Таблица 1.4

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1.5 Характеристика фонда   скважин

Повховское  месторождение

        

      По  состоянию на 01.01.1997 г. всего на Повховском месторождении числится 3257 скважин,  из них 2017 скважин  нефтяного  фонда, 634 скважины нагнетательного фонда,  222 скважины находятся в консервации,  68 скважин контрольные и пьезометрические,  226 скважин относятся к фонду скважин, ожидающих ликвидацию и ликвидированных, 98 водозаборных и поглащающих скважин.  Из 2017 скважин нефтяного фонда 1230 скважин действующих, бездействующий фонд 787 скважин.

      По  способам эксплуатации действующий фонд распределяется:

           1) фонтан - 27 скважин (2 %);

           2) ЭЦН - 469 скважин (38 %);

           3) ШГН - 734 скважины (60 %).

       В бездействии и консервации находятся,  в основном,  низкодебитные (719 скважин  или 82 % от неработающего фонда скважин) и высокообводненные (186 скважин  или 20 %) скважины.  Из  634  скважин нагнетательного фонда 378 скважин действующих, бездействующий фонд 245 скважин. 

                                                      

 
 
 

 

 

2 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ  ПРИМЕНЕНИЯ УЭЦН

 
 
 

2.1 Принципиальное устройство  УЭЦН

  .Установка  скважинного центробежного насоса (Рисунок 2.1) состоит из компенсатора 1, приводящего электродвигателя 2, протектора 3, насоса 4, плоского 5 и круглого 9 кабелей, крепящихся к насосно-компрессорным трубам 10 стальными поясами 8, обратного 6 и спускного 7 клапанов, оборудования устья скважины 11, станции управления 12, трансформатора 13 и различного вспомогательного оборудования.

  Скважинный  электронасосный агрегат спускают на колонне насосно-компрессорных труб. Электроэнергию к погружному электродвигателю подводят по круглому кабелю, идущему с поверхности вдоль насосно-компрессорных труб до насосного агрегата и переходящего затем в плоский кабель. Плоский кабель применяется для уменьшения общего диаметра скважинного электронасосного агрегата, обеспечивающего свободный, без повреждений спуск и подъем насоса.

  Ограничение диаметров скважинных электронасосных  агрегатов приводит к необходимости увеличения длины агрегатов при мощностях электродвигателей до 250 кВт. Диаметры агрегатов находятся в пределах 116—142,5 мм, длина агрегатов — более 25 м.

  Вместо  круглого возможно применение по всей длине плоского кабеля соответствующего сечения.   Кабель   оканчивается муфтой кабельного ввода для подсоединения к электродвигателю. От механических повреждений при спуске и подъеме насоса плоский кабель предохраняется защитными кожухами или специальным хомутом.

  Электродвигатель  насосного агрегата — погружной, масло-наполненный, герметичный. Для предотвращения попадания в него пластовой жидкости он имеет гидрозащиту, состоящую (Рисунок 3) из протектора 3, устанавливаемого между насосом и электродвигателем, и компенсатора 1, присоединяемого к нижней части электродвигателя.

  Над насосным агрегатом через две-три насоснокомпрессорные трубы устанавливают обратный клапан и еще через одну трубу - спускной клапан. Обратный клапан облегчает условия пуска насоса после его остановки, так как обеспечивает заполнение колонны насосно-компрессорных труб жидкостью. Спускной клапан позволяет перед подъемом насоса слить жидкость из насосно-компрессорных труб для облегчения подъема оборудования.

   Трансформатор служит для преобразования напряжения промысловой электросети, для обеспечения  оптимального напряжения на зажимах электродвигателя с учетом потерь в кабеле. Станция управления предназначена для ручного или автоматического пуска насосного агрегата, контроля за параметрами при эксплуатации и предохранения установки при возникновении аварийного режима. К вспомогательному оборудованию относятся: подвесной ролик, заправочный насос и приспособления для спускоподъемных операций.

 Соединение  узлов насосного агрегата: секций насоса, гидрозащиты и электродвигателя, фланцевое. Валы электродвигателя, протектора и насоса соединяются шлицевыми муфтами.

  В верхней части насоса предусмотрена  ловильная головка с резьбой для соединения с колонной насосно-компрессорных труб. Конструкция головки позволяет производить ловильные работы насосного агрегата при отвороте его от насосно-компрессорных труб или разрушении переводника в резьбовой части ловильной головки.

