка сместиться влево и вниз и, следовательно, дебит снизится по сравнению с работой на воде.

А) Если подбираем насос, рассчитанный на вязкость, то:

* затраты – высокие (покупка нового насоса, спуск в скважину, транспортировка)

* эффективность – высокая (работа в паспортном режиме, высокий КПД)

* недостатки – если полимер со временем деградирует или вымыется, то насос окажется «избыточным».

Б) Закачиваем в скважины реагент-деструктор:

* затраты – средние/низкие (хим. реагент и при необходимости дозирующее оборудование)

* эффективность – средняя (снижает вязкость, но может ухудшить КИН)

* недостатки – риск загрязнения продуктами деструкции, неполная деградация

Задание №8. Начертить упрощённую схему системы сбора и подготовки нефти, указав основные объекты:

  • скважины;

  • АГЗУ (автоматизированные групповые замерные установки);

  • ДНС (дожимные насосные станции);

  • ЦППН (центральные пункты подготовки нефти);

  • резервуарный парк.

Описать назначение и принцип работы каждого объекта на схеме.

________________________ ПНГ

| |

Скважины – АГЗУ – ДНС – ЦППН = резервуарный парк

| |

--------------------------- вода

Скважины: добыча жидкости (нефть, газ, вода, примеси) из пласта

За счёт пластового давления или работы УЭЦН флюид поднимается на поверхность

АГЗУ: замер дебита

В замерной линии измеряется объём жидкости, содержание воды, давление, температура. После замера поток направляется в общий сборный коллектор

ДНС: первичное отделение газа, повышение давления жидкости для транспорта до ЦППН

Сепарация газа -- насосы

ЦППН: подготовка нефти до товарного качества к сдаче потребителю

Комплексная установка, состав оборудования может различаться, но основное назначение: полная дегазация, обессоливание и обезвоживание жидкости

Резервуарный парк: хранение товарной / некондиционной нефти

РВС

Задание №9. Представьте, что вы – команда проектировщиков. Ваша задача – нарисовать (или создать ментальную карту) установку для добычи и подготовки нефти/газа через 15-20 лет. Оборудование должно учитывать:

  • Ужесточение экологических требований (нулевые выбросы, утилизация CO₂).

  • Работу в арктических условиях или на шельфе.

  • Использование новых материалов (композиты, графен, самовосстанавливающиеся покрытия).

  • Встроенную систему химического мониторинга состава флюида в реальном времени.

Необходимо:

  1. Назвать 5 ключевых типов оборудования, которые сохранятся (например, сепаратор, насос), и 3 новых, которых сейчас нет.

  2. Для каждого элемента указать, какое химическое свойство среды (вязкость, коррозионная активность, склонность к гидратообразованию) определило его конструкцию.

  3. Придумать креативное название для своей установки (например, «Эко-Флюид Хаб 2.0»).

Название: Arkfuture

Оборудование, которое сохранится:

  • ТФС – разделение фаз, коррозионная активность

  • центробежные насосы – вязкость, абразивный износ, коррозионная активность

  • теплообменник – обводненность, коррозионная активность

  • компрессор - коррозионная активность

  • РВС – коррозия;

  • КСУ – коррозия;

  • ЭД – обводненность, коррозия.

Новое оборудование:

- Роботизированный химический аналитический комплекс – поточный мониторинг состава флюида в реальном времени с прогнозом, обводненности, гидратообразования, коррозии.

- Мембранный CO₂-сепаратор с обратным осмосом для газа – улавливание CO₂ прямо в потоке для последующей закачки в пласт

- Плазменно-электрохимический деструктор гидратов и парафинов – Предотвращение отложений без химии и нагрева (генерация низкотемпературной плазмы + переменное электромагнитное поле в линии потока)

Приложение 1

Насос: ЭЦН 5-50-1200 (вода, 1 сПз).

Характеристика дана в таблице:

Таблица 2 – Характеристика ЭЦН 5-50-1200

Расход Q, м³/сут

Напор H, м

КПД, %

0

1350

0

25

1280

38

50

1200

52

75

1080

48

100

900

40

Таблица 3 – Поправочные коэффициенты (приближённые):

Вязкость, сПз

Коэфф. напора KH

Коэфф. КПД Kη

Коэфф. мощности KN

1

1,0

1,0

1,0

10

0,92

0,88

1,08

45

0,80

0,75

1,22

Основная расчётная формула:

N = Q × H × ρ × g / η

В формуле:

N – необходимая мощность (Вт);

Q – подача (объёмный расход) (м³/с);

H – напор (высота подъёма) (м);

ρ – плотность жидкости (кг/м³);

g – ускорение свободного падения (≈9,81 м/с²);

η – коэффициент полезного действия (от 0 до 1).

Соседние файлы в предмете Оборудование нефтегазовой отрасли