Насос перевертыш для нагнетательных скважин

Библиографическая ссылка на статью:
Бушуев Н.В., Галикеев Р.М. Внедрение насосов «перевернутого типа» в системе ППД // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 6. Ч. 2 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2015/06/56132 (дата обращения: 21.10.2021).

Задачи которые ставятся в настоящее время перед инженером в нефтегазовой области с учетом истощения пластов и входом многих месторождении в четвертую степень разработки является максимальное увеличение нефтеотдачи и минимизация расходов связанной с ней. С целью увеличения темпов отбора нефти и повышения нефтеотдачи применяют нагнетание воды в пласт. Для данных целей используются поверхностные, сточные и пластовые воды. К закачиваемой воде предъявляются определенные требования по содержанию взвешенных частиц (механических примесей) и остаточных нефтепродуктов, вследствие чего нагнетание воды без достаточной предварительной подготовки может негативно повлиять на эффективность процесса поддержания пластового давления – ППД .Самым распростаненным методом является метод заводнение пластов, заключающийся в том, что воду из водозаборной скважины самотеком или с использованием специальных насосов подают на КНС, затем закачивают ее по системе разводящих трубопроводов в нагнетательные скважины.

Недостатком данного способа является необходимость бурения водозаборных скважин, а также строительства и поддержания в работоспособном состоянии КНС и системы разводящих трубопроводов. Кроме того, система водоводов находится под высоким давлением и подвержена влиянию внешней среды, в частности воздействию низких температур и т.д., что существенно снижает безопасность эксплуатации установки. К недостаткам также относится то, что в данном способе не предусмотрена очистка жидкости от содержащихся в ней механических примесей (песка, частиц породы).

Продолжая поиск оптимальных решений технологических задач для систем ППД в нефтедобыче, специалисты многих нефтяных компаний пришли к варианту использования погружных центробежных насосов (ЭЦН) в компоновке с обычными наземными и погружными асинхронными электродвигателями, что позволило создать более мобильные и менее энерго и материалоемкие системы поддержания пластового давления. Первые опыты использования ЭЦН в системах ППД дали положительные результаты и на сегодня имеется множество технологических вариантов для обеспечения дискретных закачек, которые позволяют управлять параметрами закачки для решения локальных задач, когда практически необходимо обеспечить индивидуальный подход к каждой скважине.

При технологии дискретных закачек заводнение, как основной способ воздействия на эксплуатационный объект, приобретает ряд дополнительных возможностей:

-Повысить экологическую безопасность.

-Существенно увеличить МРП и уменьшить аварийность на трубопроводах, путем понижения в них давления.

-Понизить затраты на дополнительную закачку и перекачку воды.

-Получить полное управление параметров закачки и подбор индивидуального режима работы скважины.

-Высокая управляемость воздействий на пласт.

Данное решение получило свое применение на нескольких месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз», в частности Северо-Лабатьюганском месторождении, за 2014 год было введено в работу в рамках пилотного проекта 6 скважин с «перевернутыми насосами»,что позволило снизить аварийность на напорных водоводах на 50%,дальнейшая эксплуатация должна создать прикладную базу данный и послужить фундаментом для дальнейшего развития проекта.

Схемы компоновки «перевернутых насосов»:

Библиографический список

Абдуллин Ф.С. Добыча нефти и газа. М.: Недра, 1983 г., стр.60-61;
Мирзаджанзаде А.Х. Технология и техника добычи нефти. М.: Недра, 1986 г., стр.224.
http://www.findpatent.ru/patent
http://www.borets.ru
http://www.novomet.ru
Публикация в журнале Сфера нефтегаз 4/2011 стр.40-41;

Количество просмотров публикации: Please wait

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
Регистрация

&copy 2021. Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации».

Источник статьи: http://web.snauka.ru/issues/2015/06/56132

Petroleum Engineers

Вы здесь

Насосы-перевертыши для закачки воды

Всем здравствуйте. Если ли у кого-нибудь опыт использования «насосов-перевертышей» для закачки воды в водоносный горизонт? Какие осложнения возникают при работе с ними, какие ньюансы есть? И в какой программе можно смоделировать его работу (график давления-времени) с учетом и без учета находящихся рядом скважин

Контекст

Геологическое моделирование x219
Петрофизика x176
Разработка месторождений нефти и газа x542
Механизированная добыча x115
Программное обеспечение x111

Ставили на кустах автономии, где не могли кинуть напорник. Скважина ппд с перевертышем стрелялась на сеноман и начала в себя. Надо быть готовым, что вытащить компоновку будет тяжело т.к. все засыпет песочком. Но как крайняя мера вполне годится.

