2ФЕД

мощность, КПД). Далее определяем различные коэффициенты (коэффициент изменения КПД из-за влияния вязкости, коэффициент сепарации газа).

Необходимо еще проверить возможность установки насоса на выбранной глубине (по углу отклонения оси скважины от вертикали). Одновременно с этим проверяется возможность спуска выбранного насосного агрегата в данную скважину и наиболее опасные участки, прохождение которых требует особой осторожности и малых скоростей спуска.

Вычисляем необходимое число ступеней насоса по формуле: z = H/hст,

где hст – напор одной ступени выбранного насоса. Если z получается дробным, то его округляют до большего целочисленного значения и сравнивают со стандартным числом ступеней – если расчетное число оказывается больше указанного в технической документации на выбранный типоразмер, то необходимо выбрать следующий типоразмер с большим числом ступеней. Если расчетное число меньше указанного в технической характеристике не более чем на 5%, то выбранный типоразмер остается для дальнейшего расчета. Если же разница превышает 5%, то нужно разобрать насос и изъять лишние ступени.

Мощность насоса определяем как: N = P Q/ , где - КПД насоса. Мощность погружного двигателя: Nпэд = N/ . Затем выбирается типоразмер ПЭД (по мощности). При выборе двигателя необходимо учитывать температуру окружающей жидкости и скорость потока (двигатели рассчитаны на работу в среде с температурой до 90С). Подобрав двигатель, выбираем соответствующий трансформатор (по номинальному напряжению). Выбор кабеля осуществляем также по температуре.

Вслучае наличия в пластовой жидкости коррозионно-активной среды выбираем коррозионностойкое исполнение.

Целью расчетов, проведенных при выборе установки и его регулировке, является определение типоразмера всех элементов установки — насоса, двигателя, кабеля, трансформатора, обеспечивающих, в зависимости от поставленной задачи, ее работу с необходимыми экономическими показателями.

Воснову методики подбора положен ряд критериев, прежде всего экономический — обеспечение минимума затрат на добычу 1 т нефти. При этом, однако, необходимо учитывать фактор надежности, характеризуемый температурой ПЭД. В некоторых случаях, при сравнении различных вариантов, предпочтение отдастся установке, требующей больших затрат, но обеспечивающей режим работы двигателя с меньшей расчетной температурой нагрева. Такой вариант в итоге может дать снижение затрат благодаря повышению надежности установки.

32. установка гидропоршневых насосов, общая классификация и области применения Область применения.

Область применения ГПУ – скважины с дебитом от 10 –20 м3/сут до 1200 м3/сут. Напор до 3500м. Их преимущества:

1.Возможность эксплуатации наклонно-направленных скважин.

2.Высокий КПД при откачке вязкой продукции, т.к. используется объёмный насос.

3.Малая площадь занимаемого оборудования (что важно для морских промыслов).

4.Обслуживание кустов скважин.

5.Эксплуатация при высоком содержании в пластовой жидкости воды (до 98 %), песка (до 2 %) и агрессивных компонентов.

Недостатки – высокая стоимость оборудования, утечки жидкости и необходимость высокосистемной подготовки жидкости.

Принцип действия.

Принцип действия установки основан на использовании гидравлической энергии жидкости, закачиваемой под высоким давлением по специальному каналу в гидравлический забойный поршневой двигатель возвратно-поступательного действия, преобразующий эту энергию в возвратно-поступательное движение жестко связанного с двигателем поршневого насоса.

Гидродвигатель в действие приводится потоком рабочей жидкости, закачиваемой силовым насосом, расположенным на поверхности. Пластовая жидкость поднимается по колонне труб на поверхность, где часть ее используется для закачки силовым насосом обратно в скважину, а часть направляется в промысловый коллектор.

Конструктивно гидропоршневая насосная установка (ГПНУ) представляет собой: скважинный насос и гидродвигатель, объединенные в один агрегат — гидропоршневой погружной насосный агрегат (ГПНА), колонны насоснокомпрессорных труб, блок подготовки рабочей жидкости и насосный блок.

Назначение этих элементов: насосный блок преобразует энергию приводного двигателя (электродвигатель или ДВС) в механическую энергию потока рабочей жидкости, гидропоршневой погружной насосный агрегат преобразует энергию рабочей жидкости в энергию откачиваемой пластовой жидкости, система колонн НКТ является каналами для рабочей и пластовой жидкостей, а блок подготовки рабочей жидкости служит для очистки пластовой жидкости от газа, песка и воды перед использованием ее в качестве рабочей в силовом насосе.

Классификация УГПН.

