Актуальность проблемы защиты установки электроцентробежного насоса (УЭЦН)

foto1
foto1
foto1
foto1
foto1

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Актуальность проблемы защиты установки электроцентробежного насоса (УЭЦН)

Рейтинг:   / 1
ПлохоОтлично 

Актуальность проблемы защиты установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) от вредного влияния механических примесей является приоритетной во многих нефтяных компаниях. Например, 40 % всех продуктивных пластом мире требует применения методов борьбы с влиянием механических примесей при эксплуатации скважин. В неконтролируемых условиях вынос механических примесей в скважину вызывает износ компонентов эксплуатационной колонны и тре­бует частого проведения дорогостоящих ремонтных работ.

Основными составляющими механических примесей, содер­жащихся в добываемых и перекачиваемых по промысловым тру­бопроводам жидкостях, являются породообразующие компонен­ты, продукты коррозии металла оборудования и трубопроводов, твердые вещества, образующиеся в результате химических реак­ций взаимодействия перекачиваемых жидкостей, незакрепившийся пропант; выносимый из пласта в процессе освоения скважин. Содержание твердых частиц в единице объема жидко­сти не только повышает вязкость суспензии, но и меняет закон, характеризующий это явление,

Таким образом, жидкостно-песчаная смесь негативно влияет как на фильтрацию флюида в пласте, так и на эксплуатацию сква­жин с УЭЦН.

Наибольшее распространение в промысловой практике полу­чили методы ограничения механических примесей на приеме ЭЦН, основанные на применении фильтрующих элементов и сепараторов гравитационного типа действия. Анализ работы этих устройств в лабораторных условиях и на промыслах Запад­ной Сибири позволил выявить существенные недостатки, кото­рые влияют на эффективность отделения твердых частиц от жидкости, перекачиваемой ЭЦН. Область применения филь­трующих и гравитационных средств защиты ЭЦН ограничивает­ся размером и количеством твердых частиц в жидкости. Напри­мер, даже использование фильтрационных сеток с минимальны­ми размерами отверстий не позволяет полностью защитить ЭЦН от вредного влияния мелкодисперсных твердых частиц (разме­ром до 75 мкм), которые, попадая вместе с жидкостью в зазоры подшипников и втулок погружной насосной установки, приводят к повышенным вибрациям и последующему заклиниванию.

Некоторые защитные устройства имеют уплотнительные элементы в виде манжет или пакеров. Как показала промысловая практика, применение защитных устройств с уплотняющими элементами приводит к преждевременным отказам ЭЦН из-за их низкой уплотняющей способности в результате повреждений поверхностей при спускомонтажпых работах. Нередки аварийныеситуации, возникающие в результате прилипания уплотнительной манжеты к стенкам эксплуатационной колонны. Неэффективность гравитационных шламоуловителей обусловливается низкими функциональными возможностями гравитациионой сепарации в зоне рабочих подач ЭЦН, а такжев условиях течения неньютоновских жидкостей.

Несмотря па широкий ассортимент фильтрующих устройств предлагаемых в настоящее время на рынке  производителей  погружного оборудования, использование даже сложных в конструктивном исполнении, прочных и мелкопористых функциональных элементов не позволяет в полной мере защитить насосное оборудование. Это подтверждается явлением облитерации закупориванием коллоидными частицами или продуктами окисления фильтрующегося флюида поверхности фильтра. Нередки случаи когда в результате применения фильтра на приеме ЭЦН происходит его преждевременный отказ из-за снижения подачи вследствии  облитерации.

Результаты анализа работы ЭЦН с фильтрующими элементами(определенного типа) на приеме в скважинах месторождении Западной Сибири показывают низкую эффективность фильтрационой
защиты, так как из числа отказавших насосных установок, оборудованных фильтрами, 47 % приходится на засорениерабочих органов механическими примесями .

В результате проведенного анализа работы фильтрующих элементов и сепараторов гравитационного типа можно сделать вывод, что наиболее эффективным способом отделения твердых частиц в трехфазном потоке (нефть - газ - вода) является цен­тробежный. Центробежная сепарация придаст частицам твердой ижидкой фаз центробежное ускорение, превышающее в сотни раз ускорение свободного падения в гравитационном ноле. До создания погружного центробежного газосепаратора к ЭЦМ в нефтяной промышленности применялись газосепараторы гравитационного и фильтрационного принципов действия. Цен­тробежные газосепараторы являются самым надежным сред­ством защиты ЭЦН от вредного влияния свободного газа. От эффективности их работы во многом зависят параметры эксплу­атации и наработка на отказ насоса в скважине. В 1951 г. В первые в мировой практике ПД Ляпковым был разработан погружной центробежный сепаратор, испытания которого показали сущес­твенно более высокую сепарационную способность по отноше­нию к гравитационным и вихревым сепараторам. И настоящее время большинство УЭЦН в эксплуатирующихся скважинах имеет погружные центробежные газосепараторы.

Основной трудностью при проектировании центробежном сепа­рации на приеме ЭЦН является ограничение по габаритам скважи­ны, так как, например, в наземных центрифугах главным критерием для эффективной сепарации твердых частиц является диаметр.

