Výpočet a výber výbavy ESP. Výber optimálneho režimu studní prevádzkovaných elektrickými ponornými čerpadlami

Odoslanie vašej dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

1. Charakteristika zariadení počas prevádzky vrtov ESP

elektrické odstredivé čerpadlo na vŕtanie studní

Inštalácie elektrických odstredivých čerpadiel sú určené na čerpanie z ropných vrtov vrátane kvapalín naklonených formácií obsahujúcich ropu, vodu a plyn a mechanické nečistoty. V závislosti od počtu rôznych komponentov obsiahnutých v čerpanej kvapaline majú čerpadlá zariadení štandardnú konštrukciu a verziu so zvýšenou odolnosťou proti korózii a opotrebovaniu.

Inštalácie elektrických odstredivých čerpadiel (ESP) sa spravidla používajú vo vysoko výnosných vrtoch, ktoré poskytujú najvyššiu účinnosť spomedzi všetkých mechanizovaných metód výroby ropy.

Pri prevádzke ESP, kde koncentrácia pevných látok v čerpanej kvapaline prekračuje povolenú hodnotu 0,1, dochádza k zanášaniu čerpadiel a intenzívnemu opotrebovaniu pracovných jednotiek. V dôsledku toho sa zvyšujú vibrácie, voda vstupuje do motora cez mechanické upchávky a motor sa prehrieva, čo vedie k poruche ESP.

Inštalácia ponorného elektrického odstredivého čerpadla na výrobu ropy (ESP) pozostáva z ponorného čerpacieho agregátu (elektromotor s hydraulickou ochranou, čerpadlo), káblového vedenia, potrubnej šnúry, zariadenia ústia vrtu a povrchového zariadenia: transformátora a riadiacej stanice alebo kompletného zariadenia.

Vysvetlenie symbolov inštalácií je uvedené na príklade U2ETsNI6-350-1100. Tu: U - inštalácia; 2 (1) - číslo modifikácie; E - poháňaný ponorným elektromotorom; C - odstredivé; N - čerpadlo; I - zvýšená odolnosť proti opotrebeniu (K - zvýšená odolnosť proti korózii); 6 (5; 5A) - inštalačná skupina; 350 - prietok čerpadla v optimálnom režime pre vodu v m 3 / deň; 1100 je tlak vyvinutý čerpadlom v metroch vodného stĺpca.

Jednotky ESP môžu produkovať formovaciu kvapalinu s obsahom sírovodíka do 1,25 g/l a konvenčná verzia s obsahom sírovodíka maximálne 0,01 g/l. Inštalácie UECNI môžu pracovať s médiami, kde obsah mechanických nečistôt dosahuje 0,5 g/l. Bežné inštalácie - s obsahom mechanických nečistôt nižším ako 0,1 g/l.

Jednotky skupiny 5 sú určené na prevádzku vrtov s vnútorným priemerom pažnicovej kolóny minimálne 121,7 mm, skupina 5A - 130,0 mm, skupina 6 - 144,3 mm a jednotky UETSN6-500-1100 a UETSN6-700-800 - s priemerom najmenej 148,3 mm.

Kritérium použiteľnosti ESP:

1 Priemysel vyrába čerpadlá na odsávanie kvapalín 1000 m3 za deň pri tlaku 900 m

3 Minimálny obsah vyrobenej vody do 99%

1.1 ESP pozemné vybavenie

Pozemné vybavenie zahŕňa riadiacu stanicu, autotransformátor, bubon s elektrickým káblom a zostavu ústia vrtu.

Elektrické vybavenie v závislosti od prúdového napájacieho obvodu zahŕňa buď kompletnú trafostanicu pre ponorné čerpadlá (KTPPS), alebo trafostanicu (TS), riadiacu stanicu a transformátor.

Elektrina z transformátora (alebo z KTPPN) do ponorného elektromotora je privádzaná káblovým vedením, ktoré pozostáva z povrchového prívodného kábla a hlavného kábla s predlžovacou šnúrou. Pripojenie uzemňovacieho kábla k hlavnému káblu káblového vedenia sa vykonáva v svorkovnici, ktorá je inštalovaná vo vzdialenosti 3-5 metrov od ústia vrtu.

Miesto pre umiestnenie pozemných elektrických zariadení je chránené pred záplavami počas povodňových období a v zime očistené od snehu a musí mať vstupy, ktoré umožňujú voľnú inštaláciu a demontáž zariadení. Zodpovednosť za prevádzkový stav lokalít a vstupov do nich nesie CDNG.

1.1.1 Riadiaca stanica

Pomocou riadiacej stanice sa vykonáva ručné ovládanie motora, automatické vypnutie jednotky pri zastavení dodávky kvapaliny, nulová ochrana, ochrana proti preťaženiu a vypnutie jednotky v prípade skratu. Počas prevádzky jednotky nasáva odstredivé prúdové čerpadlo kvapalinu cez filter inštalovaný na vstupe čerpadla a vytláča ju cez potrubie čerpadla na povrch. V závislosti od tlaku, t.j. výšky zdvihu kvapaliny sa používajú čerpadlá s rôznym počtom stupňov. Nad čerpadlom je inštalovaný spätný ventil a vypúšťací ventil. Spätný ventil slúži na údržbu hadičky, čo uľahčuje štartovanie motora a kontrolu jeho chodu po naštartovaní. Počas prevádzky je spätný ventil držaný v otvorenej polohe tlakom zospodu. Vypúšťací ventil je inštalovaný nad spätným ventilom a používa sa na vypúšťanie tekutiny z hadíc pri ich zdvíhaní na povrch.

1.1.2 Autotransformátor

Transformátor (autotransformátor) sa používa na zvýšenie napätia z 380 (poľná sieť) na 400-2000 V.

Transformátory sú chladené olejom. Sú určené na vonkajšie použitie. Na vysokej strane vinutia transformátora je vytvorených päťdesiat odbočiek, ktoré dodávajú elektromotoru optimálne napätie v závislosti od dĺžky kábla, zaťaženia motora a sieťového napätia.

Prepínanie kohútikov sa vykonáva s úplne vypnutým transformátorom.

Transformátor sa skladá z magnetického jadra, vinutia vysokého a nízkeho napätia, nádrže, krytu so vstupmi a expandéra so sušičom vzduchu.

Nádrž transformátora je naplnená transformátorovým olejom s prierazným napätím najmenej 40 kW.

Na transformátoroch s výkonom 100 - 200 kW je nainštalovaný termosifónový filter na čistenie transformátorového oleja od produktov starnutia.

Namontované na kryte nádrže:

Pohon spínača vinutia vinutia VN (jeden alebo dva);

Ortuťový teplomer na meranie teploty horných vrstiev oleja;

Odnímateľné priechodky VN a NN umožňujúce výmenu izolátorov bez zdvíhania odnímateľnej časti;

Konzervátor s ukazovateľom hladiny oleja a sušičom vzduchu;

Kovový box na ochranu vstupov pred prachom a vlhkosťou.

Sušič vzduchu s olejovým tesnením je určený na odstraňovanie vlhkosti a čistenie priemyselných nečistôt zo vzduchu vstupujúceho do transformátora počas kolísania teploty v hladine oleja.

1.1.3 Zariadenie ústia vrtu

Armatúry ústia studne sú navrhnuté tak, aby odviedli produkciu z vrtu do prietokového potrubia a utesnili medzirúrkový priestor.

Armatúry ústia vrtu pripraveného na spustenie ESP sú vybavené tlakomerom, spätným ventilom na potrubí spájajúcom medzikruží s výtlakom, komorou tlmivky (ak je to technologicky možné) a potrubím na testovanie. Zodpovednosť za implementáciu tohto bodu nesie CDNG.

Armatúry ústia vrtu, okrem funkcií vykonávaných vo všetkých výrobných metódach, musia zabezpečiť tesnosť vratnej leštenej tyče, ktorá sa v nej pohybuje. Posledne menované je mechanické spojenie medzi tyčovým stĺpom a hlavou vyvažovačky SK.

Armatúry ústia studní, rozdeľovače a prietokové potrubia so zložitými konfiguráciami komplikujú hydrodynamiku prúdenia. Zariadenia v blízkosti vrtov umiestnené na povrchu sú pomerne prístupné a dajú sa pomerne ľahko očistiť od usadenín najmä tepelnými metódami.

Armatúry ústia studní, cez ktoré sa čerpá voda do formácie, sa podrobia hydraulickému testovaniu spôsobom stanoveným pre armatúry vianočných stromčekov.

1.2 Podzemné vybavenie ESP

Podzemné vybavenie zahŕňa potrubie, čerpaciu jednotku a eklektický pancierový kábel.

Ponorná čerpacia jednotka sa spúšťa do studne potrubím a pozostáva z odstredivého viacstupňového čerpadla, ponorného elektromotora a chrániča.

Hriadele čerpadla a chrániča motora sú spojené spojkami.

1.2.1 Potrubie

Potrubie sa používa pri prevádzke a opravách ropných a plynových vrtov, ako aj vrtov na iné účely.

Menovitý vonkajší priemer rúrok: 60; 73; 89; 114 mm

Vonkajší priemer: 60,3; 73,0; 88,9; 114,3 mm

Hrúbka steny: 5,0; 5,5; 6,5; 7,0 mm

Silové skupiny: D, K, E

Z hľadiska presnosti a kvality sa hadica vyrába v dvoch verziách A a B podľa typu: hladká podľa GOST 633-80, TU 14-161-150-94, TU 14-161-179-97, API 5ST;

s koncami smerom von podľa TU 14-161-150-94, TU 14-161-173-97,

API 5ST; hladké, vysoko vzduchotesné podľa GOST 633-80, TU 14-161-150-94, TU 14-161-173-97; hladké s tesniacou jednotkou z polymérového materiálu podľa TU 14-3-1534-87; hladké, hladké, vysoko vzduchotesné so zvýšenou ťažnosťou a odolnosťou proti chladu podľa TU 14-3-1588-88 a TU 14-3-1282-84;

hladké, vysoko hermetické a s odkrytými koncami, odolné voči korózii v prostredí s aktívnym sírovodíkom, so zvýšenou odolnosťou proti korózii pri spracovaní kyselinou chlorovodíkovou a odolné voči chladu až do teploty mínus 60 °C podľa TU 14-161-150 -94, TU 14-161-173-97.