Как контрольщик не могу не сказать, что очень сложно потом понять сколько и куда на самом деле качается воды, т.к. ни замера расхода, ни возможности провести ПГИ нет.

есть у перевертышей большой «-» коррозия. посмотрите насосные устьевые установки здесь с наземным двигателем

Как контрольщик не могу не сказать, что перевертыши можно оборудовать тмс и расходомером (пойдёт обычная вертушка) можно неплохо все контролировать скока и как уходит. А по величине КН правильно понимать, уходит в целевой или куда ещё. Как разработчик скажу — лучше не надо. Аварийно — компенсации нет. Потом фиг починишь, без подготовки воды вечно все пересыпает. Короче так себе опыт. Только если совсем все плохо и больше точно никак. Уж лучше водозаборки с какой-никакой подготовкой и только потом обратная закачка перевертышем, если кнс нет.
Но если без них никак, то, в принципе, они работают — 176565-RU SPE Conference Paper — 2015

Источник статьи: http://www.petroleumengineers.ru/node/12722

Оборудование АО «Новомет-Пермь» для систем ППД

Предлагаемое АО «Новомет-Пермь» насосное оборудование для систем поддержания пластового давления (ППД) производится как в горизонтальном, так и вертикальном исполнениях. В зависимости от условий эксплуатации горизонтальные установки комплектуются наземным или погружным электродвигателем. К последним относятся, в частности установки с насосом-перевертышем (5, 5А, 6, 7А и 8-го габаритов), которые применяются для закачки пресных пластовых и сточных нефтепромысловых вод. При использовании данной схемы обеспечивается снижение затрат на строительство высоконапорных коммуникаций, что повышает надежность, экологическую безопасность водовода и снижает убытки от его порыва.

Также мы предлагаем своим заказчикам установки перевернутого типа и установки в шурфовом исполнении с верхним асинхронным или погружным электродвигателем и расположением насоса в глухом шурфе глубиной 30-50 метров. В случае применения шурфовых установок на устье монтируется серийная скважинная арматура высокого давления. Для управления всеми технологическими процессами применяются станции управления АО «Новомет-Пермь» с комплектующими ведущих мировых производителей электроники, таких как Siemens, ABB, Shneider Electric и др.

К отличительным особенностям наземных установок для систем ППД производства АО «Новомет-Пермь» и блочных насосных станций на их основе следует отнести практичную модульную конструкцию блок-бокса и наличие современной системы автоматизации. Установки данного типа характеризуются высокой фактической наработкой (более 1000 сут), длительным периодом между плановыми ремонтами (до 365 сут), а также простотой монтажа и пусконаладки оборудования, которые занимают обычно не более 1421 суток. Каждая станция проходит сборку и полноценные комплексные испытания на испытательном полигоне предприятия-изготовителя и только после этого переводится в транспортное положение и отгружается заказчику. За счет применения частотного регулирования работа насоса поддерживается в точке максимального значения КПД.

Электродвигатель в составе БНС для систем ППД подбирается в зависимости от значений давления на входе. Если диапазон давлений составляет от 0,04 до 15 МПа, то установка комплектуется наземным электродвигателем, а при более высоком давлении (до 21 МПа) – погружным. В обоих случаях мощность БНС составляет до 1000 кВт и более, напор – до 3500 метров. Также хочется отметить, что в связи с модернизацией узла подвода (появилась возможность восприятия давления на входе до 15 МПа) отпала необходимость использовать УЦГН на основе погружного электродвигателя, что существенно уменьшает габариты УЦГН и БНС.

Рис. 1. Состав установки с наземным электродвигателем Рис. 2. Состав установки с погружным электродвигателем

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ С НАЗЕМНЫМ И ПОГРУЖНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

В состав горизонтальных установок с наземным электродвигателем входят также насос, эластичная муфта и узел подвода, в который жидкость подается через подводящий трубопровод (рис. 1). Для увеличения производительности БНС можно параллельно установить несколько насосных агрегатов. Подводящий трубопровод оснащен байпасной линией, что позволяет производить ремонтные работы и замену узлов оборудования без остановки насосной установки.

На рис. 2 представлена горизонтальная установка с погружным электродвигателем мощностью 500 кВт, производительностью до 4000 м 3 /сут и с высоким давлением на входе в насос, предназначенная для закачки жидкости в продуктивные нефтяные пласты с целью поддержания пластового давления, также может использоваться для транспортировки жидкости и повышения давления закачки непосредственно на кустовой площадке. Основное ее преимущество заключается в отсутствии утечек закачиваемой жидкости во внешнюю среду. Как и в предыдущем случае, производительность установки возрастает при параллельном подключении нескольких насосных агрегатов.