При проектировании погружного центробежного сепаратора механических примесей была построена модель расчета длины сепарациониой камеры в зависимости от дисперсности твердых частиц, перекачиваемых не только в однородной маловязкой среде, но и в условиях, приближенных к промысловым. На ее основе был спроектирован экспериментальный образец центро­бежного сепаратора механических примесей с длиной сепара­циониой камеры до 2 м, который способен отделять твердые частицы диаметром до 15 мкм (рис. 1). Эффективность и надеж­ность эксплуатации достигаются проведением центробежной сепарации перед обтеканием погружного электродвигателя отка­чиваемой жидкостью и размещением центробежного сепаратора под электродвигателем, что позволяет существенно увеличить диаметр сепаратора, а также обеспечением надежной защиты от солеотложепий и вредного влияния газа. На разработанное устройство был получен патент РФ № 2278959 от 08.09.04 г. «Погружная насосная установка для добычи нефти».

Исследования в области интенсивного выноса механических примесей из пласта показали проявление резких пиков интен­сивности выноса (концентрация твердых частиц увеличивается в несколько раз) при изменении параметров; при запусках насо­сных установок или увеличении частоты тока в процессе работы, но значительное ее снижение при стабильной долговременной работе системы, Следовательно, основной целью применения погружного центробежного сепаратора механических примесей является повышение эффективности вывода на стационарный режим и эксплуатации ЭЦН в условиях вредного влияния меха­нических примесей. Поставленная цель достигается при реали­зации следующих мероприятий: 1) защите УЭЦН от резких пи­ков интенсивности выноса механических примесей из пласта при его запуске; 2) сепарации и накоплении в специальном кон­тейнере твердой фазы; 3) предварительной подготовке газовой фазы в проточной части центробежного сепаратора механичес­ких примесей, т.е. в отличие от традиционной схемы эксплуата­ции скважин с использованием УЭЦН при применении сепара­тора механических примесей в ЭЦН происходит двухступенчатая сепарация газа; 4) обработке жидкости ингибитором солеотложе­пий в виде брикетов, установленных в сепараторе; 5) гидравличе­ском разобщении очищенной и пластовой жидкости за счет гидрозатвора, что обеспечивается функциональными возможнос­тями центробежного сепаратора механических примесей.

Высокая эффективность центробежного принципа отделения механических примесей была подтверждена, в частности, при стендовых испытаниях наземного центробежного сепаратора, предназначенного для отделения твердых частиц перед силовым ЭЦН в составе мини-станции гидропривода струйных насосов. Наибольшие значения коэффициента сепарации kcполучены при отделении пропанта (fec=98 %), при сепарации комбиниро­ванной пробы механических примесей (проппант и кварцевый песок) йс составлял не менее 82 %.

Изготовленные в ЗАО «Новомет-Пермь» экспериментальные образцы погружного центробежного сепаратора механических примесей были отправлены па промысловые исследования в ОАО «Славнефть-Мегиоинефтегаз». В качестве объекта испыта­ний были выбраны часто ремонтируемые скважины, кроме того, одна скважина была взята с учетом ее освоения после проведе­ния в ней гидравлического разрыва пласта (ГРП) (рис. 2).

В результате испытаний центробежного сепаратора механиче­ских примесей в скважине с условным номером А Лагапского месторождения удалось повысить наработку на отказ (от 3 сут перед внедрением сепаратора до 209 сут), на 20.03-07 г. скважина находилась в работе, при этом необходимо отметить заметное снижение количества взвешенных частиц н жидкости при отбо­ре устьевых проб {рис. 3).

Скв. В Покамасовского месторождения до испытания центро­бежного сепаратора механических примесей относилась к часто ремонтируемому фонду (средняя наработка на отказ - 33 сут), после его применения текущая наработка на отказ увеличилась \и составила 209 сут (на 20.03.07 г. скважина находилась в эксплуатаций) Из-за низкой продуктивности скважины насосная уста-новка периодически отключалась. Несмотря на это, при после-дующих  включениях насосной установки заклинивания не происходило(в отличие от штатной ситуации при эксплуатации ЭЦН),что характеризует надежную работу погружного сепарато­ра мех. примесей (ПСМ).

Скв.С Ново-Покурского месторождения после проведения ГРП неодноктратно подвергалась оптимизации работы путем эксплуатации  высокопроизводительных насосных установок (УЭЦН5-125),что  приводило к частым отказам из-за засорения рабочих органов ЭЦН. Однако после испытаний сепаратора механиче­ских примесей основная нагрузка по защите от твердых частиц пришлась насепаратор. В процессе промысловых испытаний рассмотренного сепа­ратора в четырех скважинах, эксплуатация которых осложнена наличием механических примесей, были повышены наработки па отказ, и скважины из часто ремонтируемого фонда переве­дены в режим оптимальной эксплуатации (по отношению к осложняющему фактору вредного влияния механических при­месей). Накопленная добыча нефти с момента испытаний составила 14,4 тыс. т

Калькулятор расчета монолитного плитного фундамента тут obystroy.com
Как снять комнату в коммунальной квартире здесь
Дренажная система водоотвода вокруг фундамента - stroidom-shop.ru

Oilloot-Рекомендует

Статистика



Яндекс.Метрика