Typy závitových spojov:

Hladké rúry s trojuholníkovými závitmi a spojkami;

Rúry s odkrytými koncami s trojuholníkovými závitmi a spojkami (B);

Hladké, vysoko vzduchotesné rúry s trapézovými závitmi a spojkami (NKM);

Rúry s voľnými koncami, trapézové závity, bez spojky (NKB).

Závitové spojenia potrubí čerpadlo-kompresor poskytujú:

Priechodnosť stĺpov vo vrtoch zložitého profilu, a to aj v intervaloch intenzívneho zakrivenia;

Dostatočná pevnosť pre všetky typy zaťaženia a potrebná tesnosť spojov potrubných stĺpov;

Požadovaná odolnosť proti opotrebovaniu a udržiavateľnosť.

Potrubie čerpadla a kompresora sú navzájom spojené pomocou spojok so závitom. Rúry čerpadiel a kompresorov sa vyrábajú v súlade s GOST 633-80 a technickými špecifikáciami. Z hľadiska presnosti a kvality sa vyrábajú v dvoch verziách A a B.

Potrubné rúry sa používajú pri prevádzke ropných a plynových vrtov na prepravu kvapalín a plynov vo vnútri plášťových reťazcov, ako aj na opravy a zdvíhacie operácie.

Charakteristické vlastnosti

Systém sledovateľnosti zabezpečuje, že 100 % hadičiek vždy spĺňa kvalitu a požadované špecifikácie.

Potrubie čerpadla a kompresora sa vyrábajú v nasledujúcich prevedeniach a ich kombináciách:

Vysoko utesnené;

Odolné voči mrazu;

Odolné voči korózii;

S koncami smerom von;

S tesniacou jednotkou vyrobenou z polymérového materiálu;

S výraznými spojovacími značkami;

Štandardná verzia.

1.2.1.1 Výpočet priemeru rúrok

Priemer potrubí je určený ich priepustnosťou a možnosťou spoločného uloženia potrubí so spojkami, čerpadlom a kruhovým káblom v studni. Priemer potrubia sa volí podľa prietoku studňou na základe podmienky, že priemerný prietok v potrubiach by mal byť v rozsahu Vav = 1,2 – 1,6 m/s, pričom pre malý prietok sa použije nižšia hodnota. sadzby. Na základe toho sa určí plocha vnútorného potrubného kanála, m2,

a vnútorný priemer, cm,

kde Q je rýchlosť prietoku studňou, m3/deň;

V SR - zvolená hodnota priemernej rýchlosti. VCP = 1,5.

Na základe najbližšieho vnútorného priemeru sa vyberie štandardný priemer hadičky (tabuľka 1.1). Ak sa rozdiel ukáže ako významný, upraví sa V s p:

kde Fint je plocha vnútorného kanála vybranej štandardnej hadičky.

Tabuľka 1.1. Charakteristika potrubia

Menovitý priemer potrubia, mm	Vonkajší priemer D, mm	Hrúbka steny d, mm	Vonkajší priemer spojky D m, mm	Hmotnosť 1 lm, kg	Výška závitu h, mm	Dĺžka závitu k hlavnej rovine L, mm

1.2.2 Ponorné odstredivé čerpadlá

Rozsah použitia odstredivých čerpadiel pri ťažbe ropy je pomerne veľký: prietok 40-1000 m 3 /deň; tlakom 740-1800 a (pre domáce čerpadlá).

Tieto čerpadlá sú najúčinnejšie pri prevádzke v studniach s vysokým prietokom.

Pre ESP však existujú obmedzenia v dôsledku podmienok vrtu, napríklad vysoký faktor plynu, vysoká viskozita, vysoký obsah mechanických nečistôt atď.

Vytvorenie čerpadiel a elektromotorov v modulárnom dizajne umožňuje presnejšie zvoliť ESP podľa charakteristík vrtu z hľadiska prietokov a tlakov.

Všetky tieto faktory, berúc do úvahy ekonomickú uskutočniteľnosť, je potrebné vziať do úvahy pri výbere metód prevádzkovania studní.

Inštalácie ponorných čerpadiel sa spúšťajú do studne pomocou potrubia s nasledujúcimi priemermi: 60 mm pri prietoku kvapaliny Q č. do 150 m 3 /deň, 73 mm pri 150< Q» < 300 м 3 ,- сут. 89 мм при Q e >> 300 m 3 /deň. Vypočítané charakteristiky ESP sú uvedené pre vodu a pre špecifické kvapaliny (olej) sú špecifikované pomocou korelačných koeficientov.

Je samozrejmé, že je vhodné vybrať čerpadlo na základe prietokov a tlakov v oblasti najvyššej účinnosti a minimálneho požadovaného výkonu. Jednotky ESP dokážu spracovať kvapaliny s obsahom až 1,25 g/l H,S, zatiaľ čo bežné jednotky dokážu spracovať kvapaliny s obsahom až 0,01 g/l H:S.

Pre studne s obsahom mechanických nečistôt do 0,1 g/l v čerpanej kvapaline sa odporúčajú bežné čerpadlá; čerpadlá so zvýšenou odolnosťou proti opotrebeniu - pre studne s obsahom mechanických nečistôt v čerpanej kvapaline viac ako 0,1 g / l, ale nie viac ako 0,5 g / l; čerpadlá so zvýšenou odolnosťou proti korózii - pre studne s obsahom sírovodíka do 1,25 g l a hodnotou pH 6,0-8,5.

Na výber agresívnych formovacích kvapalín alebo kvapalín s výrazným obsahom mechanických nečistôt (piesok) sa používajú membránové čerpacie jednotky do vrtov. Sú to elektricky poháňané objemové čerpadlá.

Inštalácie ponorných odstredivých čerpadiel

Inštalácia ESP obsahuje jednotku ponorného elektrického čerpadla, ktorá kombinuje elektrický motor s hydraulickou ochranou a čerpadlom; káblové vedenie spustené do studne na zdvíhacie rúrky 4; zariadenie ústia vrtu typu OUEN 140-65 alebo armatúry na vianočný stromček

AFK1E-65x14; riadiacu stanicu a transformátor, ktoré sú inštalované vo vzdialenosti 20-30 od ústia vrtu. Elektrina je do motora privádzaná káblovým vedením. Kábel je pripevnený k čerpadlu a rúrkam pomocou kovových pásov. Spätné ventily a vypúšťacie ventily sú inštalované nad čerpadlom. Čerpaná kvapalina z vrtu vstupuje na povrch cez hadicový reťazec.

Ponorné elektrické čerpadlo, elektromotor a hydraulická ochrana sú navzájom spojené pomocou prírub a čapov. Hriadele čerpadla, motora a chrániča majú na koncoch drážky a sú spojené drážkovanými spojkami.

V závislosti od priečnej veľkosti jednotky ponorného elektrického čerpadla sú inštalácie rozdelené do troch podmienených skupín: 5, 5A a 6 (tabuľka 1.2).

Zoberme si označenie inštalácie pomocou príkladu 1U9ETsN5A-250-1400:

1 - sériové číslo modifikácie inštalácie; U - inštalácia; 9 - sériové číslo úpravy čerpadla; E - pohon z ponorného elektromotora; C - odstredivé; N - čerpadlo; 5A - čerpacia skupina; 250 - zásoba, m 3 / deň;

1400 - hlava, m.

Sekcionálne, viacstupňové ponorné čerpadlo s pracovnými stupňami malého priemeru - obežné kolesá a vodiace lopatky. Ponorné čerpadlá používané v ropnom priemysle majú od 145 do 400 stupňov.

Čerpadlo sa skladá z jednej alebo viacerých sekcií spojených navzájom pomocou prírub. Úsek má dĺžku do 5,5 m.

Tabuľka 1.2

Dĺžka čerpadla je určená počtom pracovných stupňov a sekcií, ktorý závisí od parametrov čerpadla - prietoku a tlaku. Do telesa čerpadla je vložený balík stupňov, ktorý pozostáva zo zmontovaných obežných kolies a vodiacich lopatiek. Obežné kolesá sú namontované na hriadeli na pozdĺžnom perovom pere pozdĺž bežiaceho uloženia a môžu sa pohybovať v axiálnom smere. Vodiace lopatky sú upnuté v puzdre medzi základňou a hornou maticou.

Na spodku puzdra je pripevnená základňa čerpadla so vstupnými otvormi a filtračnou sieťkou, cez ktorú prúdi kvapalina zo studne do prvého stupňa čerpadla. V hornej časti čerpadla je nainštalovaná rybárska hlava so spätným ventilom, ku ktorej sú pripevnené hadičky.

1.2.2.1 Stanovenie požadovaného tlaku ESP

Požadovaný tlak sa určuje z rovnice podmienených charakteristík vrtu:

kde h ST je statická hladina tekutiny v studni, m; -- depresia, m; h tr -- strata tlaku v dôsledku trenia v potrubí; h Г -- rozdiel geodetických výšok separátora a ústia vrtu; h c -- strata tlaku v separátore.

Depresia sa určuje, keď sa exponent rovnice prítoku rovná jednej:

kde K je koeficient produktivity vrtu, m3/deň*MPa; - hustota kvapaliny, kg/m3; g = 9,81 m/s2.

Strata tlaku trením v potrubí, m, je určená vzorcom:

kde L je hĺbka poklesu čerpadla, m.

h je hĺbka ponorenia čerpadla pod dynamickú hladinu;

Vzdialenosť od studne k separátoru, m; - koeficient hydraulického odporu.

