Установки погружных центробежных насосов (УЭЦН)

Гидрозащита  открытого  типа  требует   применения   специальной   барьерной

жидкости плотностью до 21 г/см, обладающий физико-химическими  свойствами  с

пластовой жидкостью и маслом.

  Гидрозащита состоит из двух камер сообщенных трубкой.  Изменение  объемов

жидкого диэлектрика в двигателе компенсируется перетоком барьерной  жидкости

из одной камеры в другую. В гидрозащите закрытого

  типа  применяются  резиновые  диафрагмы.  Их  эластичность   компенсирует

изменение объема масла.

               1.3. Краткий обзор зарубежных схем и установок.

  Наиболее крупными фирмами, выпускающими погружные  центробежные  насосные

установки являются «Реда ламп», «Оил дайнемикс».

  Погружные центробежные насосы применяются  для  добычи  нефтепродуктов  в

ряден стран.

  Насосы имеют по 2 верхние и 2 нижние секции.

  Рассчитаны на работу в скважинах:

   - с температурой до 95С;

   - содержание мехпримесей не более 0,5г\л;

   - сероводорода до 1,25 г\л;

   - свободного газа на приеме насоса до 35%.

  После   определения   производительности   скважины   выбирается    насос

соответствующего размера.  Характеристиками  рабочего  колеса  центробежного

насоса являются большое давление  сверху  вниз  при  низком  уровне  дебита.

Чтобы продлить  срок  службы  насоса,  фирма  ОДИ  рекомендует  использовать

специальное оборудование, если предполагается значительное содержание  песка

– гофрированный резиновый подшипник  –  используется  для  осевой  поддержки

насоса. Резина обеспечивает прочную упругую поверхность осевого  подшипника.

Такая поверхность позволяет  частица  песка  перекатывается  по  поверхности

подшипника, не царапая ее. Канавки  обеспечивают  отвод  для  частиц  песка,

которые  затем  вымываются  из  подшипника.   Если   насос   теряет   осевую

стабильность,  вал  начинает  вращаться   эксцентрично,   что   приводит   к

увеличению  боковой  нагрузки  и  эксцентричному  вращению  опорных  шайб  и

сокращает срок службы насоса до нескольких часов.

  Опорные  модули  с  заполненными   опорными   колесами   и   подшипниками

обеспечивают осевую и радиальную поддержку  насоса  благодаря  износостойким

материалам, намного  тверже  песка,  устойчивым  к  воздействию  агрессивных

газовых и химических сред.

  Насосы фирмы ОДИ отличаются от других зарубежных образцов:

   - две опорные ступени насоса;

   - валы секций не имеют своей пяты и, упираясь,  друг  в  друга  образуют

     вал,  который  передает  осевую  нагрузку  на  пяту  расположенную   в

     протекторе;

   - валы соединяются между собой с помощью зацепления;

   - вал, общей длиной более 24 метров имеет только  одну  осевую  опору  в

     нижней части и подвергается продольному изгибу;

   - в каждой двенадцатой ступени размещены бронированные втулки.

    Фирма выпускает насос двух габаритов: 139.7 мм  и  177.8  мм  (диаметры

обсадных колонн) следующих типов ( таблица 1.1)

                                    Таблица 1.1.

|Тип       |Наружный       |Максимальная   |Номинальная|Допустимое   |

|насоса    |Диаметр,       |мощность на    |подача,    |давление на  |

|          |(мм)           |валу насоса,   |м/сут      |пяту,        |

|          |               |КВт            |           |м.в.ст.      |

|R 3       |               |               |30-50      |3862         |

|RC 5      |               |               |50-73      |             |

|RA 7      |               |               |90-125     |             |

|R 9       |               |               |109-133    |             |

|RC 12     |101,6          |200            |133-186    |             |

|R 14      |               |               |150-212    |             |

|RA 16     |               |               |186-239    |             |

|RA 22     |               |               |239-311    |             |

|R 32      |               |               |311-437    |2652         |

|R 38      |               |               |437-570    |1676         |

  Двигатель фирмы отличается конструкцией – число пазов ротора и статора 18

и 23 соответственно, у  других  соответственно  18  и  16.  Двигатели  очень

чувствительны к температуре, имеют малый температурный  запас.  Очень  важна

скорость обливающей  их  жидкости,  фирма  специально  оговаривает  диаметры

скважин,  в  которые  ставят  ее  двигатели.   Фирма   ODI   предусматривает

регуляторы частоты вращения двигателя и считается, что плавный пуск  защитит

двигатель, хотя есть вероятность того, что высокий ток  на  отдельных  фазах

может выбить пробки. В общем. Технические характеристики у двигателей  фирмы

ODI ниже, чем у отечественных двигателей.