  Насосный агрегат с насосно-компрессорными трубами и кабелем подвешивают на оборудовании устья скважины, которое обеспечивает герметизацию кабеля и насосно-компрессорных труб, а также отвод жидкости и газа.

 Установки скважинных центробежных насосов (УЭЦН), эксплуатирующиеся в скважинах с различным внутренним диаметром обсадных колонн, имеют следующие обозначения: УЭЦН5 — эксплуатируются в скважинах с внутренним диаметром обсадной колонны не менее 121,7 мм; УЭЦН5А— не менее 130 мм;-УЭЦН6 —менее 144,3 мм; УЭЦН6А —не менее 148,3мм' В обозначениях: буквы «У» — установка (если после буквы «У» стоит цифра, то она обозначает порядковый номер модернизации установки); «Э» — с приводом от электродвигателя; «Ц» — центробежный насос; «Н» -нефтяной; следующая цифра и буква «А» обозначают условную габаритную группу, число после тире — номинальная подача, м³/сут; последнее число — напор, м, при номинальной подаче .

  Обозначение насоса аналогично обозначению установки, при этом первая буква «У» —  опускается. Например, скважинный центробежный насос с приводом от электродвигателя, 2-й модификации, для скважин с внутренним диаметром обсадной колонны не менее 121,7 мм, с подачей 130 м³/сут и напором 1200 м обозначается 2ЭЦН5-130-1200.

  В обозначении установок, поставляемых с насосами повышенной износостойкости, добавляется буква «И», а с насосами повышенной коррозионностойкости — буква «К», например, УЭЦНИ5, УЭЦНК5.

  Погружные электродвигатели обозначаются буквами  «ПЭД», а в случае секционного исполнения «ПЭДС» ,где буквы «П»— погружной «ЭД»— электродвигатель, «С»— секционный. Первое число после буквенного обозначения — номинальная мощность электродвигателя, кВт; второе число — наружный - диаметр корпуса электродвигателя, мм; следующая буква — обозначение модернизации электродвигателя; последние буква и цифра — изготовление электродвигателей в климатическом исполнении «В» категории 5 по ГОСТ 15150—69 (СТ СЭВ 460-77). Например, погружной электродвигатель секционный мощностью 90 кВт, с диаметром корпуса 117 мм, модернизации «А», исполнения «В» по 5-й категории размещения обозначается ПЭДС 90-117АВ5 .

   ПЭД питается электроэнергией  по трехжильному кабелю, спускаемому  в скважину параллельно с НКТ.  Кабель крепится к внешней  поверхности НКТ металлическими  поясками по два на каждую  трубу. Кабель работает в тяжелых условиях. Верхняя его часть находится в газовой среде, иногда под значительным давлением, нижняя—в нефти и подвергается еще большему давлению. При спуске и подъеме насоса, особенно в искривленных скважинах, кабель подвергается сильным механическим воздействиям (прижимы, трение, заклинивание между колонной и НКТ и т. д.). По кабелю передается электроэнергия при высоких напряжениях. Использование высоковольтных двигателей позволяет уменьшить ток и, следовательно, диаметр кабеля. Однако кабель для питания высоковольтного ПЭДа должен обладать и более надежной, а иногда и более толстой изоляцией. Все кабели, применяемые для УПЦЭН, сверху покрыты эластичной стальной оцинкованной лентой для защиты от механических повреждений. Необходимость размещения "кабеля по наружной поверхности ПЦЭН уменьшает габариты последнего. Поэтому вдоль насоса укладывается плоский кабель, имеющий толщину примерно в 2 раза меньше, чем диаметр круглого, при одинаковых сечениях токопроводящих жил.

       Все кабели, применяемые для УПЦЭН, делятся на круглые и плоские. Круглые кабели имеют резиновую (нефтестойкая резина) или полиэтиленовую изоляцию, что отображено в шифре: КРБК означает кабель резиновый бронированный круглый или КРБП—кабель резиновый бронированный плоский. При использовании полиэтиленовой изоляции в шифре вместо буквы Р пишется П: КПБК—для круглого кабеля и КПБП—для плоского.