Гидропоршневые насосные установки различаются:

• по типу принципиальной схемы циркуляции рабочей жидкости (открытая или закрытая);

• по принципу действия скважинного насоса (одинарного, двойного действия или дифференциальный);

• по принципу работы гидродвигателя (дифференциального или двойного действия);

• по способу спуска погружного агрегата (спускаемые на колонне НКТ— фиксированные или свободные—сбрасываемые в скважину);

• по числу ГПНА, обслуживаемых одной наземной установкой (индивидуальные или групповые).

33. наземный комплекс оборудования ГПНУ

В состав наземного оборудования установок входят силовой насос с приводом, оборудование устья скважины и блок очистки рабочей жидкости.

Наиболее ответственной частью наземного оборудования является силовой насосный агрегат, от его параметров в прямой зависимости находятся параметры ГПНА. Как правило, применяются трех- и пятиплунжерные горизонтальные или вертикальные насосы, мощность привода которых в большинстве случаев составляет 14 - 300 кВт.

Для подбора агрегата, соответствующего требуемому режиму эксплуатации скважины, выпускаются насосы многих типоразмеров, причем каждый из них имеет наборы плунжеров с уплотнениями различных диаметров (от 30 до 95 мм), позволяющими ступенчато изменять подачу насосов (от 130 до 1700 л/мин) и обеспечивать максимальное давление до 35,0 МПа. Число ходов плунжеров, составляет 300—450 в минуту. Для уменьшения числа оборотов вала насоса применяются понижающие редукторы.

Наземный насосный агрегат может применяться как для привода одного ГПНА, так и для нескольких, расположенных в различных скважинах. Для распределения жидкости между ними используются распределительные гребенки со стабилизаторами расхода рабочей жидкости.

Блок подготовки рабочей жидкости имеет параметры, обусловленные, прежде всего, типам гидравлической схемы установки: закрытой или открытой. В первом случае его производительность составляет 1—3 % от подачи силового насоса, во втором — до 50

%.

34. скважинный насосный агрегат ГПНУ, его составные элементы и способы спуска

Гидропоршневой погружной насосный агрегат (ГПНА) разделяется на три части: собственно ГПНА, седло, сбрасываемый обратный клапан. Седло укрепляется на конце НКТ и служит для посадки клапана и ГПНА при сбрасывании в НКТ. После установки устьевого переключателя в положение «подъем» поток рабочей жидкости направляется в колонну, по которой при положении «работа» поднимается смесь добытой и отработанной жидкостей.

Погружной агрегат состоит из поршня и цилиндра двигателя 1, штока 2, соединяющего поршень двигателя с поршнем насоса, золотника 3, поршня и

цилиндра насоса 4

Для подъема агрегата направление потоков жидкости в колоннах труб изменяется на противоположное посредством переключения четырехходового крана. При этом давление жидкости, действующее на агрегат снизу, создает усилие, направленное вверх, которое извлекает агрегат из замка и перемещает его вверх к устью скважины.

Агрегат после достижения им устья захватывается специальным ловителем. При этом силовой насос, подающий рабочую жидкость, автоматически отключается, и операция заканчивается. Момент выпрессовки агрегата из замка и время подъема его на поверхность контролируются манометром.

Помимо перечисленных отличительных признаков установки отличаются конструктивным исполнением и взаимным расположением каналов для подвода и отвода жидкости от ГПНА. В качестве каналов могут использоваться специальные колонны НКТ либо внутренняя полость эксплуатационной колонны, а относительно друг друга колонны могут располагаться концентрично или же параллельно. В зависимости от типа гидравлической схемы установки и типа применяемого ГПНА конструкции нижней части внутрискважинного оборудования могут быть различными.

35. рабочая жидкость УГПН, схема оборудования для ее подготовки

в качестве рабочей жидкости используется сырая нефть, после того как из нее удалены свободный и растворенный газ, вода, абразив. Если подготовка рабочей жидкости в малых количествах при использовании закрытых схем не вызывает трудностей, то очистка ее для установок с открытой схемой достаточно сложна.

Высокие требования к качеству рабочей жидкости предопределяются в конечном счете долговечностью, которой должны обладать и силовой насос и ГПНА. Невыполнение этого требования, например, в отношении содержания абразива будет приводить к интенсивному изнашиванию пар трения: плунжер - уплотнение в насосе, поршень—цилиндр, детали золотника и клапанов в ГПНА, увеличение содержания коррозионноактивных компонентов — к коррозии внутренних полостей, в том числе и рабочих поверхностей, гидросистемы.

Схема простейшей установки для подготовки рабочей жидкости включает трехфазный сепаратор, отделяющий свободный газ и воду от нефти, и буферную емкость для хранения и отстаивания нефти. Иногда в эту схему включается устройство для дотирования и подачи в рабочую жидкость химических реагентов, например, для внутрискважинного деэмульгирования пластовой жидкости.