  Фирма ODI скопировала советские протекторы ГД и 1Г51.  Она  использует  к

гидрозащите вихревые газосепараторы KGV и RGV, если  объем  свободного  газа

на приеме достигает 10%. Используются для  определения  влияния  повышенного

содержания  газа  на  работу   насоса   (рабочие   характеристики   вихревых

газосепараторов).

  Фирма ODI не является лучшей  фирмой,  представляющей  на  мировом  рынке

погружные центробежные насосы, но и не является плохой фирмой.

  Более конкретно о технических данных насосов  фирмы  ODI  представлено  в

приложении.

  При  разработке  конструкции  ступеней  насосов  фирма   уделяет   особое

внимание проблеме защиты от абразии.

  1.В ODI  используется  особая  конструкция  диффузора  во  всех  ступенях

насосов 55 и 70 серий для того, чтобы исключить попадание  песка  в  область

опорной втулки.

  Конструкция ступени фирмы ODI представлена на рис.1.4.

  1  –  балансная  гидравлическая   конструкция   устраняет   необходимость

балансных отверстий;

  2 - пьедестальная конструкция позволяет плавный проток жидкости в рабочее

колесо;

  3 – поскольку в нормальном режиме рабочее колесо давит на  опору  сверху,

такая конструкция препятствует  попаданию  песка  в  область  между  втулкой

рабочего о поры диффузора;

  4 – две опоры  с  феноловыми  шайбами  уменьшают  радиальную  нагрузку  и

увеличивают продолжительность службы шайб.

                          1.4.Аанализ работы ЭЦН..

                1.4.1.Анализ фонда ЭЦН по АО “Сургутнефтегаз”

                                                                Таблица 1.1.

|состо|вс|Т И П     О Б О Р У Д О В А Н И Я                               |

|яние |ег|                                                                |

|     |о |                                                                |

|     |  |ЭЦ|ЭЦ|ЭЦ|ЭЦН5|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|Цен|OD|ВН|ЦУ|про|

|     |  |Н5|Н5|Н5|-125|5М-|5-2|5А-|5А-|5А-|5А-|5А-|три|I |Н |НА|чие|

|     |  |-2|-3|-8|    |50 |50 |250|400|500|16 |25 |лиф|  |  |Р |   |

|     |  |0 |0 |0 |    |   |   |   |   |   |   |   |т  |  |  |  |   |

|Спуще|77|30|27|15|843 |389|360|148|73 |33 |17 |6  |105|38|42|0 |0  |

|но в |69|2 |  |35|    |1  |   |   |   |   |   |   |   |7 |  |  |   |

|скваж|  |  |  |  |    |   |   |   |   |   |   |   |   |  |  |  |   |

|ину  |  |  |  |  |    |   |   |   |   |   |   |   |   |  |  |  |   |

|В    |68|22|25|13|768 |337|333|139|65 |31 |8  |2  |105|37|41|0 |0  |

|работ|57|1 |  |72|    |2  |   |   |   |   |   |   |   |5 |  |  |   |

|е    |  |  |  |  |    |   |   |   |   |   |   |  |   |  |  |  |   |

|В    |91|81|2 |16|75  |519|27 |9  |8  |2  |9  |4  |0  |12|1 |0 |0  |

|прост|2 |  |  |3 |    |   |   |   |   |   |   |   |   |  |  |  |   |

|ое   |  |  |  |  |    |   |   |   |   |   |   |   |   |  |  |  |   |

                         1.4.2 Анализ фонда скважин.

                              1.4.3. По подаче.

  За последние годы было выпущено около 1042 насосов типа ЭЦН, из них :

  2,5% - ЭЦН 20

  38,9% - ЭЦН 50

  15,0% - ЭЦН 80

  12,1% - ЭЦН 125

  1,7% - ЭЦН 160

  7,6% - ЭЦН 200

  7,3% - ЭЦН 250

  2,5% - ЭЦН 360

  11,3% - ЭЦН 500

                              Таблица 1.2.

|Типоразмер       |Фонд             |Типоразмер       |Фонд             |

|                 |на 1.01.97       |                 |на 1.01.97       |

|ЭЦН 30           |25               |ЭЦН 200          |76               |

|ЭЦН 50           |389              |ЭЦН 250          |73               |

|ЭЦН 80           |150              |ЭЦН 360          |25               |

|ЭЦН 125          |121              |ЭЦН 500          |113              |

|ЭЦН 160          |17               |Всего            |989              |

  Импортного производства:

                            Таблица  1.3.

|Типоразмер       |Фонд             |Типоразмер       |Фонд             |

|                 |на 1.01.97       |                 |на 1.01.97       |

|R – 3            |6                |RA – 16          |1                |

|RC – 5           |9                |RA – 22          |1                |

|RA – 7           |5                |R – 32           |2                |

|R – 9            |6                |R – 32           |10               |

|RC – 12          |7                |Всего ODI        |53               |

|R - 14           |6                |                 |                 |

                              1.4.4.По напору.

