vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.Классификация, характеристика и назначение оборудования, применяемого при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.

2.Комплекс оборудования системы водоснабжения ППД. Описание, назначение, рабочие характеристики.

1.Оборудование ствола скважины, законченной бурением.

2.Новое оборудование (установки с гибкой НКТ).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.Эксплуатационные скважинные уплотнители (пакеры) и якори.

2.Установки струйных насосов (с верхним и нижним приводом). Назначение, описание конструкции, комплектность, структура условных обозначений. Арматура устьевая.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.Комплекс устьевого оборудования (оборудование обвязки обсадных колонн, фонтанная арматура, запорные и регулирующие устройства, манифольд).

2.Оборудование для отделения нефти от газа и свободной воды (сепарационные установки).

1.Комплекс скважинного оборудования (насосно-компрессорные трубы, клапаны-отсекактели).

2.Нефтяные резервуары.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.Описание конструкций газлифтных подъемников в зависимости: от числа рядов НКТ, спускаемых в скважину (одно- и двухрядные); от направления движения сжатого газа (кольцевые и центральные); от схемы действия (непрерывная или периодическая эксплуатация).

2.Установки погружных электроцентробежных насосов.

1.Скважинные камеры накопления. Газлифтные клапаны. Пусковые и рабочие клапаны.

2.Комплекс оборудования для механического воздействия (гидроразрыв пласта) на пласт, описание техники и технологии применения и рабочих характеристик.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.Установки внутрискважинного бескомпрессорного газлифта.

2.Оборудование для замера продукции скважин (индивидуальные и групповые автоматизированные замерные установки).

1.Станки-качалки: назначение, состав, описание рабочих характеристик.

2.Оборудование для химического воздействия (кислотные обработки).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.Устьевое оборудование: подвеска устьевого штока, полированный шток устьевой сальник, устьевая арматура, трубная подвеска.

2.Оборудование для теплового и паротеплового воздействия на пласт (электронагреватели, парогенераторные установки).

1.Штанги насосные. Штанговые скважинные насосы: вставные, невставные (трубные), элементный состав, принцип действия.

2.Арматура устья нагнетательных скважин. Установки погружных центробежных электронасосов для непосредственной закачки воды в нагнетательные скважины.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.Установки погружных электроцентробежных насосов.

2.Блочные кустовые насосные станции (БКНС) и их конструктивное исполнение. Центробежные насосные агрегаты для нагнетания воды в продуктивные пласты.

1.Установки погружных винтовых насосов (с верхним и нижним приводом).

2.Отстойники и электродегидраторы.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Билеты по оборудованию для добычи нефти бакалавры

Билет 1

1.Классификация, характеристика и назначение оборудования, применяемого при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.

2.Комплекс оборудования системы водоснабжения ППД. Описание, назначение, рабочие характеристики.

Билет 2

1.Оборудование ствола скважины, законченной бурением.

2.Новое оборудование (установки с гибкой НКТ).

Билет 3

1. Трубы насосно-компрессорные (НКТ), обсадные; трубы для нефтепромысловых коммуникаций.

2. Установки предварительного сброса воды.

Билет 4

1.Эксплуатационные скважинные уплотнители (пакеры) и якори.

2.Установки струйных насосов (с верхним и нижним приводом). Назначение, описание конструкции, комплектность, структура условных обозначений. Арматура устьевая.

Билет 5

1.Комплекс устьевого оборудования (оборудование обвязки обсадных колонн, фонтанная арматура, запорные и регулирующие устройства, манифольд).

2.Оборудование для отделения нефти от газа и свободной воды (сепарационные установки).

Билет 6

1. Комплекс скважинного оборудования (насосно-компрессорные трубы, клапаны-отсекактели).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

2. Нефтяные резервуары.

Билет 7

1.Описание конструкций газлифтных подъемников в зависимости: от числа рядов НКТ, спускаемых в скважину (одно- и двухрядные); от направления движения сжатого газа (кольцевые и центральные); от схемы действия (непрерывная или периодическая эксплуатация).

2.Установки погружных электроцентробежных насосов.

Билет 8

1.Скважинные камеры накопления. Газлифтные клапаны. Пусковые и рабочие клапаны.

2.Комплекс оборудования для механического воздействия (гидроразрыв пласта) на пласт, описание техники и технологии применения и рабочих характеристик.

Билет 9

1.Установки внутрискважинного бескомпрессорного газлифта.

2.Оборудование для замера продукции скважин (индивидуальные и групповые автоматизированные замерные установки).

Билет 10

1.Станки-качалки: назначение, состав, описание рабочих характеристик.

