Розрахунок параметрів і вибір обладнання для експлуатації нафтових свердловин установками електровідцентрового насоса

1 Мета заняття

1.1 Вивчення умов експлуатації і параметрів установок електровідцентрових насосів.

1.2 Отримання практичних навиків з розрахунку параметрів і вибору обладнання для експлуатації свердловини установками електровідцентрових насосів.

2 Завдання заняття

2.1 Вибір вузлів установки електровідцентрового насоса для заданих умов видобутку нафти із свердловини .

2.2 Перевірка вибраного обладнання з врахуванням параметрів пластової рідини.

2.3 Перевірка установки на можливість використання її у даній свердловині.

3 Основні теоретичні відомості

До класу безштангових насосних установок відносяться установки свердловинних відцентрових, гвинтових, діафрагмових насосів з електроприводом і установки свердловинних поршневих насосів з гідроприводом. Найбільш поширеним серед безштангових насосних установок є установки заглибних електровідцентрових насосів (УЕВН), що складаються із наземного і підземного обладнання (рисунок 2.1). В комплект наземного обладнання входить станція керування, трансформатор, обладнання устя свердловини; в комплект підземного – заглибний електродвигун з гідрозахистом, відцентровий насос, зворотний та зливний клапани, кабель і колона насосно-компресорних труб (НКТ). Заглибний відцентровий насос приводиться в дію заглибним електродвигуном. Електроенергія підводиться до двигуна по спеціальному кабелю, розташованому в свердловині поруч з колоною НКТ. Встановлення приводу безпосередньо біля насоса дозволило просто вирішити питання передачі енергії від приводу до насоса і використовувати насоси великої потужності. Широке застосування заглибних відцентрових насосів з електроприводом обумовлено багатьма

1 – експлуатаційна колона, 2 – компенсатор, 3 – електродвигун, 4 – протектор, 5 – відцентровий насос, 6 – зворотний клапан, 7 – зливний клапан, 8 – колона НКТ, 9 – пояс кріплення кабеля, 10 – колонна обв’язка, 11 – станція керування і трансформатор, 12 – барабан, 13 – кабель, 14,17 – манометр, 15,16,18,20,22 – запірні пристрої, 19 – регулюючий пристрій, 21 – зворотний клапан.

Рисунок 2.1 – Схема установками електровідцентрового насоса

факторами. При великих відборах пластової рідини ці установки найбільш економічні і найменш трудомісткі при обслуговуванні у порівнянні із компресорним видобутком і підйомом рідини насосами інших типів. При великих подачах енергетичні затрати на установку відносно невеликі. Обслуговування установки відносно просте, так як на поверхні розташовується тільки станція управління і трансформатор, які не потребують постійного догляду.

Склад вузлів установки ЕВН і їх розташування приведені на рисунку 2.1. Заглибний електровідцентровий насос багатоступінчастий і містить від 80 до 400 ступеней. Рідина поступає в насос через сітку, розташовану у нижній його частині. Насос подає рідину із свердловини в колону НКТ. Заглибний електродвигун – маслозаповнений, герметичний. Для попередження попадання в нього пластової води передбачений вузол гідрозахисту, який складається із протектора і компенсатора або самого протектора. Вал двигуна з допомогою шліцьової муфти з’єднаний із валом протектора і через нього з валом насоса. Вали мають частоту обертання 2800 – 2950 хв^-1.

Електроенергія з поверхні до двигуна подається з допомогою кабелю. Поруч з колоною НКТ монтується круглий кабель, а біля насоса і протектора – плоский. Виконання плоского кабелю дозволяє дещо збільшити діаметр насоса і двигуна. Можливий варіант використання плоского кюбеля по всій довжині колони НКТ. Автотрансформатор або трансформатор призначений для живлення установок заглибних електровідцентрових насосів від промислової мережі, компенсації втрат по довжині кабелю. Станція керування дозволяє включати і відключати установку в ручному або автоматичному режимах і відключати її при аварійному режимі роботи (недовантаження або перевантаження). Колона НКТ обладнана зворотним і зливним клапанами. Зворотний клапан дозволяє при зупинці насоса зберегти в колоні НКТ рідину. Запуск в такому випадку проходить при заповненій колоні тобто при великому напорі. При великих напорах насос потребує меншої привідної потужності у порівнянні із меншим напором і великою подачею. Зливний клапан дозволяє звільнити колону від рідини перед підйомом агрегату із свердловини.

Установки ЕВН розроблені для свердловин із обсадними колонами 146 і 168 мм. У зв’язку з цим насоси виконуються різних типорозмірів звичайного і модульного виконання. Також конструкція заглибного відцентрового насоса може бути звичайною, зносостійкою, а також підвищеної корозійної стійкості. Діаметри і склад вузлів насоса в основному одинакові для всіх виконань.

Досвід експлуатації установок показує, що для їх ефективного використання велике значення має правильний вибір вузлів установки по характеристиці свердловин і створення найбільш вигідних умов для їх роботи. Необхідно врахувати вплив в’язкості пластової рідини і газу на параметри роботи установки, створити найбільш раціональні умови на прийомі насоса, уточнити параметри роботи двигуна, кабелю, труб і при необхідності підібрати їх більш раціональні типорозміри. В цілому порядок вибору вузлів установки ЕВН може бути наступним:

1. визначити необхідний напір насоса;

2. враховуючи вплив в’язкості відкачуваної суміші і вільного газу на характеристику насоса, визначити необхідні параметри в умовах перекачування води для вибору типорозміру насоса за заводськими даними;

3. вибрати декілька типорозмірів установок насосів;

4. визначити глибину підвішування свердловинного насоса;

5. уточнити параметри роботи насоса, його типорозмір, визначити потужність двигуна;

6. перевірити діаметри заглибного агрегату, труб і кабелю.