Koeficient sa určuje v závislosti od počtu a relatívnej hladkosti rúr:

kde je kinematická viskozita kvapaliny, m 2 /s;

kde je drsnosť stien rúr, rovná sa 6,1 mm pre rúry nekontaminované usadeninami solí a parafínom.

Spôsob, ako ho určiť, je vypočítať ho pomocou Reynoldsovho čísla bez ohľadu na drsnosť:

Strata hlavy na prekonanie tlaku v separátore:

kde p c je pretlak v separátore.

Nahradením vypočítaných hodnôt a vopred špecifikovaných hodnôt do vzorca (4) nájdeme požadovaný tlak pre danú studňu.

Výber čerpadla:

ETsNI5-130-1200

Nominálny prietok: 130 m 3 /deň

Prevýšenie: 1165 m

Počet krokov - 260

Podľa tabuľky 1.3. vyberte ESP s počtom stupňov

Tabuľka 1.3 Charakteristiky ponorných odstredivých čerpadiel

Kód čerpadla	Nominálny	Pracovná oblasť		Počet krokov	Hmotnosť, kg
	Zásoba, m 3 /deň		Dodávka m3/deň
ETsNI5-40-850 ETsNI5-40-950
ETsNI5-80-1550
ESP5-130-1200 ETsNI5-130-1200
ETsNI5A-100-1350
ESP5A-160-1100 ESP5A-160-1400
ESP5A-250-800 ESP5A-250-1000
ESP5A360-600 ESP5A-360-700 ESP5A-360-850
ETsNI6-100-900 ESP6-100-1500 ETsNI6-100-1500
ETsNI6-160-750 ESP6-160-1100 ETsNI6-160-1100 ESP6-160-1450 ETsNI6-1601450
ETsNI6-250-800 ESP6-250-1050 ETSNi6-250-1050 ESP6-250-1400
ESP-6-500-450 ETsNI6-500-450 ETsNI6-500-750

Tabuľka 1.4. Parametre ESP v modulárnom prevedení

Kód čerpadla	Nominálny	Pracovná oblasť		Počet stúp	kW
	Zásoba, m 3 /deň		Zásoba, m 3 /deň
ETsNM5-50-1300 ETsNMK5-50-1300 ETsNM5-50-1700 ETsNMK5-50-1700
ETsNM5-80-1200 ETsNMK5-80-1200 ETsNM5-80-1400 ETsNMK5-80-1400 ETsNM5-80-1550 ETsNMK5-80-1550 ETsNM5-80-1800 ETsNMK5-80-1800
ETsNMK5-125-1000 ETsNM5-125-1000 ETsNMK5-125-1200 ETsNM5-125-1200 ETsNMK5-125-1300 ETsNM5-125-1300 ETsNMK5-125-1800 ETsNM5-125-1800
ETsNM5-200-800 ETsNM5-200-1000 ETsNM5-200-1400
ETsNM5A-160-1450 ETsNMK5A-160-1450 ETsNM5A-160-1600 ETsNMK5A-160-1600 ETsNM5A-160-1750 ETsNMK5A-160-1750
ETsNM5A-250-1000 ETsNMK5A-250-1000 ETsNM5A-250-1100 ETsNMK5A-250-1100 ETsNM5A-250-1400 ETsNMK5A-250-1400 ETsNM5A-250-1700 ETsNMK5A-250-1700
ETsNM5A-400-950 ETsNMK5A-400-950 ETsNM5A-400-1250 ETsNMK5A-400-1250
ETsNM5A-500-800 ETsNMK5A-500-800 ETsNM5A-500-1000 ETsNMK5A-500-1000
ETsNM6-250-1400 ETsNMK6-250-1400 ETsNM6-250-1600 ETsNMK6-250-1600
ETsNM6-500-1150 ETsNMK6-500-1150
ETsNM6A-800-1000 ETsNMK6A-800-1000
ETsNM6A-1000-900 ETsNMK6A-1000-900

Odstredivé čerpadlo

Odstredivé čerpadlo je poháňané špeciálnym olejom plneným ponorným asynchrónnym trojfázovým striedavým elektromotorom s vertikálnym rotorom nakrátko typu PED.

Motor sa skladá zo statora, rotora, hriadeľa hlavy a základne. Teleso statora je vyrobené z oceľovej rúry so závitovými koncami na spojenie hlavy motora a základne.

Stator je zostavený z aktívneho a nemagnetického vrstveného plechu s drážkami, v ktorých je umiestnené vinutie. Fázy vinutia sú spojené do hviezdy.

Výstupné konce vinutia statora sú pripojené ku káblu cez špeciálnu izolačnú zástrčkovú spojku pre káblový vstup.

Motor sa skladá zo statora, rotora, hriadeľa hlavy a základne.

Teleso statora je vyrobené z oceľovej rúry so závitovými koncami na spojenie hlavy motora a základne.

Motor je naplnený špeciálnym nízkoviskóznym olejom na chladenie a mazanie (s vysokou dielektrickou pevnosťou).

Stator je zostavený z aktívneho a nemagnetického vrstveného plechu s drážkami, v ktorých je umiestnené vinutie. Fázy vinutia sú spojené do hviezdy. Výstupné konce vinutia statora sú pripojené ku káblu cez špeciálnu izolačnú zástrčkovú spojku pre káblový vstup.

Viacdielny rotor motora s klietkou nakrátko pozostáva z magnetických jadier striedajúcich sa s klznými ložiskami. Pozdĺž osi hriadeľa je vytvorený kanál na zabezpečenie cirkulácie oleja v dutine motora. V drážkach jadier sú umiestnené medené tyče, ktoré sú na koncoch privarené krúžkami na spojenie nakrátko.

Sekčný elektromotor pozostáva z dvoch

sekcie - horné a spodné, z ktorých každá má rovnaké hlavné komponenty ako jednosekčný motor, ale konštrukčne sú tieto komponenty vyrobené inak.

Chránič má dve komory naplnené pracovnou kvapalinou elektromotora Komory sú oddelené elastickým prvkom - gumovou membránou s mechanickými tesneniami. Hriadeľ chrániča sa otáča v troch ložiskách a spočíva na hydrodynamickej pätke, ktorá vníma axiálne zaťaženie. Tlak v chráničke sa vyrovnáva s tlakom v studni cez spätný ventil umiestnený v spodnej časti chráničky.

Kompenzátor pozostáva z komory tvorenej elastickým prvkom - gumovou membránou, naplnenou pracovnou kvapalinou elektromotora.

Dutina za membránou komunikuje so studňou cez otvory

Káblové vedenie, ktoré dodáva elektrickú energiu elektromotoru ponorného odstredivého elektrického čerpadla, pozostáva z hlavného napájacieho kábla, plochého kábla s ním spojeného a káblovej vstupnej spojky na pripojenie k elektromotoru. V závislosti od účelu môže káblové vedenie obsahovať kábel KPBK (ako hlavný).

1.2.2.2 Výpočet a výber odstredivého čerpadla

Výber čerpadla pre daný prietok, požadovaný tlak a priemer ťažobnej kolóny vrtu sa robí podľa charakteristík ponorných odstredivých čerpadiel (tabuľka 1.2. alebo tabuľka 1.3.). Treba mať na pamäti, že v súlade s charakteristikami ESP sa tlak čerpadla zvyšuje s poklesom prietoku a účinnosť má výrazné maximum.

Vzhľadom na to, že tabuľkové charakteristiky (tabuľka 1.3. alebo tabuľka 1.4.) sú zostavené pre vodu, tabuľkové hodnoty tlaku by sa mali meniť v súlade s hustotou skutočnej kvapaliny podľa pomeru:

kde Nin je tabuľková hodnota tlaku ESP; r in - hustota sladkej vody; .rz - hustota skutočnej kvapaliny.

Na spojenie charakteristík studne a čerpadla sa používajú dve metódy.

1. Na výstupe zo studne je inštalovaná armatúra, na prekonanie dodatočného odporu, ktorej sa využíva pretlak čerpadla DH=H-H c. Táto metóda je však jednoduchá, ale nie ekonomická, pretože znižuje účinnosť čerpadla a inštalácie ako celku.

2. Druhá metóda zahŕňa demontáž čerpadla a odstránenie nepotrebných stupňov. Táto metóda je náročná na prácu, ale je najhospodárnejšia, pretože účinnosť čerpadla sa nemení. Počet stupňov, ktoré je potrebné odstrániť z čerpadla, aby sa dosiahol požadovaný tlak, sa rovná

kde N w je tlak čerpadla podľa jeho charakteristík, zodpovedajúci rýchlosti prietoku vrtu; N s - požadovaný tlak v studni; z -- počet stupňov čerpadla.

1.2.3 Ponorné motory

Ponorné elektromotory (SEM) sa používajú ako pohon pre ESP a sú dostupné vo veľkostných skupinách: 103 a 117 mm, s výkonom od 12 do 300 kW.

Široká škála vyrábaných SED rôzneho výkonu vám umožňuje vybrať najoptimálnejšiu kombináciu „motor-čerpadlo“, aby sa zabezpečila prevádzka inštalácie s najvyššou možnou účinnosťou. Technológia výroby určuje vysokú kvalitu a spoľahlivosť ponorných elektromotorov vyrábaných spoločnosťou JSC BENZ.

Stator je vyrobený s uzavretou drážkou, ktorá zvyšuje čistotu vnútornej dutiny motora a umožňuje úspešné použitie izolácie drážky vo forme rúrky. Rotor elektromotora využíva originálne ložiská, ktoré sú mechanicky zaistené proti otáčaniu a zároveň si zachovávajú možnosť ľahkého pohybu po osi hriadeľa.