УСТАНОВКИ ПЕРЕВЕРНУТОГО ТИПА

Насосные установки перевернутого типа (УЭЦНПТ) предназначены для закачки в пласт пресных, пластовых и сточных нефтепромысловых вод. Данные установки изготавливаются на базе серийного оборудования АО «Новомет-Пермь», что существенно сокращает срок производства и способствует повышению качества сервисного обслуживания. Применение установки перевернутого типа позволяет снизить затраты на строительство и эксплуатацию высоконапорных коммуникаций, что, в свою очередь, повышает надежность, экологическую безопасность и снижает убытки от порыва водовода.

Компоновки комплектуются двумя насосами – ЭЦН5А500Э-2100 (верхний) и ЭЦНПТ5А-225Э-2000 (нижний) – ПЭД с двусторонним выходом, погружным расходомером и изолирующим пакером с проходом для жидкости. На рис. 3 представлены различные варианты применения данных установок для систем ППД месторождений. Установки могут применяться для одновременного подъема жидкости на поверхность и закачки рабочего агента в нижележащий пласт.

Рис. 3. Варианты применения установок перевернутого типа для ППД

Внедрение данного оборудования началось в 2010 году. За прошедшие пять лет заказчикам поставлено более 40 комплектов УЭЦНПТ. На данный момент все они находятся в работе, максимальная текущая наработка составляет 840 суток (табл. 1).

Таблица 1. Внедрение установок перевернутого типа

СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

Для управления всеми технологическими процессами применяется станция управления (СУ) (рис. 4). С помощью СУ можно производить пуск и остановку электродвигателей в штатном режиме, регулировать частоту вращения электродвигателя насоса, контролировать рабочие параметры насосных установок, выполнять аварийную остановку при нарушении работы агрегатов, архивировать и хранить данные, а также передавать информацию на пульт диспетчера (рис. 5). Станции управления собираются из комплектующих Siemens, ABB, Shneider Electric и других производителей с мировым именем. Программное обеспечение изготавливается под индивидуальные требования заказчика, а удобный и интуитивно-понятный интерфейс позволяет оператору без длительного обучения немедленно приступить к эксплуатации станции.

Рис. 7. БНСП 1700-350 на Приобском месторождении ООО «Газпромнефть-Хантос» Рис. 6. БНС3х1000-2100 на месторождении ТПП «Ухтанефтегаз» (ООО «ЛУКОЙЛ-Коми»)

На рис. 6 показана БНС, смонтированная на одном из месторождений ТПП «Ухтанефтегаз» (ООО «ЛУКОЙЛ-Коми). Конструкция станции – модульная, что позволяет транспортировать ее автомобильным или железнодорожным транспортом с соблюдением всех правил перевозки грузов. БНС устанавливается на специальный быстровозводимый фундамент из металлических профилей. Поскольку станции поставляются в максимальной готовности («под ключ»), сроки монтажных и пусконаладочных работ составляют, как правило, не более 14 суток.

На Приобском месторождении ООО «Газпромнефть-Хантос» была установлена БНСП 1700-350 – станция на базе насосной установки с приводом на основе погружного электродвигателя (давление на входе – 190 атм, на выходе – 225 атм) (рис. 7).

Рис. 8. Модульная установка центробежного горизонтального насоса (УЦГН)

МОДУЛЬНАЯ УСТАНОВКА ЦЕНТРОБЕЖНОГО ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НАСОСА

Наряду с обозначенными выше видами оборудования сегодня мы также производим и поставляем горизонтальные модульные установки на базе центробежных насосов (УЦГН) (рис. 8). Модульная конструкция позволяет без проблем производить замену двигателя, убирать или добавлять дополнительные секции насоса и тем самым повышать напор установки.

За счет универсальной конструкции на раму может быть смонтирован любой двигатель (независимо от мощности), а также любой насос (независимо от длины и габарита). Высота насоса регулируется с помощью опор, которые передвигаются вдоль оси.

По умолчанию установка поставляется в корпоративном цвете АО «Новомет-Пермь», однако, по требованию заказчика может быть выполнена в любом другом цвете.