2.Оборудование для химического воздействия (кислотные обработки).

Билет 11

1. Устьевое оборудование: подвеска устьевого штока, полированный шток устьевой сальник, устьевая арматура, трубная подвеска.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

2. Оборудование для теплового и паротеплового воздействия на пласт (электронагреватели, парогенераторные установки).

Билет 12

1.Штанги насосные. Штанговые скважинные насосы: вставные, невставные (трубные), элементный состав, принцип действия.

2.Арматура устья нагнетательных скважин. Установки погружных центробежных электронасосов для непосредственной закачки воды в нагнетательные скважины.

Билет 13

1.Установки погружных электроцентробежных насосов.

2.Блочные кустовые насосные станции (БКНС) и их конструктивное исполнение. Центробежные насосные агрегаты для нагнетания воды в продуктивные пласты.

Билет 14

1.Установки погружных винтовых насосов (с верхним и нижним приводом).

2.Отстойники и электродегидраторы.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Скважинные насосные установки для добычи нефти – что нового?

Ивановский В.Н., Сабиров А.А.

(РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина)

Изменение условий эксплуатации основных российских нефтяных месторождений, связанных как с интенсификацией добычи нефти, так и с изменением структуры запасов жидких углеводородов, привело к значительному перераспределению фонда скважин, эксплуатирующихся различными способами и видами оборудования. Это перераспределение привело к тому, что почти 80% всей нефти в России в настоящее время добывается установками электроприводных центробежных насосов (рис.1).

Рис.1. Распределение добычи нефти по способам эксплуатации.

Перевод значительного количества скважин, ранее эксплуатируемых с помощью газлифта, фонтанного способа и скважинными штанговыми насосами, на работу с установками электроприводных центробежных насосов потребовал создания большого числа новых типоразмеров УЭЦН, а также создания новых

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

конструкций основных элементов этих установок (рабочих ступеней, подшипниковых узлов, специальных мультифазных секций, сепараторов, диспергаторов, гидрозащит, двигателей и т.д.). Кроме того, изменение условий эксплуатации сделало необходимым применение новых материалов для изготовления основных узлов и деталей насосных установок.

Значительные изменения коснулись и других видов скважинных насосных установок (штанговых, винтовых, струйных, вихревых, осевых и т.д.) которые либо уже широко применяются, либо пытаются доказать свои преимущества на нефтяных промыслах России.

Ограниченный объем статьи не позволяет провести подробный анализ всех новинок в арсенале скважинных насосных установок, поэтому мы ограничимся только несколькими из них, которые, на наш взгляд, могут вызвать наибольший интерес у нефтяников. Сразу оговоримся, что очень интересное направление – приводы скважинных насосных установок – останется за рамками настоящей статьи.

Установки электроприводных центробежных насосов. Этот всем привычный термин на сегодняшний день уже не совсем точно отражает конструктивные особенности оборудования, т.к. рабочие колеса и направляющие аппараты насосов могут быть не только центробежного типа, но и осевого, и вихревого, и дискового, а также иметь конструктивные черты нескольких типов лопастных насосов сразу.

Использования таких гибридных конструкций преследует цель создания машин с различными характеристиками, пригодными для работы в осложненных условиях.

Например, разработчики центробежно-вихревых и центробежно-осевых рабочих ступеней утверждают, что представленные конструкции имеют преимущества перед обычными центробежными ступенями при перекачке пластового флюида с большим количеством свободного газа. По сведениям ОКБ БН-Коннас (Ш.Р.Агеев) насосы с центробежно-вихревыми ступенями(ЦВС) можно использовать при свободном газосодержании до 35-40%. Кроме того, малодебитные насосы, оснащенные ЦВС, не имеют провалов или горизонтального участка в левой части напорной характеристики (рис.2). Это объясняется преобладанием в формировании напора при малых подачах таких

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

насосов вихревых процессов, происходящих в рабочих ступенях. Однако эти же процессы не могут не влиять на энергетические показатели таких насосов при их работе на жидкости повышенной вязкости.