Použitie špeciálnych elektrických materiálov umožňuje prevádzku ponorných motorov pri teplotách formovacej kvapaliny až do 120 ° C a vo vysoko tepelne odolných verziách - až do 150 ° C.

Po montáži na špeciálnych stojanoch, kde sa kontroluje kvalita jednotlivých komponentov, je elektromotor testovaný na stanici, za podmienok blízkych skutočným, vrátane ohrevu na prevádzkové teploty. 100% motorov je testovaných, po testovaní sú všetky rozobraté a dôkladne skontrolované. Izolačný odpor sa monitoruje pomocou indexu polarizácie.

Ponorný elektromotor je neoddeliteľnou súčasťou ponornej čerpacej jednotky, ktorej súčasťou je aj čerpadlo, vypúšťacie a spätné ventily. Hlavnou podmienkou pre dlhodobú neprerušovanú prevádzku ponorného elektromotora je jeho hydraulická ochrana, pretože počas prevádzky je úplne ponorený do čerpacieho média. Kvapalina môže byť veľmi odlišná – od vody, zmesi soli a vody až po olej a jeho zmesi s vodou a plynmi. Prostredie je teda často agresívne, čo vedie k rýchlej korózii. Preto sa pri výrobe ponorného elektromotora najväčšia pozornosť venuje hydraulickej ochrane. Ponorné elektromotory na výrobu ropy sa vyrábajú v širokej škále prevedení s výkonom od 10 do 1600 k. Ako teda motor funguje pri teplotách do 90? Existujú špeciálne tepelne odolné verzie elektromotora (do +140? C). Keďže motor pracuje úplne ponorený do kvapaliny, jednou z hlavných podmienok spoľahlivej prevádzky je jeho tesnosť. Motor je naplnený špeciálnym olejom, ktorý slúži ako na chladenie motora, tak aj na mazanie dielov.

Elektromotor využíva:

stator s vyrovnávaním vnútorného vyvŕtania;

žiaruvzdorné prúdové olovené bloky (do +220 (C) s fixáciou;

ložiská rotora vyrobené z nemagnetickej liatiny;

trecia dvojica v častiach skrine, ložiská rotora, tepelne upravená oceľ - kov fluoroplast;

hriadeľ rotora so stredovými a axiálnymi otvormi, je tu okruh cirkulácie oleja;

puzdrá pre ložiská rotorov a ložiská častí skrine s axiálnymi otvormi na mazanie.

1.2.3.1 Výpočet a výber elektromotora

Požadovaný (čistý) výkon motora, kW, sa určuje podľa vzorca:

kde je účinnosť čerpadla podľa jeho prevádzkových charakteristík a je najvyššia hustota čerpanej kvapaliny.

Vzhľadom na to, že účinnosť prenosu z motora na čerpadlo (cez chránič) je 0,92--0,95 (klzné ložiská), určíme požadovaný výkon motora:

Najbližšiu väčšiu výkonovú štandardnú veľkosť elektromotora vyberáme podľa tabuľky 1.5 s prihliadnutím na priemer výrobnej struny (140mm-103mm; 146mm-117mm; 168mm-123mm).

Výkonová rezerva je potrebná na prekonanie vysokých rozbehových momentov ESP.

Výkon - 40 kW

Napätie - 1000V

Prúdová sila - 40A

rýchlosť chladenia - 0,12m

teplota -55C

dĺžka - 6,2m

hmotnosť - 335 kg

Tabuľka 1.5. Charakteristika ponorných motorov

Elektromotor	Nominálny			Rýchlosť chladenia kvapaliny, m/s	Teplota okolia, °C		Hmotnosť, kg
	Výkon, kW	Napätie, V	Sila prúdu, A

1.2.4 Káblové vedenie

Káblové vedenie zabezpečuje napájanie elektromotora. Kábel je pripevnený k hadici pomocou kovových koliesok. Kábel je po celej dĺžke čerpadla a chrániča plochý, je k nim pripevnený kovovými kolieskami a chránený pred poškodením krytmi a svorkami. Kontrolné a vypúšťacie ventily sú inštalované nad sekciami čerpadla. Čerpadlo čerpá tekutinu zo studne a dodáva ju na povrch cez hadicový reťazec.

Kábel vedie z hornej časti motora na stranu čerpadla/tesnenia a je pripevnený k vonkajšiemu povrchu každého potrubia pozdĺž celej dĺžky zdvíhacej šnúry od motora k ústiu vrtu a potom k elektrickej rozvodnej skrini. . Kábel pozostáva z troch žíl chráneného a izolovaného súvislého drôtu. Kvôli obmedzenému priestoru okolo čerpadla/tesnenia sa medzi motorom a hadičkou nad čerpadlom používa plochý kábel. V tomto bode je prepojený lacnejším okrúhlym káblom, ktorý siaha až do úst. Kábel môže mať kovový plášť, ktorý ho chráni pred poškodením.

Káblové vedenie, t.j. kábel navinutý na bubne, ku ktorého základni je pripevnený nástavec - plochý kábel s káblovou vstupnou objímkou. Každé jadro kábla má izolačnú vrstvu a plášť, vankúše vyrobené z pogumovanej tkaniny a pancier. Tri izolované jadrá plochého kábla sú položené paralelne v rade a okrúhly kábel je skrútený pozdĺž špirálovej línie. Káblový zväzok má unifikovanú káblovú vstupnú spojku K 38, K 46 okrúhleho typu. V kovovom obale sú spojky hermeticky utesnené pomocou gumového tesnenia a hroty sú pripevnené k vodivým vodičom.

Kábel je pripevnený k rúram pomocou oceľových pásov vo vzdialenosti 200-250 mm od horného a spodného konca spojky. Po spustení dvoch alebo troch potrubí nainštalujte spätný ventil.

Kábel skrútený okolo rúrok zväčší celkovú priemernú veľkosť ponornej časti inštalácie a môže dôjsť k mechanickému poškodeniu pri zostupe.

1.2.4.1 Výpočet a výber elektrického kábla

Prierez jadra kábla sa volí podľa menovitého prúdu elektromotora na základe hustoty i prevádzkového prúdu v tomto kábli:

kde I je menovitý prúd elektromotora, A; i=5 - prípustná prúdová hustota, A/mm 2.

Pri výbere kábla by ste mali brať do úvahy okolitú teplotu a tlak a prípustné napätie (tabuľka 1.5.).

Ak je vo vyrobenej kvapaline rozpustený plyn, treba dať prednosť káblu s polyetylénovou a elastomérovou izoláciou, pretože neabsorbuje plyn rozpustený v oleji a pri stúpaní na povrch sa ním nepoškodzuje. Ak sú v studni korozívne látky, uprednostňuje sa kábel s fluoroplastovou izoláciou (tabuľka 1.5.).

Straty výkonu v kábli sú určené vzorcom:

kde I je prevádzkový prúd v elektrickom motore, A; L k - dĺžka kábla, m; R - odpor kábla, Ohm/m,

kde je merný odpor medi pri teplotnom koeficiente pre meď; t 3 =50 0 C - teplota na vstupe na vstupe čerpadla; S je prierezová plocha jadra kábla.

Celková dĺžka kábla by sa mala rovnať hĺbke chodu čerpadla plus vzdialenosť od studne k riadiacej stanici a malá rezerva na opravu kábla (l p = 100 m):

Tabuľka 1.5 Hlavné charakteristiky káblov

	Počet x plocha prierezu žíl, mm 2	Maximálne vonkajšie rozmery, mm	Nominálna konštrukcia	Odhadovaná hmotnosť, kg/km	Prevádzkové napätie, V
	Základy	ovládanie
				300 a násobky
				100 a krát
				100 a krát

2. Bezpečnostné opatrenia a ochrana životného prostredia počas prevádzky vrtov ESP

Hlavnými bezpečnostnými ustanoveniami pri prevádzke studní s elektrickými odstredivými čerpacími jednotkami sú oplotenie pohyblivých častí čerpacieho stroja a správna implementácia požiadaviek na opravy. So zavedením jednorúrkového systému na zber a prepravu produktov ropných vrtov sa kladú vážne požiadavky na vybavenie ústia vrtu. Pri relatívne vysokých tlakoch v ústí vrtu (2,0 MPa a viac) musí mať zariadenie dostatočnú bezpečnostnú rezervu. Je potrebné prevádzkovať len štandardné zariadenia ústia vrtu, odskúšané a akceptované do sériovej výroby, najmä upchávky ústia vrtu so samonastavovacou hlavou typu SUS1-73-25, určené pre pracovný tlak 2,5 MPa a SUS2-73-40. pre tlak 4,0 MPa .

Pri inštalácii a prevádzke čerpacích strojov sa kladú tieto základné bezpečnostné požiadavky:

1. Hojdací stroj musí byť inštalovaný pod vedením skúseného majstra alebo majstra pomocou inštalačných nástrojov alebo žeriavu.

2. Všetky pohyblivé časti stroja musia byť chránené.

3. Keď je vyvažovacia hlava v spodnej polohe, vzdialenosť medzi priečnym závesom tyče upchávky a tesnením ústia vrtu musí byť aspoň 20 cm.

4. Ručné otáčanie ozubenej remenice a jej brzdenie umiestnením rúrky, páčidla alebo iných predmetov je zakázané.

5. Je zakázané odstraňovať klinový remeň pomocou pák: remeň namontujte a odstráňte pohybom elektromotora.

6. Práce súvisiace s kontrolou alebo výmenou jednotlivých častí stroja sa musia vykonávať pri odstavenom stroji.

7. Pred spustením čerpacieho stroja by ste sa mali uistiť, že stroj nie je brzdený, že sú nainštalované a zaistené ochranné kryty a že sa v nebezpečnej zóne nenachádzajú žiadne neoprávnené osoby.

