ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОГО ДЕЛА методичка

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

насоса с индивидуальным приводом и сообщает плунжеру возвратно-

поступательное движение. Одной из основных причин остановки скважин,

оборудованных штанговыми насосами, является обрыв или отвинчивание штанг. Штанга представляет собой стержень круглого сечения диаметром 16, 19, 22, 25 мм длиной 8000 мм.

Рис.7.9. Насосная штанга При подгонке плунжера в цилиндре перед пуском насосной установки

используют укороченные штанги длиной 1000, 1200, 1500, 2000, 3000 мм.

Для большей надежности колонны штанг иногда используют телескопическую колонну, т.е. от устья колонну комплектуют штангами большего диаметра, а к забою диаметр штанг уменьшается. На практике иногда применяют полые штанги диаметром 42 мм. Технические характеристики штанг приведены в таблице 7.1.

7.4. Станки – качалки Механическим приводом штангового насоса является станок - качалка.

Станок-качалка превращает вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное насосных штанг. Отечественные заводы

84

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

выпускают станки-качалки в исполнениях СК и СКД, у СКД кинематика механизма несимметрична (дезаксиальна). Основные параметры станков-

качалок приведены в таблицах 7.2. 7.3.

Таблица 7.2.

Основные параметры станков-качалок СК (ГОСТ 5866-76)

С 2001 года в России действует ГОСТ Р51763-2001 «Приводы штанговых насосов»

85

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Несмотря на простоту рассматриваемого привода, станок-качалка имеет достаточно много недостатков. Точка подвеса штанг совершает сложное движение, что вызывает рост динамических нагрузок на штанговую колонну.

К недостаткам балансирного привода можно отнести его громоздкость.

Мотовилихинским заводом (Пермь) разработан и изготовлен гидравлический привод штангового насоса (рис. 7.10), но по разным причинам он не нашел широкого применения.

Рис. 7.10. Гидрофицированный привод штангового насоса

Еатеринбургским ООО «ПСМ - Импэкс» разработан и испытан на

86

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

месторождениях ОАО «ЛУКОЙЛ-Пермь» автоматизированный гидропривод серии «Гейзер» с нагрузкой на штоке 8 и 12 т при ходе штока 3,5 м.

Разрабатывается конструкция гидропривода с нагрузкой на шток от 6 до 16 т

при длине хода штока от 0,5 до 6 м.

На устье штанговой насосной установки для подвески колонны насосно-

компрессорных труб, отвода продукции в выкидную линию, герметизации устья, устанавливают специальное устройство СУС–1 и СУС–2 (сальник устьевой самоцентрирующийся). СУС–2 выполнен с двойным сальником, он позволяет без перелива и глушения скважины заменить основной сальник.

Рис. 7.6.

7.5.Эксплуатация скважин электроцентробежными насосами

Вкомплект электропогружной установки входят:

–электроцентробежный насос (ЭЦН);

–погружной электродвигатель;

–кабель для установок с ЭЦН;

–гидрозащита установок ЭЦН;

–станция управления.

Эксплуатация скважин погружными электроцентробежными насосами имеет как преимущества, так и недостатки. Рассмотренныйранее способ эксплуатации скважин штанговыми насосами не позволяет эксплуатировать высокодебитные скважины, требуется громоздкоеназемное оборудование,

высокавероятность обрыва штанг, особенно в наклонных игоризонтальных скважинах. Станок-качалка требует специального обслуживания. У скважин,

оборудованных электроцентробежными насосами, упомянутые недостатки отсутствуют. При добыче нефти глубинными агрегатами (ЭЦН) создаются свои проблемы. Например, подача электроэнергии к двигателю насоса с помощью кабеля на большую глубину проблематична. Пространство между насосно-компрессорными трубами и эксплуатационной колонной достаточно небольшое, что ограничивает сечение кабеля. Несмотря на недостатки способа добычи нефти с помощью электроцентробежного насоса, больше

87

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

половины нефти в России и за рубежом добывается этим способом.

Установки ЭЦН способны обеспечить добычу жидкости из скважин в объеме до 2000 кубических метров в сутки и создать напор до 3000 метров водяного столба.

