- •1. Гидравлические сопротивления. Режимы движения жидкости
- •2. Способы определения потерь напора при равномерном движении жидкости
- •3. Местные гидравлические сопротивления
- •4. Гидравлический удар в трубах
- •4.1 Определение ударного давления и скорости распространения ударной волны
- •5. Классификация трубопроводов
- •6. Гидродинамика жидкости при добыче нефти винтовыми насосными установками
- •6.1. Принципиальная схема усвн
6. Гидродинамика жидкости при добыче нефти винтовыми насосными установками
В современной мировой нефтедобыче одним из эффективных способов, решающих проблему добычи высоковязкой, с большим содержанием мех. примесей нефти при сравнительно небольших материальных и энергетических затратах на подъем жидкости, является винтовой насос с приводом от вращающейся колонны насосных штанг или УСВН- Установка Скважинного Винтового Насоса.
К их достоинствам относятся прежде всего:
- минимальная стоимость монтажа установки благодаря отсутствию специального фундамента и размещению поверхностного оборудования на колонной головке;
- незначительные эксплуатационные расходы на электроэнергию, составляющие около 50 % расходов, потребляемых на привод обычных станков-качалок той же производительности;
- более высокий в сравнении с УСШН коэффициент полезного действия благодаря отсутствию возвратно-поступательного движения колонны насосных штанг большой массы;
- малая металлоемкость, составляющая не более 10 % от УСШН и незначительные транспортные расходы на перевозку и доставку оборудования;
- возможность откачки жидкостей с повышенным содержанием газа и механических примесей;
- широкий рабочий диапазон производительности насосов, обеспечиваемый изменением частоты вращения колонны штанг от 10 до 200 мин-1;
- высокий коэффициент подачи насосов и возможность откачки нефти повышенной вязкости.
Недостатки:
- большое трение по всей длине колонны часто приводит к обрыву (срезу) штанги на устье скважины в месте ее крепления к приводу;
- утечки в паре "статор-ротор" вследствие неизбежного износа резиновой обоймы насоса абразивом;
- причиной утечек также может явиться и повышение гидродинамического давления по стволу НКТ и в выкидной линии вследствие высокой вязкости или эмульгирования добываемой жидкости, отложения солей или парафина в полости НКТ;
- искривленность ствола скважин;
- высокая температура, агрессивность среды;
- большое содержание мех примесей в добываемой продукции
Технические характеристики винтовых штанговых насосов различных производителей
Фирма-изготовитель |
Наружный диаметр, мм |
Длина статора, мм |
Диапазон подач, м3/сут |
Максимальное давление, МПа |
Baker Hughes (США) |
60-127 |
1100-15600 |
4-1000 |
20 |
BPMF (Китай) |
89-116 |
1700-9000 |
5-40 |
15 |
(Канада) |
89-114 |
1500-9500 |
4-100 |
18 |
Kudu (Канада) |
60-127 |
- |
3-200 |
26 |
Moyno Pump (Великобритания) |
|
|
1-540 |
18 |
RM (США) |
60-89 |
1120-12200 |
1-500 |
12 |
Netzsch (ФРГ) |
60-102 |
1200-12000 |
20-700 |
23 |
РСМ (Франция) |
60-102 |
1300-5500 |
15-900 |
30 |
Schoeller-Bleckmann (Австрия) |
73-114 |
1120-5000 |
0,5-420 |
30 |
Weatherford (США) |
60-102 |
800-10300 |
4-400 |
28 |
УЭЦН |
УШГН |
УСВН |
При увеличении содержания механических примесей в потоке скважинной жидкости увеличивается трение между рабочими колесами насоса, что приводит к увеличению нагрузок на электродвигатель, вследствие чего его выход из строя. |
- Утечки в клапанах вследствие абразивного износа седла клапана - износ пары плунжер-цилиндр насоса |
- Наличие песка вызывает износ ротора насоса. Продолжающаяся работа УСВН сопровождается дальнейшим увеличением концентрации песка на поверхности статора, ростом силы трения и разогревом поверхностей. - Размягченный и расплавленный эластомер налипает на металлический ротор и разрушается |
Данные по МРП для различных способов эксплуатации скважин по месторождению «Северные Бузачи»
П/П |
Способ эксплуатации |
№ скважины |
МРП, сут |
Qж, м3/сут |
Итого Qж за МРП |
Мехпримеси % |
Средняя стоимость насосов, USD |
1 |
УЭЦН |
43 |
6 |
50,8 |
304,8 |
1,7 |
50000-100000 |
68 |
10 |
39,4 |
394,0 |
2,1 |
|||
330 |
9 |
27,3 |
245,7 |
0,9 |
|||
1024 |
12 |
59,9 |
718,8 |
1,9 |
|||
1025 |
16 |
40,3 |
644,8 |
0,7 |
|||
|
53 |
217,7 |
2308,1 |
|
|||
2 |
УШГН |
23 |
14 |
5,6 |
78,4 |
1,6 |
20000 – 30000 |
48 |
17 |
10,5 |
178,5 |
1,8 |
|||
1022 |
16 |
8,4 |
134,4 |
2,3 |
|||
1026 |
22 |
7,7 |
169,4 |
2,5 |
|||
1033 |
19 |
22,6 |
429,4 |
2,1 |
|||
|
88 |
54,8 |
990,1 |
|
|||
3 |
УСВН |
1011 |
40 |
28,7 |
1148,0 |
3,4 |
10000-15000 |
209 |
66 |
49,4 |
3260,4 |
2,2 |
|||
313 |
35 |
45,4 |
1589,0 |
4,8 |
|||
169 |
55 |
33,1 |
1820,5 |
2,6 |
|||
201 |
89 |
25,1 |
2233,9 |
2,2 |
|||
|
285 |
181,7 |
10051,4 |
|
Перспектива применения УСВН определяется прежде всего возможностью откачки высоковязкой нефти!
Для контроля за надежностью работы и правильного подбора УСВН важным является исследование гидравлических сопротивлений в колонне насосно-компрессорных труб.