8. Pred začatím opravných prác na inštalácii musí byť pohon vypnutý a na štartovacom zariadení musí byť pripevnený plagát „Nezapínať pracujúcich ľudí“. Na studniach s automatickým a diaľkovým ovládaním musí mať štartovacie zariadenie štít s nápisom „Pozor! Štart je automatický."

Pri údržbe elektrického pohonu musí personál používať dielektrické rukavice. Elektrická odstredivá čerpacia jednotka musí byť pred uvedením do prevádzky uzemnená. Ako uzemňovací vodič elektrických zariadení je potrebné použiť studničný vodič, ktorý musí byť spojený s kostrou stroja dvoma uzemňovacími vodičmi (každý o priereze 50), privarenými v rôznych bodoch vodiča a rámu, prístupné na kontrolu. Uzemňovací vodič môže byť kruhový, plochý, hranatý alebo iný oceľový profil, okrem lana. Na ochranu pred úrazom elektrickým prúdom pri údržbe hojdacieho stroja sa používajú izolačné stojany.

Záver

ESP sú určené na čerpanie formovacej kvapaliny z ropných vrtov a používajú sa na vynútenie odberu kvapaliny. Zariadenia patria do skupiny produktov II, typ I podľa GOST 27.003-83.

Inštalácie ESP elektrických odstredivých čerpadiel (ESP) sa spravidla používajú vo vysoko výnosných vrtoch, ktoré poskytujú najvyššiu účinnosť spomedzi všetkých mechanizovaných metód výroby ropy.

Priemysel vyrába čerpadlá s tlakmi od 450 do 1500 m.

Tlak sa určuje podľa vzorca:

Výkon určujeme:

Ako výsledok vykonaných výpočtov získame:

Čerpadlo: ETsNI5-130-1200

Nominálny posuv: 130

Počet krokov - 260

Elektromotor: PED40-103

Záver

Po absolvovaní tejto kurzovej práce som si upevnil a prehĺbil nadobudnuté vedomosti a aplikoval ich pri riešení konkrétnych teoretických a praktických problémov; získali ďalšie zručnosti v práci s referenčnou a vedeckou literatúrou.

Referencie

1.Andreev V.V. Urazakov K.R. „Príručka o produkcii ropy a plynu“ - 1998

2. Základy podnikania s ropou a plynom: Učebnica. E.O. Antonová, G.V. Krylov, A.D. Prochorov, O.A. Stepanov -M.: 2003.-307 s.: chor.

3. Korshak A.A., Shammazov A.M. Základy obchodu s ropou a plynom: Učebnica. - 2. vydanie, dodatočné a opravené. -Ufa: Design PolygraphService, 2002.-544s.

4. Miščenko I.T. Ťažba ropy. Učebnica pre vysoké školy. - M.: Federal State Unitary Enterprise Publishing House "Oil and Gas" Ruská štátna univerzita ropy a zemného plynu pomenovaná po. ONI. Gubkina, 2003.

5. Molčanov G.V., Molchanov A.G. Autá. Vŕtacie zariadenie. Adresár v 2 zväzkoch. /Abubakirov V.F., Arkhangelsky V.L. atď./ -- M.: Nedra, 2000.

Uverejnené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Všeobecná charakteristika poľa Khokhryakovskoye a história jeho vývoja. Štruktúra ropných ložísk, jej vlastnosti a zloženie plynu. Analýza a výber vrtov vybavených na poli Khokhryakovskoye. Príčiny porúch zariadení a možné spôsoby ich odstránenia.

práca, pridané 9.10.2010


Fyzikálno-chemické vlastnosti formovacích tekutín. Charakteristika energetického stavu produktívnych útvarov. No skladová štruktúra. Štúdium škodlivých účinkov rôznych faktorov na prevádzku elektrických odstredivých čerpadiel, odporúčania na ich odstránenie.

práca, pridané 24.06.2015


Stručná charakteristika ložiskového územia, litologický a stratigrafický popis. Fyzikálno-chemické vlastnosti zásobníkových kvapalín a plynov. Analýza technologických ukazovateľov rozvoja odboru. Komplikácie pri prevádzke studne.

kurzová práca, pridané 25.01.2014


Druhy vrtov, spôsoby ťažby ropy a plynu. Otvorenie formácie počas vŕtania. Dôvody prechodu plynu a ropy do otvorených fontán. Všeobecné opravy studní. Kontrola a príprava vrtu. Výmena elektrického odstredivého čerpadla.

návod, pridané 24.03.2011


Geologická štruktúra poľa Prirazlomnoye. Účinnosť a rozsah inštalácií elektrických odstredivých ponorných čerpadiel. Konštrukčné rozdiely medzi domácimi a zahraničnými ponornými čerpadlami. Čerpadlá odolné voči opotrebovaniu.

diplomová práca, pridané 10.10.2012


Všeobecné charakteristiky použitia elektrických ponorných odstredivých čerpadiel pri prevádzke studní. Popis základnej schémy tejto inštalácie. Výber hĺbky ponorenia a výpočet separácie plynu na vstupe čerpadla. Stanovenie požadovaného tlaku.

prezentácia, pridané 09.03.2015


Určenie konštrukcie studne, počtu pažníc, ich dĺžky a priemeru. Výber bitov; výpočet pevnosti stĺpca; výpočet spotreby cementu a času cementovania, počet jednotiek. Bezpečnostné opatrenia pri vŕtaní a prevádzke studne.

kurzová práca, pridané 28.05.2015


Stručná geografická a geologická charakteristika ložiska Rogozhnikovskoye. Popis produktívnych formácií. Vlastnosti formovacích kvapalín a plynov. Analýza prevádzky studní, zariadenie na inštaláciu ponorného elektrického odstredivého čerpadla.

kurzová práca, pridané 12.11.2015


Štúdium vlastností studňovej prevádzky s tyčovými a beztyčovými ponornými čerpadlami. Charakteristika úlohy fontánových rúr. Vývoj, vybavenie a uvedenie do prevádzky prietokových studní. Inštalácia a hlavné komponenty ponorného odstredivého elektrického čerpadla.

test, pridané 7.12.2013


Technológia vývoja studne po stimulácii prítoku. Opis zariadenia potrebného na čistenie oblasti dna formácie pomocou kyslého zloženia. Postupnosť práce pomocou elektrických odstredivých čerpadiel. Výpočet nákladov a ziskov.

c) chyby pri výbere zariadení v dôsledku nedostatočných geologických informácií.

Periodická zásoba UNP-1 sa znížila o 18 vrtov

V 3 jamkách sa previedli do konštantného režimu pomocou NPS, v 15 jamkách sa zmenila štandardná veľkosť ESP a 34 jamiek sa prenieslo do PPD.

Opatrenia na zníženie pravidelného fondu v roku 2005

1) Vytvorenie zaplavovacieho systému (presun 20 vrtov na udržiavanie tlaku v nádrži.

2) Optimalizácia prevádzkového režimu studní s ESP (zníženie nízkokapacitných jednotiek).

3) Zavedenie dovážaných skrutkových čerpadiel.

4) Pokračujte v implementácii ESP s TMS, aby ste predišli chybám pri výbere zariadenia

Koeficient posuvu ESP sa pohybuje od 0,1 do 1,7 (tabuľka 5.5.). Približne 75 % inštalácií pracuje v takmer optimálnom režime (kapacita = 0,6–1,2).

Tabuľka 5.5. Distribúcia koeficientu podávania ESP na poli Khokhryakovskoye

Zo 49 vrtov pracujúcich s prietokom 0,1 až 0,4 je hlavný počet (25 vrtov) v pravidelnej prevádzke. Pre studne č. 154, 278, 1030, 916, 902 a 3503 sa odporúča vykonať audit podzemného zariadenia a potrubia.

Zoznam vrtov pracujúcich s prietokom väčším ako 1,2 je uvedený v tabuľke 3.6.7. Z nich boli jamky č. 130, 705, 163, 785, 1059 optimalizované pre väčšiu veľkosť ESP.

Tabuľka 5.6. Zoznam studní s prívodom K viac ako 1.2

No nie.	Typ čerpadla	Predložiť	Q kvapalina	P vrstva, MPa	N din, m	Hĺbka uvoľnenia čerpadla
702	50–2100 ESP	1,7	65	20,5	1683	2300
130	TD-650–2100	1,4	100	17,9	1332	2380
705	ESP-160– 2100	1,6	123	18,3	2167	2400
707	TD-850–2100	1,5	114	16,5	1124	2260
163	ESP-160-2150	1,5	82	18,2	1899	2350
185	25–2100 ESP	1,4	29	20,0	1820	2245
818	ESP 80 – 2100	1,4	87	18,2	2192	2340
166	50–2100 ESP	1,4	42	19,5	1523	2150
834	30–2100 ESP	1,6	23	23,0	1870	2250
785	ESP 125–2100	1,3	11	16,5	2320	2400
389	50–2100 ESP	1,4	42	22,9	1623	2200
1059	ESP 160 – 2100	1,4	144	16,5	2328	2400
1025	ESP 80 – 2100	1,4	72	16,1	1762	2080

Vo všeobecnosti platí, že pre pole Khokhryakovskoye je miera využitia studní vybavených ESP, ako pred rokom, do 0,87. Hlavný ukazovateľ spoľahlivosti - čas medzi poruchami za bežný rok od 1. januára 2003 do 1. januára 2004 sa podľa fondu ESP zmenil z 303 dní na 380 dní, pričom vo všeobecnosti je pre OJSC NNP tento ukazovateľ nižší a je v priebehu 330-350 dní. Rast tohto ukazovateľa naznačuje pomerne vysokú úroveň práce výrobného oddelenia pri výbere štandardnej veľkosti ESP, oprave studní, uvádzaní zariadení do prevádzky a monitorovaní počas prevádzky.

Na poli je 74 vrtov (17 % produkcie produkujúcej zásoby) vystavených parafínovým ložiskám. Podľa plánu „odvoskovania“ sa všetky studne zvyčajne raz za mesiac preplachujú horúcim olejom.

