Повышение эффективности работы скважин, оборудованных УЭЦН на Южно-Покачевском месторождении

Наружный диаметр погружного насоса определяется условием его свободного размещения в обсадной колонне в  сборе с плоским кабелем и  принят равным 92 мм для обсадной колонны  диаметром 146 мм (5") и 114 мм для колонны  диаметром 168 мм (6"). Корпус многоступенчатого  погружного электронасоса представляет собой стальную трубу, точно обработанную по внут-ренней поверхности и имеющую с обоих концов резьбу.

С нижней стороны в корпус завинчивается основание насоса, по окружности которого закреплена приемная сетка, не допускающая попадания в полость насоса механических частиц, а с верхней стороны — ниппельная гайка. Непосредственно к основанию насоса прилегает специальная втулка, а за ней укладываются направляющие аппараты в сборе с рабочими колесами. Над последним верхним направляющим аппаратом монтируется верхний подшипник. Все эти детали при монтаже зажимаются между основанием насоса и ниппельной гайкой и таким образом удерживаются в неподвижном состоянии.

Рабочие колеса связаны с валом  насоса призматической шпонкой и  могут смещаться вдоль вала; при  работе каждое колесо опирается на торцовый выступ расположенного под  ним направляющего аппарата. Благодаря  такой посадке осевые нагрузки от колес передаются непосредственно  на направляющие аппараты и через  них на основание насоса.

Между колесами и направляющими  аппаратами с целью уменьшения трения устанавливаются текстолитовые  шайбы, запрессованные в кольцевой  паз на нижнем торце колеса, и  шайбы, надетые на его втулку сверху.

Концы валов имеют паспортную характеристику в виде кривых зависимостей H(Q) (напор, подача), n(Q) (коэффициент полезного действия, подача), N(Q) (потребляемая мощность, подача) (Рисунок 4.2). Обычно эти характеристики даются в диапазоне рабочих значений расходов или в несколько большем интервале.

Рисунок 4.2. Рабочая характеристика погружного центробежного электронасоса

Всякий центробежный насос, в том  числе и ЭЦН, может работать при  закрытой задвижке (Q = 0, Н=Нmах) и при отсутствии противодавления на выкиде (Q=Qmax; H=0). Полезная работа насоса пропорциональна произведению подачи на напор, на этих двух точках она будет равна нулю, а следовательно и п=0 При определенном соотношении Q и Н, обусловленными минимальными внутренними потерями, п достигает максимального значения, равного примерно 0,5-0,6.

Подачу, напор, соответствующие максимальному  коэффициенту полезного действия, называют оптимальными.

Зависимость n(Q) около своего максимума изменяется плавно, поэтому допускается работа ЭЦН при режимах, отличающихся от оптимального в ту или другую сторону на некоторую величину. Пределы этих отклонений зависят от конкретной характеристики ЭЦН и должны соответствовать разумному снижению КПД насоса (3-5%). Это обусловливает целую область работы ЭЦН, которая называется рекомендованной областью. Подбор насоса к скважинам по существу сводится к выбору такого типоразмера ЭЦН, чтобы он, будучи спущен в скважину, работал в условиях оптимального или рекомендованного режима при откачке заданного дебита скважины с данной глубины.

Электроцентробежные насосы широко применяются  для эксплуатации высокодебитных и  малодебитных скважин с различной  высотой подъема жидкости.

Электронасосы применяются для  эксплуатации скважин:

1. нефтяных с высоким содержанием парафина;
2. малодебитных с низким уровнем жидкости;
3. малодебитных с водонапорным режимом;
4. высокодебитных;
5. сильнообводненных, где для добычи определенного количества нефти 
   необходимо отбирать большое количество воды.
6. глубоких, для рентабельной эксплуатации которых требуются насосы 
   большой мощности;
7. наклонных скважин;
8. с высоким газосодержанием;
9. с содержанием солей в добываемой жидкости.

Однако эффективность  работы значительно снижается при  наличии в откачиваемой жидкости свободного газа.

Характеристика работы насоса резко ухудшается уже при 1-2% содержании газа (по объему).