Рис.2. Характеристики центробежных и центробежно-вихревых ступеней

Для работы в скважинах при наличии в откачиваемой жидкости большого количества свободного газа многие фирмы начали применять специальные конструкции насосов. К этим конструкциям относятся конусные или ступенчатые насосы, насосы с мультифазными вставками или модулями, насосы с открытыми рабочими колесами. Ранее для многих вариантов работы в скважинах с большим количеством свободного газа почти обязательным условием было использование газовых сепараторов (ГС). Однако в последнее время появилась тенденция отказа от использования ГС в установках ЭЦН. Эта тенденция связана с несколькими факторами. Одним из них является повышенная опасность использования ГС при наличии в жидкости твердых механических примесей. Характер течения флюида в ГС может привести к размыванию (перерезыванию) гидроабразивным потоком некоторых деталей устройства, что может приводить к аварийным ситуациям (рис.3).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис.3. Гидроабразивный износ корпуса газосепаратора

Другим фактором снижения интереса к использованию ГС является увеличение вероятности солеотложения в скважинном оборудовании при уменьшении количества газа в откачиваемой жидкости. В некоторых случаях вероятность солеотложения при использовании ГС может возрастать в 2-4 раза по сравнению с работой УЭЦН без газосепаратора.

Увеличение затрат энергии при работе УЭЦН с газосепаратором – третий фактор пересмотра отношения к этому виду оборудования – становится одним из критериев оптимизации использования таких установок.

Поэтому использование, там, где это возможно, вместо ГС других видов оборудования при откачке газо-жидкостных смесей, и потребовало создание специальных конструкций насосов.

Конусные или ступенчатые центробежные насосы применяются для откачки газо-жидкостных смесей достаточно давно, но с переменным успехом. Термин «конусные насосы» обычно объединяет конструкции, в которых используется несколько типоразмеров рабочих ступеней с различными номинальными подачами, причем нижними ступенями являются ступени с повышенной подачей (с широкими рабочими каналами колеса и направляющего аппарата), которые не так чувствительны к наличию свободного газа, как малодебитные ступени. Часто конусные насосы состоят из 3-4 «секций» ступеней (например – ЭЦН5-125 + ЭЦН5-80 + ЭЦН5-50), однако чаще на практике используется только 2 типоразмера ступеней (например – ЭЦН-100 + ЭЦН-60). Неудачные попытки

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

применения конусных насосов чаще всего связаны с недостаточно точными расчетами места установки такого насоса и количественного состава насоса по используемым ступеням. Однако использование таких программных продуктов, как Автотехнолог и NeoSelPro позволяет проводить точный и эффективный подбор конусных насосов для конкретных условий эксплуатации. Именно поэтому в последнее время использование нефтяниками конусных насосов значительно расширилось и имеет хорошие практические результаты.

Мультифазные насосы или насосы с мультифазной вставкой (секцией) выпускаются рядом российских и зарубежных фирм и уже достаточно хорошо себя зарекомендовали у нефтяников. Среди этих конструкций можно выделить системы GasMaster, Poseidon, мультифазные насосы НПФ «Новомет», мультифазные вставки ГК «Борец». Все эти конструкции имеют ряд рабочих ступеней, которые не только диспергируют перекачиваемый флюид, уменьшая размеры газовых пузырей, но и создают достаточно большой напор, обеспечивая тем самым хорошую работу установленных выше стандартных насосных ступеней ЭЦН. Именно создание значительного напора мультифазной секцией отличает этот вид оборудования от диспергаторов, которые довольно давно и успешно применяются для расширения области применения УЭЦН по содержанию свободного газа на приеме насоса.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис.4. Характеристика мультифазной секции насосной

ГК «Борец»

Перевод многих скважин со штанговой эксплуатации на работу с УЭЦН потребовал создания малодебитных лопастных насосов, при этом использование для малых подач стандартных рабочих колес центробежного типа привело к значительному уменьшению сечения проходных каналов, резкому снижению КПД насоса, повышению возможности засорения каналов механическими примесями, «зарастанию» их отложениями соли. Попытки избежать этих проблем привели к новым конструктивным решениям, например

– к ступеням центробежных насосов с открытыми рабочими колесами или к роторно-вихревым ступеням.

Применение открытых рабочих колес в погружных насосных установках имеет давнюю историю, и возрождение интереса к ним связано именно с коренным изменением условий эксплуатации нефтяных скважин. Несмотря на наличие некоторых недостатков (недостаточно высокий КПД, сложность восприятия осевых нагрузок на колесо), открытые рабочие колеса имеют несомненные достоинства (малая масса и монтажная высота ступени, широкие проходные каналы, малая шероховатость поверхности, простота изготовления, в том числе

– из коррозионно-стойких материалов). Это и определило их современную область применения: малые диаметры обсадных колонн, большое количество свободного газа, малые и средние дебиты, коррозионно-активная пластовая жидкость (рис.5).