V roku 2003 bolo v oblasti studní vybavených ESP 208 porúch. Miera zlyhania bola 0,85 jednotky. (aktuálna zásoba je 303 vrtov). V roku 2004 bolo na poli zaznamenaných 229 porúch pri väčšom prevádzkovom zásobe 332 vrtov a poruchovosť sa pozitívne znížila na 0,79 bloku. Vo všeobecnosti OJSC NNP K odmietol. ESP v tom čase bolo 0,85 jednotky.

5.2 Analýza príčin porúch ESP

Analýza príčin predčasných porúch studní vybavených ESP ukazuje nasledujúci obrázok, pozri obr. 5.1.4.

Až 17 % porúch má na svedomí nekvalitná práca tímov na opravu podzemných studní. Kde sa porušujú predpisy pre zdvíhacie operácie. V dôsledku toho to vedie k poškodeniu káblov, nekvalitnej inštalácii ESP, netesnostiam hadičiek a zlému čisteniu studne.

18 % porúch sa vyskytuje v prerušovane pracujúcich studniach spôsobených zlým prítokom, ako aj veľkosťou čerpadla, ktorá nezodpovedá prevádzkovým podmienkam.

V 13 % odmietnutí neboli dôvody zistené, pretože boli porušené vyšetrovacie predpisy.

1. 10 % porúch vzniká v dôsledku nánosov nánosov tvrdého asfaltu, živice a parafínu spolu s vodným kameňom, pieskom, ílovými časticami a hrdzou.

2. 9 % porúch v dôsledku odstránenia propantu v studniach po hydraulickom štiepení, čo vedie k zaseknutiu hriadeľov a poruche čerpadiel.

3. 8% porúch sa vyskytuje v dôsledku nekontrolovanej prevádzky - ide o porušenie harmonogramu odparafínovania, nedostatočnú kontrolu nad odstránením EHF atď.

4. 6 % porúch sa vyskytuje v dôsledku nedostatku kontroly nad inštaláciou nastavení.

5. V 5 % prípadov došlo k poruche v dôsledku výrobných chýb, skrytých chýb a nekvalitných komponentov ponorných a povrchových čerpacích zariadení.

V roku 2004 boli na komponenty ponorného zariadenia, vrátane ponorného kábla, nainštalované tepelné indikátory na určenie teploty vrtu v prevádzkovej oblasti ESP. Päť zariadení s tepelnými indikátormi bolo spustených do studní s ťažkými štartmi, s odstránením mechanických nečistôt na určenie kritických vykurovacích oblastí. Inštalácie pracovali v priemere až 100 dní, ale zlyhali v dôsledku poklesu izolačného odporu na 0 po konštrukčnej dĺžke kábla. Vo všetkých prípadoch detekcia defektu kábla odhalila roztavenie izolácie žíl v oblasti 150 m od spoja predlžovacieho kábla pri teplote 130 °C.

Na základe výsledkov získaných v roku 2004 sa pri opravách vysokovýdatných studní zväčšila dĺžka žiaruvzdorného predlžovacieho kábla KRBK na 120 m a bola použitá 500 m vložka z kábla skupiny 3.

Na zlepšenie prevádzky zásob vrtov vybavených ESP sa odporúča:

Studne by mali byť vyvinuté a uvedené do prevádzky pomocou mobilnej inštalácie frekvenčného meniča typu UPPC (Eleton-05“). Inštalácia umožňuje za určitých technických podmienok (hĺbka klesania ESP, vo výkone ponorného elektromotora je rezerva), skrátiť čas výroby vrtu v režimoch šetrného spustenia, zvýšiť ťah na formáciu, eliminovať zablokovanie ESP vytvorením zvýšených krútiacich momentov;

Pri výbere štandardnej veľkosti inštalácií a hĺbky čerpania (depresie) by sa mala venovať osobitná pozornosť zásobe studní, kde sa vykonalo hydraulické štiepenie. Pri ťažbe vrtov po hydraulickom štiepení pomocou prúdových čerpadiel na zásobách produkujúcich piesok by sa mali používať jednotky ESP odolné voči opotrebovaniu typu ARH, určené na čerpanie kvapalín EHF do 2 g/l. Okrem toho by sa tento základ mal použiť na vývoj technológií na upevnenie ESP, na použitie podzemných zariadení na ochranu čerpadla pred pevnými nečistotami (filtre a lapače kalu pre ESP - ZAO Novomet, Prem);

V intermitentnej zásobe využívať hlavne vysokotlakové nízkovýkonné čerpadlá typu ESP 20, 25 a vyhodnocovať možnosť zvýšenia hĺbky klesania ESP, ako aj prevedenia nízkovýnosných vrtov do jednotiek USP a prúdových čerpacích jednotiek. .

Na zníženie nehôd v dôsledku rozkúskovania ESP sa odporúča používať zariadenia, ktoré znižujú vibrácie inštalácií - centralizátory hriadeľov čerpadiel, tlmiče nárazov, bezpečnostné spojky - (JSC TTDN, Tyumen);

Významný podiel porúch má na kvalite odvedenej práce workover a workover čaty. Využitie vysokokvalifikovaných tímov a kontrola pri nerutinných prácach výrazne zvýši spoľahlivosť ťažobného fondu.

Princíp činnosti zásob ťažobných vrtov vybavených ESP v závislosti od hĺbky klesania čerpacieho zariadenia

V roku 2004 je rozloženie zásob vrtov vybavených ESP podľa hĺbky chodu čerpadla a charakteristiky ich prevádzky na poli Khokhryakovskoye nasledovné, pozri tabuľku 5.7. a Obrázok 5.1.5. – 5.1.8.

Analýza zásob vrtov vybavených ESP z hľadiska spoľahlivosti a účinnosti v závislosti od hĺbok zostupu na poli Khokhryakovskoye ukázala, že ESP sú klesané do hĺbok od 1200 do 2400 m Celý pracovný interval hĺbok zostupu je rozdelený do šiestich skupín, z ktorých každá využíva 15 až 120 vrtov vybavených ESP.

Tabuľka 5.7. Hlavné technologické ukazovatele výkonnosti vrtov vybavených ESP

Hĺbka spúšťania ESP, m.	1200-1400	1800-2000	2000-2200	2200-2300	2300-2400	Viac ako 2400
Počet jamiek, jednotiek	15	55	65	120	40	25
Prietok kvapaliny, m 3 /deň	190	120	100	95	75	67
Odrezanie vody, %	96	86	66	54	47	35
St. dobre odpracovaný čas za rok, dni	342	329	350	346	338	337

Najvyššie prietoky kvapaliny sú pozorované v dvoch skupinách vrtov - v rozsahu poklesu ESP od 1200 do 1400 m a 1800 - 2000 m V rovnakých rozsahoch čerpacie zariadenie pracuje väčší počet dní, 346 - 350 dní.

Pri prevádzke ESP s prevádzkovou hĺbkou viac ako 2 000 m sa pozoruje nižšie percento prepadu vody.

To. Výsledky analýzy závislosti hlavných charakteristík prevádzky vrtov vybavených ESP ukazujú, že zníženie hĺbok zostupu na 2200–2400 m výrazne nezhoršuje prevádzku ESP. Ako je znázornené na obrázku 5.1.8. dynamické hladiny sú znížené v dôsledku zmeny z jednotiek menších rozmerov na typ veľkých rozmerov a poklesu tlaku v nádrži a nerovnomerného systému zaplavovania vodou.

Energetický stav ložiska

Oneskorenie vo vývoji systému udržiavania tlaku v nádrži oproti súčasnému stavu ťažby tekutín viedlo v posledných rokoch k poklesu tlaku v nádrži v zóne ťažby.

K 1. januáru 2004 klesol tlak v ťažobnej zóne na 19,5 MPa (obr. 5.8), rozdiel medzi počiatočným a súčasným tlakom v zdrži bol 4,2 MPa.

Pokles tlaku v nádrži ovplyvnili aj intenzívne vrty, ktoré sa realizovali v rokoch 2000–2001. vo východnej časti poľa, ktorá nie je zabezpečená projektom. V dôsledku toho vo východnej časti dochádza k oneskoreniu tvorby systému RPM, čo pri nútených ťažbách bezprostredne ovplyvňuje energetický stav oblastí.

Výber ESP pre studňu sa vykonáva pomocou výpočtov počas uvedenia do prevádzky od vŕtania a prenosu do pece. výrobu, optimalizáciu a intenzifikáciu podľa metodiky prijatej na NGDU, ktorá nie je v rozpore so špecifikáciami pre prevádzku ESP.

Výpočty sú založené na informáciách dostupných na NGDU:

 koeficient produktivity daného vrtu (na základe výsledkov hydrodynamických štúdií vrtu);

 údaje sklonu;

 plynový faktor;

 tlak -

o nádrž,

o saturačný tlak;

 vodný rez vyrábaných produktov;

 koncentrácia vynášaných častíc.

Za správnosť týchto informácií je zodpovedný vedúci geológ oddelenia ťažby ropy.

Pri použití RD 39-0147276-029, VNII-1986 vo výpočtoch „Technológie na kontrolu výrobného plášťa a použitie ESP v smerových vrtoch“ pre studne s rýchlosťou zakrivenia v zóne suspenzie ESP viac ako 3 minúty za 10 metrov, je potrebné označiť aplikáciu tejto techniky vo formulári pasu.

Pri výberovom procese je potrebné riadiť sa metodikou prijatou na NGDU. V tomto prípade by maximálny obsah voľného plynu na vstupe čerpadla nemal presiahnuť 25 % pre inštalácie bez odlučovačov plynu. V prípade, že sa očakáva výrazné odstránenie srsti zo studne. nečistoty alebo usadeniny soli v čerpadle, je zakázané vypúšťať ESP bez lapača kalu.