Рис. 9. БНС3х3000-700 Buzachi Operating LTD

Данные установки поставляются начиная с 2002 года. За это время различным заказчикам, включая зарубежные компании, было поставлено 83 УЦГН и изготовленных на их основе БНС. Несколько блочных насосных станций (БНС3х3000-700 Buzachi Operating LTD) были отгружены одной из нефтедобывающих компаний Республики Казахстан (рис. 9). Оборудование обладает следующими характеристиками: номинальная производительность одной установки составляет 3000 м 3 /сут, номинальное давление на выкиде насоса – 7 Мпа (700м), давление на входе насоса – 0,038 МПа (3,8 м), диаметр подводящего трубопровода – 250 мм. БНС укомплектованы асинхронным электродвигателем производства компании АВВ.

Рис. 10. Станция для водогазового воздействия

СТАНЦИЯ ДЛЯ ВОДОГАЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

В конце 2014 года в АО «Новомет-Пермь» поступил заказ от одной из основных российских нефтедобывающих компаний на изготовление станции для утилизации попутного газа и закачки водогазовой жидкости в пласт. В рамках данного проекта была сконструирована и построена станция со следующими характеристиками: производительность закачивающего насоса – 1600 м 3 /сут, давление на выкиде – 14,5 МПа (1450 м), давление на входе в насос – 7 МПа, производительность по газовой составляющей – до 20 000 м 3 /сут, мощность электродвигателя – 500 кВт (рис. 10, 11, табл. 2).

Рис. 11. Технологическая схема станции для водогазового воздействия Таблица 2. Технические характеристики станции для водогазового воздействия

В соответствии с требованиями заказчика оборудование было изготовлено во взрывозащищенном исполнении (В1А) и оснащено энергоблоком (комплектной трансформаторной подстанцией) мощностью 250 кВт. На входе в закачивающий насос установлен эжектор, в который под давлением от 11 до 19 МПа поступает вода (рис. 12). В это же время (параллельно) подается газ. Образовавшаяся в результате смешения фаз водогазовая смесь поступает на вход насосной установки.

Рис. 12. Конструкция эжектора

Эжектор также произведен АО «Новомет-Пермь», технические параметры его работы приведены в табл. 3.

Таблица 4. Обслуживаемый фонд установок ОАО «ЛУКОЙЛ» в 2014 году Таблица 3. Технические характеристики эжектора

СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

На данный момент фонд обслуживаемых нашей компанией горизонтальных насосных установок насчитывает 32 единицы (табл. 4). В частности, это 12 УЦГН открытого типа, смонтированные в 2002-2003 годах на Кокуйском и Логовском месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Все установки в настоящее время находятся в работе.

На Шумовском, Чернушинском, Уньвенском, Курбатовском и Альняшском месторождениях с 2004 года эксплуатируются в общей сложности 10 БНС. По состоянию на ноябрь 2014 года наработка установок ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» с момента сдачи в эксплуатацию составляет более 4000 суток.

На Южно-Ягунском (ТПП «Когалымнефтегаз») и Когалымском (ООО «ЛУКОЙЛ-АИК») месторождениях установки были введены в эксплуатацию в 2012 и 2010 годах соответственно. Претензий к работе оборудования также нет.

Говоря о причинах отказов оборудования на фонде ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», стоит отметить, что наиболее уязвимым элементом обслуживаемых установок стал узел подвода, выходивший из строя в результате усталостного разрушения и среза шлицев на муфте, слома вала, а также утечек в торцовом уплотнении (табл. 5). В ряде случаев отсутствие напора и забивание каналов проходной части аппарата и рабочих колес (по причине плохой подготовки воды) приводили к выходу насоса из строя.

Таблицы 5. Причины отказов оборудования в 2014 году на фонде ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»

По результатам комиссионного разбора и детального анализа каждого случая отказа было принято решение о замене шлицев и муфт, а в нормативные документы внесено требование об обязательной ревизии и чистке торцового уплотнения узла подвода при проведении плановых ТО. До заказчика были доведены сведения о некачественной подготовке воды, проведены работы по восстановлению и проверке работоспособности защит (табл. 6).

Таблица 6. Отказавшие узлы оборудования и принятые меры

В заключение хотелось бы обозначить общие проблемы при обслуживании установок. В первую очередь, это некачественное обслуживание оборудования предыдущими компаниями-подрядчиками (в результате возникла необходимость восстановления станций управления, защиты узлов датчиков). Во-вторых, трудности с поиском и приобретением ЗИП производства Centrilift. И, в-третьих, это засорение фильтров мехпримесями вследствие низкого качества подготовки воды.

Источник статьи: http://glavteh.ru/%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%83%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82-%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0-%D0%BF%D0%BF%D0%B4/