Методами борьбы с попаданием газа в насос являются:

1. Увеличение погружения насоса под динамический уровень;
2. Установка различного вида газосепараторов ниже приема насоса. 
   По состоянию на 1.01.10 год эксплуатационный фонд ЭЦН составил 108 скважин.

Из параметрического ряда отечественных  установок в эксплуатации находятся ЭЦН производительностью от 40 до200куб.м³/сут. с напорами 1200-1800м.

 

4.3. Обслуживание скважин оборудованных УЭЦН

В процессе эксплуатации ЭЦН не требуют специального ухода. Наблюдение заключается в следующем:

- не реже одного раза в  неделю измеряют подачу насоса;

• еженедельно измеряют напряжение и силу тока электродвигателя;
• периодически очищают аппаратуру станции управления от пыли и грязи;
• устраняют негерметичность трубопроводов;

Неполадки в работе скважины могут  быть вызваны отложениями песка, парафина, солей, вредным влиянием газа на работу ЭЦН осуществляется так.

Увеличивают глубину погружения насоса под динамический уровень, в результате чего возрастает давление на приеме, и  как следствие, уменьшается объемный расход свободного газа за счет сжатия, т.е. увеличивается растворимость  газа в нефти. На глубине, где давление на приеме насоса равно давлению насыщения, весь газ растворен в нефти и его вредное влияние прекращается.

Однако для этого дополнительно  задалживаются НКТ. кабель, требуется  насос, развивающий большой напор.

В настоящее время научно-технический  прогресс развивается в направлении  использования ЭЦН, предназначенных  для работы при повышенном входном  газосодержании. Для этого в ЭЦН  первые 10-15 ступеней устанавливают  на повышенную подачу газожидкостной смеси. В промысловых условиях это  легко осуществить, использовав  рабочие ступени от насоса тех  же габаритов, но с большей подачей. Используются насосы с газовыми центробежными  сепараторами на приеме. При этом отделившийся газ поступает в затрубное  пространство и перепускается на устье в выкидную линию.

4.4. Мероприятия по улучшению работы УЭЦН

По результатам изучения основных причин аварийности можно предложить следующие мероприятия для повышения эффективности эксплуатации скважин с УЭЦН:

- тщательный подбор установок и электрических параметров их работа в 
соответствии с опытом эксплуатации УЭЦН и инструкциями по подбору к 
монтажу;

- обязательная  подготовка  скважины   (промывка,   очистка  забоя  и 
шаблонирование колонны);

- обработка призабойной зоны пласта ингибитором от солеотложения. 
Для увеличения срока службы насоса при отборе жидкости с большим содержанием песка в конструкции насоса можно сделать следующие изменения:

• чугунные рабочие колеса заменить пластмассовыми из полиамидной смолы, стойкой против износа свободно несущимся абразивом и не набухающей в воде;
• текстолитовую опору колеса заменять резиновой, а в направляющем аппарате опорой для этой резиновой шайбы служит стальная термообработанная втулка;
• для уменьшения износа ступиц рабочих колес и вала устанавливаются дополнительные резинометаллические радиальные опоры, которые препятствуют изгибу вала при его вращении. Таким образом, снимаются усилия у радиальной опоры колеса в направляющем аппарате.

При выборе двигателя необходимо учитывать  температуру окружающей жидкости и  скорость ее потока. Для уменьшения перегрева обмоточных проводов желательно снизить нагрузку. Для каждого  двигателя рекомендуется своя минимальная  скорость потока, исходя из условий  его охлаждения.

Более семи лет ЗАО «ЛУКОЙЛ ЭПУ  Сервис» эффективно проводит целый  комплекс мероприятий по увеличению межремонтного периода, таких как:

- контроль и испытания двигателей на специальных стендах;

- проверка кабельных муфт под высоким давлением и повышенным напряжением;

• испытание барабана с кабелем на повышенные напряжения в ванне с раствором поваренной соли;
• электроцентробежные насосы проходят испытания с составлением рабочих характеристик;
• гидрозащиты погружного электродвигателя также проходят испытание и обкатку на специальном стенде;
• контроль сопротивления изоляции ведется постоянно, при сборке установки на устье скважины, во время спуска установки и после ее запуска;
• в процессе работы установки производится отладка и регулировка 
  защит станции управления;

Постоянно увеличивающаяся наработка  на отказ УЭЦН связана с осуществлением указанных организационно-технических  мероприятий.