Výsledky výberu:

 odhadovaný denný prietok,

 tlak čerpadla,

 vnútorný minimálny priemer výrobnej šnúry,

 hĺbka zostupu,

 vypočítaná dynamická úroveň,

 maximálna rýchlosť zosilnenia zakrivenia v zóne zostupu a v časti odpruženia ESP;

špeciálne prevádzkové podmienky:

 vysoká teplota tekutiny v oblasti suspenzie,

 vypočítané percento voľného plynu na vstupe pumpy,

 prítomnosť oxidu uhličitého a sírovodíka v čerpanej kvapaline zapísané vo formulári pasu.

Nebezpečné zóny v stĺpci, kde miera nárastu zakrivenia presahuje prípustné normy (viac ako 1,5 ° na 10 metrov), sa zadávajú do formulára pasu pri vypĺňaní žiadosti o EPU-SERVICE.

Určenie skúšobného kalibru a jeho dĺžky sa robí na základe tabuliek č.1 a č.2.

Tabuľka č.1

PONORNÉ ELEKTRICKÉ MOTORY

	Typ motora	Dĺžka s hydroizoláciou, mm	Hmotnosť (s ochranou proti vode), kg	Nar.
	priem. vrátane kábla, mm

PEDS-125-117

Dĺžka od príruby k prírube:

o modul čerpadla 3 - 3365 mm;

o modul čerpadla 4 - 4365 mm;

o modul čerpadla 5 - 5365 mm.

Je možné vyrobiť všetky typy čerpadiel:

 s plátkovým spojením sekcií (jarmové spojenie);

 odolný proti opotrebeniu (ETsNMK-ETSND);

 s prijímacím pletivom a rybárskou hlavou v sekciách.

Po obdržaní výsledkov výberu ESP pre vrt, EPU-Service akceptuje žiadosť o inštaláciu tohto ESP a určí typ motora, hydraulickú ochranu, kábel, odlučovač plynu a pozemné vybavenie potrebné pre konfiguráciu v súlade s aktuálnymi špecifikáciami. a návod na obsluhu ESP. Dĺžka predĺženia žiaruvzdorného káblového vedenia je určená špecialistami ESP na NGDU a je zapísaná do formulára pasu. Informáciu o type komponentného zariadenia pre studne, kde sa musia vykonať dodatočné prípravné práce (šablónovanie), poskytuje EPU-Service TTND NGDU pred začatím prác.

Príprava studne sa vykonáva v súlade s „Plánom práce“ vydaným výrobným oddelením, pričom sa zohľadňujú nasledujúce požiadavky bez ohľadu na to, či sú zahrnuté v pláne práce:

V súlade s projektom usporiadania zhlukov vrtov schváleným pre tento rezort ropy a zemného plynu musí byť vo vzdialenosti minimálne 25 m od vrtu pripravené miesto na umiestnenie pozemných elektrických zariadení (GEO) ESP s uzemnením. slučka spojená kovovým vodičom so zemnou slučkou trafostanice (TP 6/0,4 ) a vrtným vodičom. Služba hlavného energetika NGDU musí pred dodaním ponorného zariadenia na podložku predložiť "EPU-Service" správu o meraní odporu uzemňovacej slučky a počas prevádzky ESP vykonať podobné merania. a predkladať správy EPU aspoň raz ročne. Vodiče musia byť privarené k uzemňovacej slučke v súlade s PUE pre uzemňovacie riadiace stanice (CS) a transformátory (TMPN) ESP. Miesto pre umiestnenie NEO sa musí nachádzať v horizontálna rovina, chránené pred povodňami počas povodňového obdobia. Prístup na miesto by mal umožňovať jednoduchú inštaláciu a demontáž NEO pomocou jednotky Fiskars alebo autožeriavu. Za dobrý stav lokalít zodpovedá vedúci CDNG.

Svorkovnica (guľôčková skrutka) by mala byť inštalovaná 10-25 m od ústia vrtu. Silové káble skrine vonkajších prípojok (ECC) k riadiacej stanici (CS) ESP a z transformačnej stanice (TS) 6/0,4 k CS sú uložené NGDU. Pripojenie káblov k riadiacej stanici (CS), guľôčkové skrutky a uzemnenie pozemných zariadení vykonáva EPU-Service. Káble musia byť položené pozdĺž nadjazdu alebo zakopané najmenej 0,5 m do zeme. Zodpovednou osobou za normálny stav lanoviek je majster výrobného tímu TsDNG.

Je zakázané prevádzkovať ESP, ktoré nespĺňajú požiadavky miest PUE a TB na umiestnenie elektrických zariadení, káblových stojanov, guľových skrutiek a uzemnenia. Za implementáciu tohto bodu zodpovedá vedúci požičovne EPU-Service.

P.S. Dodatočne, odpoveď na otázku „Kurz základov výroby“ časť ESP.

Metodika výberu ESP pre vrty je založená na znalostiach zákonov filtrácie formovacej tekutiny vo formácii a spodnej dierovej zóne formácie, na zákonoch pohybu zmesi voda-plyn-ropa pozdĺž plášťa vrtu a pozdĺž potrubia, na hydrodynamike odstredivého ponorného čerpadla. Okrem toho je často potrebné poznať presné hodnoty teploty čerpanej kvapaliny aj prvkov čerpacej jednotky, preto v metodológii výberu zaujímajú dôležité miesto termodynamické procesy interakcie čerpadla, ponorný elektromotor a prúdový kábel s čerpanou viaczložkovou formovacou kvapalinou, ktorej termodynamické charakteristiky sa menia v závislosti od okolitých podmienok.

Treba poznamenať, že pri akejkoľvek metóde výberu ESP sú potrebné určité predpoklady a zjednodušenia, ktoré umožňujú vytvoriť viac-menej adekvátne modely fungovania systému „zásobníkové studne-čerpacie jednotky“.

Vo všeobecnosti takéto vynútené predpoklady, ktoré nevedú k významným odchýlkam vypočítaných výsledkov od skutočných terénnych údajov, zahŕňajú tieto ustanovenia:

• 1. Proces filtrácie formovacej tekutiny v zóne blízko vrtu formácie počas procesu výberu zariadenia je stacionárny, s konštantnými hodnotami tlaku, vodného rezu, plynového faktora, koeficientu produktivity atď.
• 2. Sklon vrtu je časovo invariantný parameter.

Všeobecná metodika výberu ESP podľa vybraných predpokladov je takáto:

• 1. Na základe geofyzikálnych, hydrodynamických a termodynamických údajov formácie a zóny dna, ako aj plánovaného (optimálneho alebo limitného v závislosti od problému výberu) prietoku vrtu sa určujú hodnoty vrtu - tlak, teplota , vodný rez a obsah plynu vo formačnej kvapaline.
• 2. Podľa zákonov odplyňovania (zmeny aktuálneho tlaku a saturačného tlaku, teploty, koeficientov stlačiteľnosti plynu, oleja a vody) prúdenia formačnej tekutiny, ako aj podľa zákonov relatívneho pohybu jednotlivých zložiek tohto prietoku pozdĺž pažnicovej kolóny v časti „spodok studne - sanie čerpadla“ je určená požadovaná hĺbka zostupu čerpadla, alebo, čo je prakticky to isté, tlak na sacom potrubí čerpadla, čím sa zabezpečuje normálna prevádzka čerpacej jednotky. Ako jedno z kritérií na určenie hĺbky zavesenia čerpadla možno zvoliť tlak, pri ktorom obsah voľného plynu na vstupe čerpadla neprekročí určitú hodnotu. Ďalším kritériom môže byť maximálna prípustná teplota čerpanej kvapaliny na vstupe čerpadla.

V prípade skutočného a uspokojivého výsledku výpočtu požadovanej hĺbky čerpadla sa vykoná prechod na odsek 3 tejto metódy.

Ak sa výsledok výpočtu ukáže ako nereálny (napríklad sa ukáže, že hĺbka čerpadla je väčšia ako hĺbka samotnej studne), výpočet sa zopakuje od kroku 1 so zmenenými počiatočnými údajmi - napríklad s poklesom v plánovanom prietoku, so zvýšeným koeficientom produktivity vrtu (po plánovanej úprave zóny tvorby dna), pri použití špeciálnych predradených zariadení (odlučovače plynov, deemulgátory) atď.

Vypočítaná hĺbka zavesenia čerpadla sa kontroluje na možné ohýbanie čerpacej jednotky, uhol odchýlky osi vrtu od vertikály a rýchlosť zosilnenia zakrivenia, po ktorej sa vyberie špecifikovaná hĺbka zavesenia.

• 3. Na základe zvolenej hĺbky zavesenia, štandardnej veľkosti plášťa a hadicových rúr, ako aj plánovaného prietoku, vodného rezu, plynového faktora, viskozity a hustoty formovacej kvapaliny a podmienok vrtu sa určí požadovaný tlak čerpadla.
• 4. Na základe plánovaného prietoku a požadovaného tlaku sa vyberú čerpacie jednotky, ktorých prevádzkové charakteristiky sú v tesnej blízkosti vypočítaných hodnôt prietoku a tlaku. Pre vybrané štandardné veľkosti čerpacích jednotiek sú ich výkonové charakteristiky „voda“ prepočítané na skutočné údaje formovacej kvapaliny - viskozita, hustota, obsah plynu.
• 5. Na základe novej „olejovej“ charakteristiky čerpadla sa zvolí počet prevádzkových stupňov, ktoré spĺňajú špecifikované parametre – prietok a tlak. Na základe prepočítaných charakteristík sa určí výkon čerpadla a vyberie sa hnací motor, prúdový kábel a pozemné zariadenie (transformátor a riadiaca stanica).
• 6. Na základe teploty zásobnej kvapaliny na vstupe čerpadla, výkonu, účinnosti a prenosu tepla čerpadla a ponorného elektromotora sa určí teplota hlavných prvkov čerpacej jednotky - vinutia elektromotora, oleja v hydraulickej ochrane, prúdovom vedení, prúdovom kábli atď. Po výpočte teplôt v charakteristických bodoch sa špecifikuje konštrukcia kábla z hľadiska tepelnej odolnosti (dĺžka a predĺženie tvárou v tvár), ako aj konštrukcia motora, jeho drôtu vinutia, izolácie a hydraulického ochranného oleja.