Установка погружного центробежного электронасоса (рис. 7.12) состоит из насосного агрегата, бронированного кабеля 6, устьевой арматуры 7 (представлена на рис.7.13.), кабельного барабана с подвесным роликом 8,

станции управления 10, автотрансформатора 9. Погружной агрегат включает в себя центробежный насос 4, электродвигатель 1, гидрозащиту 2. Насосный агрегат, в собранном виде, спускается в скважину с помощью специального подъемника и насосно-компрессорных труб.

Нефть из пласта нефтяной залежи через перфорационные отверстия поступает в эксплуатационную колонну до статического уровня. Так как установка электроцентробежного насоса спускается ниже расчетного динамического уровня, то нефть (жидкость) при работающем насосе протекает около двигателя, протектора, после чего через специальную сетку попадает на прием насоса. При такой компоновке двигатель охлаждается нефтью (жидкостью).

88

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис.7.12. Установка электроцентробежного насоса

Устьевое оборудование для скважин эксплуатирующхся электроцентробежными насосами такое же, как для фонтанных скважин,

разница только в том, что в планшайбе (рис.7.13, позиция 5) выполнено сальниковое устройство для ввода кабеля (позиция 4). Сальниковое устройство в устьевом оборудовании является очень ответственным узлом,

так как после сальника отсутствует еакое либо запирающее устройство.

89

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис.7.13. Схема оборудования устья скважины при эксплуатации УЭЦН

1 - крестовина; 2 - разъемный конус; 3 - резиновый уплотнитель; 4 - кабель; 5 - эксцентричная планшайба; 6 - линия отвода газа; 7 - обратный клапан; 8 -

коренная задвижка; 9 - манифольдная задвижка; 10 - дроссель; 11 - манометр на затрубе; 12 - манометр на устье;

Для очистки скважины от парафина применяется установка УДС, рис.7.14.

Рис.7.14. Установка УДС-1 1 - скребок с грузом, 2 - индукционный датчик, 3 – лубрикатор,4 – лебедка, 5 - станция управления.

90

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

На сегодня промышленностью выпускается довольно большой перечень электропогружных установок в соответствии со следующим нормативным документом: ТУ 26-06-14-1486-97. Установки выпускаются в обычном исполнении и повышенной коррозионной стойкости.

7.5.1. Погружной центробежный насос Центробежный насос выполнен в виде модульной многоступенчатой

секционной конструкции вертикального исполнения (рис. 7.15).

Рис.7.15. Электропогружный агрегат а – центробежный насос; б – протектор; в – электродвигатель; г – схема

ступени;

91

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Каждая ступень состоит из направляющего аппарата и рабочего колеса,

насаженного на общий вал всех ступеней секции. Рабочие колеса крепятся к валу общей шпонкой, а направляющие аппараты крепятся к корпусу насоса.

Погружной насос по принципу действия не отличается от обычных центробежных насосов. Многочисленные колеса, насаженные на вал,

представляют собой ротор, а направляющие аппараты – статор насоса.

Жидкость (нефть), попадая через сетку насоса в центр первого колеса,

отбрасывается на периферию, приобретая кинетическую энергию,

устремляется по направляющему аппарату в центр второго рабочего колеса.

Каждое колесо, в зависимости от диаметра корпуса насоса, развивает напор от 3,8 до 6,8 метра. Таким образом, напор, создаваемый вращением колес,

преобразуется в давление. В таблице 1, где указаны основные параметры ЭЦН, например ЭЦНМ5–200–800 (модульный), последние цифры обозначают величину подъема водяного столба от насоса на поверхность в метрах. Вторая цифра указывает на подачу насоса в м³/cутки. Первая цифра обозначает диаметр эксплуатационной колонны в дюймах, в которую может быть спущен данный насос. К паспорту каждого поставляемого заводом насоса прилагается напорная характеристика данного насоса, испытанного на воде (рис. 7.16).

7.5.2. Погружной электродвигатель Погружной электродвигатель (ПЭД) имеет специальную конструкцию

вертикального исполнения и представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока в герметичном исполнении заполненный маслом. Длина его в зависимости от мощности может быть от 0,5 до 10 метров. Статор двигателя собран из активных пакетов статорного железа и немагнитных секций, чередующихся между собой. Обмотка статора выполнена из масло -

и теплостойких материалов. Ротор двигателя также состоит из нескольких секций (пакетов), которые имеют самостоятельную обмотку. Между роторными секциями смонтированы промежуточные подшипники.

92

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основные параметры ЭЦН

Таблица 7.1.

93