4.5. Вывод скважины на режим

Целью операции по выводу скважины с  УЭЦН на режим является обеспечение  работоспособности УЭЦН в начальный  период ввода скважины в эксплуатацию после ремонта. Основная задача состоит  в недопущении перегрева ПЭД, удлинителя кабеля и обеспечении отключения УЭЦН при снижении динамического уровня до критического значения с учетом освоения скважины. С этой целью, в начальный период после запуска УЭЦН осуществляется регулярный контроль за величиной подачи из скважины и темпом снижения динамического уровня. Не допускается откачка динамического уровня ниже предельно допустимых значений указанных в таблице 4.1, в зависимости от напора спущенной установки в скважину.

Таблица 4.1

Предельно допустимый динамический уровень

Номинальный напор, м	1700	1550	1400	1200	1000	800
Предельно   допустимая   глубина  откачки динамического уровня, м	1300	1200	1100	950	800	700

 

Вывод скважин, оборудованных УЭЦН, равно как и ШГН, на режим после  ПРС, КРС является основной технологической  операцией в процессе эксплуатации УЭЦН, ШГН. От правильного выполнения этой операции зависит наработка  на отказ подземного оборудования.

УЭЦН, ШГН в период освоения скважин  работают в осложненных условиях, т.к. в скважинах находится жидкость глушения с высоким удельным весом. Поэтому, даже при откачке уровня жидкости из скважины на величину напора насоса, пласт не полностью включается в работу. На освоение скважин влияют следующие факторы:

- ухудшенное охлаждение погружного электродвигателя, т.к. происходит откачка жидкости из затрубного пространства, при минимальном притоке из пласта;

- большая загрузка погружного электродвигателя по мощности, из-за откачки жидкости глушения, имеющей высокий удельный вес;

- наличие остаточной водонефтяной эмульсии в стволе скважины, оставшейся после глушения;

- вероятность работы насоса с обратным вращением.

Запуск УЭЦН после ПРС, КРС производится электромонтером ЭПУ (ЗАО «ОйлПамп)  в  присутствии:

- оператора ЦДНГ;

- оператора ЦНИПР;

- представителя бригады ПРС, КРС;

- электромонтера РЭС.

Технологом ЦДНГ выдаются оператору ЦНИПР (ЦДНГ) следующие  данные:

- типоразмер, рабочая область установки;

- тип ПЭД, номинальный ток, ток холостого хода;

- глубина спуска УЭЦН;

- диаметр эксплуатационной колонны и НКТ;

- объём жидкости глушения.

Запуск  УЭЦН после ПРС

1. Диспетчер УРС (ремонтного предприятия) заблаговременно (за 5 часов) до окончания ремонта подает заявку на запуск скважины в ЦДНГ и за 2 часа подтверждает или переносит эту заявку (в случае неподтверждения, подается новая заявка). Диспетчер ЦДНГ передает заявку на запуск в ЦДС СПП «SPPLtd.», ПРЦЭиЭ,  ЦНИПР с регистрацией в журнале заявок. Допускается один перенос заявки на 2 часа.
2. Запускающий оператор, по прибытии в бригаду, проверяет соответствие выполненного бригадой объема работ с заполненным наряд заказом на ремонт скважины, наличие меры НКТ на спуск ЭЦН (скрепера, пера при промывке забоя) и ее соответствие глубине спуска ЭЦН по наряд-заданию на ремонт скважины, соответствие характеристик ЭЦН (производительность, напор, типоразмеры, наличие газосепараторы и т.д.) требованиям наряд задания на ремонт. В случае изменения наряд-задания на ремонт скважины, в нем должна быть указана фамилия и должность лица, произведшего изменение, его подпись или номер телефонограммы, переданная через диспетчера УР<span class="Normal__Char" style=" font-siz