  По напору насосы распределились следующим образом:

  35,7% - напор 1300 метров

  17,8 – напор 1200 метров

             напор 1400 метров

             напор 1700 метров

             напор 900 метров

             напор 750 метров

             напор 100 метров

  В настоящее время растет необходимость в напоре 1300, 1700, 1800 метров с

подачей 30.50 кубических метров.

                     1.5. Краткая характеристика скважин

  Скважины бурились на  месторождениях  кустовым  способом,  все  наклонно-

направленные. Средняя глубина до 3000 метров. Угол наклона скважины  до  45.

Глубина спуска насоса колеблется в пределах от 1200 до 1700 метров.

  Динамический уровень:

  -самый малый – устье;

  -самый большой – > 1000 метров.

  Динамический уровень в основном колеблется в пределах от 0 до 800 метров.

В настоящее время наблюдается все большее снижение уровня нефти в  скважинах

месторождений,  увеличение  числа  скважин  с  динамическим  уровнем  больше

одного километра.

  Распределение фонда УЭЦН по динамическим уровням за 1996 год представлено

в таблице 1.4.

                              Таблица 1.4.

|0-200    |201-400  |401-800  |801-1000 |>1000    |всего    |действ.  |

|         |         |         |         |         |         |фонд.    |

|193      |152      |389      |166      |115      |1015     |1115     |

|17,3%    |13,6%    |34,9%    |14,9%    |10,3%    |91,0%    |100%     |

                       1.6.Анализ неисправностей ЭЦН.

  На предприятиях используются как модульные, так  и  немодульные  насосные

установки.

  К   неисправностям   насосных   установок   можно    отнести    следующие

неисправности:

- реже всего  выходит  из  строя  гидрозащита,  основной  поломкой  является

прорыв резиновой диафрагмы;

- двигатели выходят из строя  из-за  пробоя  статора  нижнего  или  верхнего

оснований, а также коррозии корпуса;

- насос выходит из строя чаще всего  из-за  засорения  мехпримесями,  быстро

изнашивается вал насоса.

Распределение отказов УЭЦН по укрупненным причинам за 1997  год  представлен

в таблице 1.5.

                               Таблица 1.5.

|причины                   |НГДП            |

|Нет подачи                |200             |

|R - 0                     |1020            |

|Клин                      |15              |

|Негерметичность НКТ       |32              |

|прочие                    |48              |

|ВСЕГО                     |1315            |

  Причины отказа погружных насосов выглядят следующим образом:

                              Таблица 1.6.

|№    |Причины отказа                     |1996 г.      |1995 г       |

|1    |Мехповреждение кабеля              |71           |69           |

|2    |Засорение мехпримесями             |162          |118          |

|3    |Агрессивная среда                  |1            |7            |

|4    |Негерметичность НКТ                |14           |7            |

|5    |Несоответствие кривизны            |6            |27           |

|6    |Некачественное глушение            |2            |2            |

|7    |Электроснабжение                   |3            |6            |

|8    |Нарушение э/колонны                |1            |2            |

|9    |Некачественный монтаж              |29           |65           |

|10   |Полет ЭЦН                          |7            |1            |

|11   |Комплектация несоотв. заявке       |26           |18           |

|12   |Бесконтрольная эксплуатация        |39           |35           |

|13   |ГТМ                                |17           |4            |

|14   |Причина не выявлена НГДП           |59           |53           |

|15   |Прочие                             |91           |-            |

|Итого по вине НГДП                       |528          |414          |

|16   |Брак ремонта кабеля                |7            |12           |

|17   |Брак ремонта ПЭД                   |9            |8            |

|18   |Брак ремонта гидрозащиты           |1            |4            |

|19   |Брак ремонта насоса                |1            |-            |

|20   |Скрытый дефект оборудования        |31           |13           |

|21   |Причина не установлена ЭПУ         |3            |1            |

|Итого по вине ЭПУ                        |52           |38           |

|НДП + ЭПУ                                |             |             |

|Спорные                                  |             |             |

|Заводской брак                           |5            |14           |