    Круглый кабель крепится к  НКТ, а плоский — только  к нижним трубам колонны НКТ и к насосу. Переход от круглого кабеля к плоскому сращивается методом горячей вулканизации в специальных прессформах и при недоброкачественном выполнении такой сростки может служить источником нарушения изоляции и отказов. В последнее время переходят только к плоским кабелям, идущим от ПЭДа вдоль колонны НКТ до станции управления.

    Кабели обладают активным и  реактивным сопротивлением. Активное  сопротивление зависит от сечения  кабеля и частично от температуры.

В кабеле происходит потеря электрической мощности, обычно от 3 до 15 % общих потерь в установке. Потеря мощности связана с потерей напряжения в кабеле. Эти потери напряжения, зависящие от тока, температуры кабеля, его сечения и пр., вычисляются по обычным формулам электротехники. Они составляют примерно от 25 до 125 В/км. Поэтому на устье скважины напряжение, подаваемое к кабелю, всегда должно быть выше на величину потерь по сравнению с номинальным напряжением ПЭДа. Возможности такого повышения напряжения предусмотрены в автотрансформаторах или трансформаторах, имеющих для этой цели в обмотках несколько дополнительных отводов.

   Первичные обмотки трехфазных  трансформаторов и автотрансформаторов всегда рассчитаны на напряжение промысловой электросети, т. е. на 380 В, к которой они и подсоединяются через станции управления. Вторичные обмотки рассчитаны на рабочее напряжение соответствующего двигателя, с которым они связаны кабелем. Эти рабочие напряжения в различных ПЭДах изменяются от 350В (ПЭД10-103) до 2000 В (ПЭД65-117; ПЭД125-138). Для компенсации падения напряжения в кабеле от вторичной обмотки делается 6 отводов (в одном типе трансформатора 8 отводов), позволяющих регулировать напряжение на концах вторичной обмотки с помощью перестановки перемычек. Перестановка перемычки на одну ступень повышает напряжение на 30—60 В в зависимости от типа трансформатора.

  Все трансформаторы и автотрансформаторы немаслозаполненные с воздушным  охлаждением закрыты металлическим  кожухом и предназначены для установки в укрытом месте. Они комплектуются с подземной установкой, поэтому их параметры соответствуют данному ПЭДу.

  В последнее время трансформаторы находят более широкое распространение, так как это позволяет непрерывно контролировать сопротивление вторичной обмотки трансформатора, кабеля и статорной обмотки ПЭДа. При уменьшении сопротивления изоляции до устанозленной величины (30 кОм) установка автоматически отключается.

  При автотрансформаторах, имеющих прямую электрическую связь между первичной  и вторичной обмотками, такого контроля изоляции осуществлять нельзя.

  Трансформаторы и автотрансформаторы имеют к. п. д. около 98—98,5 %. Масса их в зависимости от мощности колеблется от 280 до 1240 кг, габариты от 1060Х420Х800 до 1550Х690Х1200 мм.

  Работа  УПЦЭН управляется станцией управления ПГХ5071 или ПГХ5072. Причем станция  управления ПГХ5071 применяется при автотрансформаторном питании ПЭДа, а ПГХ5072— при трансформаторном. Станции  ПГХ5071 обеспечивают мгновенное отключение установки при замыкании токоведущих элементов на землю. Обе станции управления обеспечивают следующие возможности контроля и управления работой УПЦЭН.

   1. Ручное и автоматическое (дистанционное)  включение и

отключение  установки.

  2. Автоматическое включение установки  в режиме самозапуска после восстановления подачи напряжения в промысловои сети. 

  3.  Автоматическую работу установки на периодическом режиме (откачка, накопление) по установленной программе с суммарным временем 24 ч.

  4. Автоматическое включение и отключение  установки в зависимости от давления в выкидном коллекторе при автоматизированных системах группового сбора нефти и газа.

   5. Мгновенное  отключение установки при коротких  замыканиях и при перегрузках по силе тока на 40%, превышающих нормальный рабочий ток.

   6.  Кратковременное отключение  на время до 20 с при перегрузках  ПЭДа на 20 % от номинала.

   7. Кратковременное (20 с) отключение  при срыве подачи жидкости  в насос.

  Двери шкафа станции управления имеют  механическую блокировку с блоком рубильников. Имеется тенденция к переходу на бесконтактные, герметически закрытые станции управления с полупроводниковыми элементами, которые, как показал опыт их эксплуатации, более надежны, не подвержены воздействию пыли, влаги и осадков.