Рис.6. Пример конструкции ступени с открытым рабочим колесом

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

сравнении с характеристикой центробежного насоса равного диаметра)

Однако до сих пор большинство экземпляров роторно-вихревых насосов для добычи нефти имело небольшие наработки до отказа, что не позволяет пока говорить об отработанной конструкции таких насосов. Хотя уже сегодня в некоторых скважинах установки роторно-вихревых насосов доказали свою технико-экономическую эффективность. Для успешного внедрения этого вида оборудования необходимо уточнить области их применения (скорее всего – малодебитные скважины, где КПД таких насосов сопоставим с КПД малодебитных ЭЦН), создать методику их подбора и эксплуатации, подготовить инфраструктуру обслуживания и ремонта.

Интересным кажется применение в скважинах дисковых насосов. Эти насосы, которые известны также под названием «насосы Тесла» (рис.7), хорошо зарекомендовали себя при перекачке вязкой продукции (вплоть до жидкой целлюлозы), продукции с большим количеством механических примесей, с высоким содержанием свободного газа. Анализ нефтяных месторождений, которые предстоит осваивать в ближайшем будущем, показывает, что добыча нефти из них будет сопряжена именно с этими осложняющими факторами, в связи с чем, будущее скважинных дисковых насосов представляется очень перспективным.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис.7. Конструкция дискового насоса по патенту Н.Тесла и вид современного рабочего колеса дискового насоса

Неугасающий интерес нефтяников к струйным насосам связан с простотой конструкции и достаточно широкими добычными возможностями этого оборудования. Действительно, струйные аппараты имеют малую длину, малый диаметр, не имеют подвижных деталей, могут работать в горизонтальных и сильно искривленных скважинах, позволяют откачивать жидкость с большим содержанием механических примесей и свободного газа. Кроме того, оборудование позволяет регулировать величины подачи и напора за счет изменения параметров потока рабочей жидкости, подаваемой с поверхности земли. Еще одним преимуществом струйных насосов является возможность спуска и подъема этого вида оборудования в скважину без использования комплекса для подземного ремонта скважин – с помощью канатной техники или с помощью потока рабочей жидкости. Главным недостатком струйных насосов является их довольно низкий КПД, что в условиях постоянного роста стоимости электроэнергии не позволяет говорить о возможности широкого использования этого вида оборудования. Тем не менее, на наш взгляд имеется довольно большой фонд скважин, где струйные насосы имеют значительные преимущества перед другими видами оборудования. Это, в первую очередь, скважины, где невозможно постоянно использовать агрегаты подземного ремонта (болота, поймы рек, морской шельф), горизонтальные скважины, а также скважины с боковыми дополнительными стволами малого диаметра.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Перспективным может быть и применение струйных насосов при освоении и пробной эксплуатации скважин.

Установки винтовых насосов для добычи нефти до сих пор не получили в нашей стране достаточно широкого распространения, хотя во многих странах именно этот вид оборудования является наиболее востребованным. Конструкция винтового насоса в наибольшей степени подходит для откачки пластового флюида. Действительно, винтовой насос не имеет клапанов, у него нет «мертвого пространства» (насос «не боится» свободного газа), поток жидкости в винтовом насосе не подвергается турбулизации, в насосе имеется минимальная скорость скольжения подвижных и неподвижных элементов, что снижает возможность износа при наличии большого количества твердых механических примесей, изменение частоты вращения ротора насоса позволяет в очень широких пределах менять подачу при незначительном изменении напора, повышение вязкости перекачиваемой жидкости не снижает рабочих характеристик насоса. Главным недостатком винтовых насосов является нестабильность их характеристик из-за изменения свойств эластомера, из которого изготавливается статор насоса. Поэтому правильный подбор винтового насоса к скважине должен начинаться с подбора типа и марки эластомера, а также с определения величины натяга или зазора между статором и ротором (винтом) насоса. А для этого необходимо иметь точные данные не только о дебите скважины, обводненности продукции, газовом факторе, давлении насыщения и т.д.(как в случае с подбором УЭЦН или УСШН), но и о составе нефти и газа. К сожалению, таких подробных сведений о каждой скважине наши нефтяники практически никогда не имеют, в связи с чем заказ винтовых насосов чаще всего идет по усредненным данным или по данным, полученным всего по одной исследованной скважине. Это приводит к выбору поставщиком какого-то осредненного варианта по величине натяга пары «статор-ротор» и вида эластомера. В результате часть винтовых насосов в этом случае может работать в условиях повышенного натяга пары «ротор-статор», что может приводить к повышению температуры в зоне контакта и, как следствие – к заклиниванию винта, слому приводного вала или колонны насосных штанг. Поэтому, для повышения эффективности применения винтовых скважинных насосов необходимо резко повысить объем информации о каждой конкретной скважине и оперативность получения этой информации.

