Модернизация погружного оборудования с целью увеличения межремонтного периода и общего срока службы оборудования

1 ВВЕДЕНИЕ

Одним из видов современного оборудования, предназначенного для добычи нефти, являются скважинные центробежные насосы. Они должны обеспечивать эксплуатацию нефтяных скважин малого диаметра и большой глубины и длительную и безотказную работу в жидкостях, содержащих коррозионные элементы и механические примеси, преимущественно в виде песка. Температура откачиваемой жидкости в некоторых скважинах доходит до 120 градусов по Цельсию. По климатическим условиям серийно выпускаемые и проектируемые насосы имеют исполнения для умеренного, холодного и тропического климатов.

Широкий диапазон параметров по подаче и напору, продолжительный межремонтный период работы и высокий коэффициент эксплуатации скважин, а также ряд других преимуществ позволили центробежным насосам занять ведущее место в механизированной добыче нефти.

В данное время уделяется все большее внимание модернизации погружного оборудования с целью увеличения межремонтного периода и общего срока службы оборудования.

1.1 Назначение и технические данные УЭЦН

УЭЦН предназначены для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных, пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ, механические примеси.

В зависимости от количества различных компонентов, содержащихся в откачиваемой жидкости, насосы установок имеют исполнение обычное и повышенной коррозионно- и износостойкости.

Условное обозначение установки при заказе:

УЭЦНК 5-180-1200; У3ЭЦН 5-130-1200; У2ЭЦНИ 6-350-1100, где У-установка; 3- третья модификация; Э- с приводом от погружного электродвигателя; Ц- центробежный; Н- насос; К- повышенной коррозионной стойкости; И- повышенной износостойкости; 5, 5А,6- группа насоса; 80,130, 350- подача (м3 /сут); 1200,1100- напор (мм вод. ст.).

Показатели применимости установок по перекачиваемым средам: жидкость с содержанием механических примесей для установок  УЭЦН (обычное исполнение) и УЭЦНК (коррозионностойкое исполнение) не более 0,1г/л, для установок УЭЦНИ (повышенной износостойкости) не более 0,5г/л, свободного газа на приеме насоса не более 25%, сероводорода не более 0,01г/л и 1,25г/л для установок УЭЦНК, воды не более 99%.

Водородный показатель (рН) пластовой воды для установок УЭЦНК, в приделах от 6 до 8,5.

Установки выпускаются по II группе надежности ГОСТ 6134-71 в климатическом исполнении У (умеренный климат) ГОСТ 15150-69. Допускается применение установок в районах с холодным климатом. Для районов с холодным климатом установки комплектуются трансформаторами в исполнении ХЛ1, а установки с электродвигателем ПЭД 125-138В5 и комплектным устройством КУПНА-700-79А1ХЛ1.

В зависимости от поперечных размеров применяемых в комплекте установок погружных центробежных электронасосов, электродвигателей, насосов и кабельных линий установки УЭЦН условно делятся на группы 5, 5А, 6 и предназначены для эксплуатации скважин с внутренними диаметрами обсадных колонн не менее: группа 5-121,7мм, группа 5А-130 мм, группа 6-144,3 мм и 148,3 мм для установок УЭЦН6 –500-1100 и УЭЦН6-700-800.

1.2 Историческая справка о развитии способа

В нашей стране разработка бесштанговых насосов началась еще до революции. В то время А.С. Арутюнов и В.К. Домовой разработали скважинный агрегат, в котором центробежный насос приводился в действие погружным электродвигателем. Начиная с 20-х годов, советские инженеры предлагали разработку поршневых насосов с поршневым пневматическим двигателем. М.И. Марцишевский один из первых разработал такие насосы. Разработка скважинного насоса с пневмодвигателем была продолжена  в Азинмаше В.И.Документовым. Скважинные центробежные  насосы с электроприводом разрабатывались в предвоенный период А.А.Богдановым, А.В.Крыловым, Л.И.Штурман. 

В особом конструкторском бюро по бесштанговым насосам были разработаны промышленные образцы центробежных насосов с электроприводом.  Эта  ведет все работы по скважинным бесштанговым насосам, в том числе и по винтовым, диафрагменным и др.

Нефтегазодобывающая промышленность с открытием новых месторождений нуждалась в насосах для отбора из скважины большого количества жидкости. Так как лопастной насос приспособлен для больших подач, естественно, что он наиболее рационален. Из лопастных насосов получили распространение насосы с рабочими колесами центробежного типа, так как они давали большой напор при заданных подачах жидкости и габаритов насоса. Широкое применение скважинных центробежных насосов с электроприводом обусловлено многими факторами.

По сравнению с компрессорной добычей и подъема жидкости насосами других типов при больших отборах жидкости из скважины установки ЭЦН наиболее экономичны и наименее трудоемки при обслуживании. Энергетические затраты на установку при больших подачах относительно невелики. Обслуживание установок ЭЦН просто, так как на поверхности размещаются только станция управления и трансформатор, не требующие постоянного ухода.

Монтаж оборудования прост, т.к. станция управления и трансформатор не нуждаются в устройстве фундаментов. Эти 2 узла установки ЭЦН размещают обычно в легкой будке.

1.3 Общая схема УЭЦН