Другим вариантом повышения эффективности работ по эксплуатации винтовых насосов является применение насосов, в которых не используются эластомеры.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Одно- и двухвинтовые насосы с металлическим статором должны иметь определенную напорную и энергетическую характеристики, а их конструкция должна обеспечивать работу на пластовой жидкости с большим содержанием свободного газа и механических примесей.

Несмотря на потерю позиций в количественном показателе «фонд нефтяных скважин Российской Федерации» штанговые насосные установки остаются одним из наиболее часто применяемых видов нефтяного оборудования.

Достаточно высокий КПД, высокие наработки до отказа, невысокая стоимость штанговых насосов, простота ремонта и обслуживания, возможность добычи высоковязкой продукции с большим содержанием механических примесей и свободного газа, регулирование рабочих характеристик – вот основные преимущества штангового способа добычи нефти. Необходимо сказать о том, что в ряде регионов количество «штанговых» скважин не только не снижается, но и растет за счет скважин, которые ранее эксплуатировались установками центробежных насосов. Например, в Татарстане принята технически и экономически обоснованная программа перевода скважин с дебитами до 80 м3/сутки с УЭЦН на штанговые установки. Именно поэтому количество новых технических решений, касающихся установок штанговых насосов (новые виды клапанов, пар «цилиндр-плунжер» и «цилиндр – поршень», специальные виды насосных штанг, длинноходовые приводы, станки-качалки с улучшенной кинематикой и т.д.) не уступает количеству разработок в области ЭЦН.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ

_____________________________________________________________________________

________________

ВВЕДЕНИЕ

Российская Федерация является одной из ведущих энергетических держав. В настоящее время на долю России приходится более 80% общего объема добычи нефти и газа и 50% угля бывшего СССР, что составляет почти седьмую часть суммарного производства первичных энергоресурсов в мире [1].

ВРоссии сосредоточено 12,9% мировых разведанных запасов нефти и 15,4% ее

добычи.

На ее долю приходится 36,4% мировых запасов газа и 30,9% его добычи. Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) России - это стержень национальной

экономики, обеспечивающий жизнедеятельность всех отраслей народного хозяйства, консолидацию) регионов, формирование значительной части бюджетных доходов и основной доли валютных поступлений страны. В ТЭК аккумулируется 2/3 прибыли, создаваемой в отраслях материального производства.

Недостаточное восполнение сырьевой базы начинает ограничивать возможности в наращивания добыта нефти и газа.

Увеличение душевого энергопотребления к 2010 г., экстремальных условиях развития» экономики возможно путем проведения комплекса мер по интенсивному энергосбережению, оптимально достаточного экспорта энергоресурсов при медленном наращивании их производства и проведение сдержанной инвестиционной политики ориентированной на наиболее эффективные проекты.

Вэтом деле применение современного оборудования, обеспечивающего энергосберегающие технологии при добыче нефти, играет существенную роль.

Известны шахтный и скважинный методы добычи нефти.

Этапы развития шахтного способа: рытье ям (копанок) глубиной до 2 м;

сооружение колодцев (шурфов) глубиной до 35 45 м, и сооружение шахт-комплексов вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок (применяется редко при добыче вязких нефтей).

До начала VXIII в нефть, в основном, добывали из копанок, которые обсаживались плетнем.

По мере накопление нефть вычерпывали в мешках вывозили потребителям. Колодцы крепились деревянным срубом, окончательный диаметр обсаженного колодца составлял обычно от 0,6 до 0,9 м с некоторым увеличением книзу для улучшения притока нефти к его забойной части.

Подъем нефти из колодца производился при помощи ручного ворота (позднее конного привода) и веревки, к которой привязывался бурдюк (ведро из кожи).

К 70-м годам XIX в. основная добыча в России и в мире происходит уже из нефтяных скважин. Так, в 1878 г. в Баку их насчитывается 301, дебит которых во много раз превосходит дебит колодцев. Нефть из скважин добывали желонкой - металлический сосуд (труба) высотой до 6 м., в дно которого вмонтирован обратный клапан, открывающийся при погружении желонки в жидкость и закрывающийся при её движении вверх. Подъем желонки (тартание) велся вручную, затем на конной тяге (начало 70-х годов XIX в.) и с помощью паровой машины (80-е года).

Первые глубинные насосы были применены в Баку в 1876 г., а первый глубинный штанговый насос - в Грозном в 1895 г. Однако тартальный способ длительное время оставался главным. Например, в 1913 г. в России 95% нефти добыто желонированием.

Вытеснение нефти из скважины сжатым воздухом или газом предложено в конце XVIII в., но несовершенство компрессорной техники более чем на столетие задержало развитие этого способа, гораздо менее трудоемкого по сравнению с тартальным.