Ak sa ukáže, že vypočítaná teplota je vyššia ako maximálna prípustná pre prvky čerpacích jednotiek používaných v danom regióne alebo nie je možné objednať vysokoteplotné drahé jednotky ESP, je potrebné vykonať výpočet pre iné čerpacie jednotky (so zmenenými charakteristikami čerpadlo a motor, napríklad s vyššou účinnosťou, s väčším vonkajším priemerom motora atď.).

• 7. Po konečnom výbere ESP z hľadiska prietoku, tlaku, teploty a celkových rozmerov sa skontroluje možnosť použitia vybranej inštalácie na rozvoj ropného vrtu po vŕtaní alebo podzemných opravách. V tomto prípade sa ako čerpaná kvapalina na výpočet berie ťažká zabíjajúca kvapalina alebo iná kvapalina (pena) použitá v tejto studni. Výpočet sa vykonáva pre zmenenú hustotu a viskozitu, ako aj pre ďalšie závislosti odvodu tepla z čerpadla a ponorného elektromotora do čerpanej kvapaliny. V mnohých prípadoch tento výpočet určuje maximálny možný čas nepretržitej prevádzky ponorného agregátu počas vývoja vrtu až do dosiahnutia kritickej teploty na vinutiach statora ponorného motora.
• 8. Po dokončení výberu ESP sa inštalácia v prípade potreby skontroluje na možnosť prevádzky s formovacou kvapalinou obsahujúcou mechanické nečistoty alebo korozívne prvky. Ak pre danú studňu nie je možné objednať špeciálnu konštrukciu čerpadla odolného voči opotrebovaniu alebo korózii, sú stanovené potrebné geologické, technické a inžinierske opatrenia na zníženie vplyvu nežiaducich faktorov.
• 2. Algoritmus pre „manuálny“ výber ESP do jamky.

Pri výbere inštalácií ESP pre ropné vrty, vykonávaných pomocou „ručných“ výpočtov (kalkulátor, EXCEL, shell programy ACCESS), je potrebné použiť niektoré dodatočné predpoklady a zjednodušenia v metodológii výberu, aby sa skrátil čas zadávania údajov a výpočtu.

Kľúčové z týchto predpokladov sú:

• 1) Rovnomerné rozloženie malých bubliniek plynu v kvapalnej fáze pri tlakoch pod saturačným tlakom.
• 2) Rovnomerná distribúcia zložiek oleja a vody v stĺpci čerpanej kvapaliny v časti „spodok vrtu - nasávanie čerpadla“ pri akomkoľvek prietoku vrtu.
• 3) Zanedbajte „skĺznutie“ oleja vo vode, keď sa kvapalina pohybuje pozdĺž puzdra a hadičky.
• 4) Identita hodnôt saturačného tlaku v statickom a dynamickom režime.
• 5) Proces pohybu tekutiny od dna vrtu k saciemu otvoru čerpadla, sprevádzaný poklesom tlaku a uvoľňovaním voľného plynu, je izotermický.
• 6) Teplota ponorného elektromotora sa považuje za nepresahujúcu normálnu prevádzkovú teplotu, ak rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny pozdĺž stien ponorného motora nie je nižšia ako rýchlosť odporúčaná v technických špecifikáciách pre ponorný motor alebo v Návod na obsluhu pre inštalácie ESP.
• 7) Straty výtlaku (tlaku), keď sa kvapalina pohybuje zo dna vrtu do sania čerpadla a zo zóny vstrekovania čerpadla do ústia vrtu, sú zanedbateľné v porovnaní s tlakom čerpadla.

Na výber ESP sú potrebné nasledujúce počiatočné údaje:

1. Hustota, kg/kub.m:

separovaný olej;

plyn za normálnych podmienok;

2. Viskozita, m2/s:

• 3. Plánovaná produkcia vrtu, kubické metre/deň.
• 4. Vodný rez výroby formácie, zlomky jednotky.
• 5. Plynový faktor, kubický m/m3.
• 6. Objemový koeficient oleja, jednotky.
• 7. Hĺbka formovania (perforačné otvory), m.
• 8. Tlak v nádrži a saturačný tlak, MPa.
• 9. Teplota nádrže a teplotný spád, C, C/m.
• 10. Koeficient produktivity, kubický m/MPa*deň.
• 11. Tlak pufra, MPa.
• 12. Geometrické rozmery plášťa (vonkajší priemer a hrúbka steny), hadicový reťazec (vonkajší priemer a hrúbka steny), čerpadlo a ponorný motor (vonkajší priemer), mm.

Výber inštalácie ESP sa vykonáva v nasledujúcom poradí:

1. Určte hustotu zmesi v časti „Dno studne - nasávanie čerpadla“, berúc do úvahy zjednodušenia:

kde n je hustota separovaného oleja, kg/kub.m

c - hustota formovanej vody,

g - hustota plynu za štandardných podmienok;

G - aktuálny objemový obsah plynu;

b- vodný rez formačnej tekutiny.

2. Určite tlak v spodnej dierke, pri ktorom je zabezpečená špecifikovaná rýchlosť prietoku studňou:

Rzab = Rpl-Q/Kprod

kde Rpl je tlak v zásobníku;

Q je špecifikovaná rýchlosť prietoku studňou;

Kprod - koeficient produktivity studne.

3. Určite hĺbku dynamickej hladiny pri danom prietoku tekutiny:

Ndin = Lskw - Pzab / cm g

4. Určíme vstupný tlak čerpadla, pri ktorom obsah plynu na vstupe čerpadla nepresiahne maximum prípustné pre danú oblasť (napríklad G = 0,15):

Rpr = (1 - G) Rnas

(s exponentom v závislosti od odplynenia formačnej tekutiny m = 1,0).

kde: Psat - saturačný tlak.

5. Určite hĺbku zavesenia čerpadla:

L = Ndin + Ppr / cm g

6. Určite teplotu formovacej kvapaliny na vstupe čerpadla:

T = Tpl - (Lsq - L) * Gt;

kde Tmel - teplota zásobníka;

Gt - teplotný gradient.

7. Určte objemový koeficient kvapaliny pri tlaku na vstupe čerpadla:

kde: B je objemový koeficient oleja pri nasýtenom tlaku;

b - objemový vodný rez výrobkov;

Ppr - tlak na vstupe čerpadla;

Hnis je saturačný tlak.

8. Vypočítajte prietok kvapaliny na vstupe čerpadla:

9. Určite objemové množstvo voľného plynu na vstupe čerpadla:

Gpr = G [ 1- (Ppr / ...

kde F = 0,785 (D2 - d2) je plocha prstencového prierezu,

D je vnútorný priemer puzdra,

d je vonkajší priemer motora.

Ak sa ukáže, že prietok čerpanej kvapaliny W je väčší ako [W] (kde [W] je minimálna povolená rýchlosť čerpanej kvapaliny), tepelný režim ponorného motora sa považuje za normálny.

Ak zvolená čerpacia jednotka nie je schopná odobrať požadované množstvo zabíjacej kvapaliny vo zvolenej hĺbke zavesenia, zvýši sa (hĺbka zavesenia) o L = 10 - 100 m, po čom sa výpočet opakuje, počnúc krokom 5. Hodnota L závisí od dostupnosti času a výpočtových možností spotrebiteľa.

Po určení hĺbky zavesenia čerpacej jednotky pomocou inklinogramu sa skontroluje možnosť inštalácie čerpadla vo zvolenej hĺbke (mierou zosilnenia zakrivenia na 10 m prieniku a maximálnym uhlom odchýlky osi vrtu od vertikálne). Zároveň sa preveruje možnosť spustenia vybraného čerpacieho agregátu do daného vrtu a najnebezpečnejšie úseky vrtu, ktorých prechod si vyžaduje osobitnú opatrnosť a nízke rýchlosti spúšťania pri PRS.

Tabuľka 2.1 Počiatočné údaje

	Názov množstva	Rozmer	Hodnota hodnoty	Poznámka
	Hustota vody
	Hustota oleja
	Hustota plynu
	Koeficient kinematické viskozity oleja
	Koeficient kinematickej viskozity vody
	Plánovaná výroba studne	kubických metrov/deň
	Vodné rezanie produktov zásobníka
	GOR	cub.m/cub.m
	Objemový koeficient oleja
	Hĺbka formovania (perforačné otvory)
	Tlak v nádrži
	Saturačný tlak
	Teplota zásobníka
	Teplotný gradient
	Faktor produktivity
	Tlak pufra
	Vonkajší priemer puzdra
	Hrúbka steny plášťa

Tabuľka 2.2 Výpočty

	Stanovená hodnota	Vzorec na výpočet	Číselné hodnoty	Výsledok
	Hustota zmesi v sekcii „nasávanie spodnou dierou-čerpadlo“, kg/m3	cm = ([b b + n (1-b)] (1-G) + g G	(1-0.15) + 1.05*0.15
	Tlak v spodnej dierke, pri ktorom je zabezpečený stanovený prietok vrtu, MPa	Rzab = Rpl-Q/Kprod
	Hĺbka dynamickej hladiny, m	Ndin = Lskw - - Pzab / cm g	1890 - 10,9*106/ 826,4*9,81
	Tlak na vstupe čerpadla, pri ktorom obsah plynu nepresahuje maximálne prípustné, MPa	P pr = (1 - G) Pnas
	Hĺbka zavesenia čerpadla, m	L = Ndin + Ppr / cm g	545,5 + 7,05*106 / 826,4*9,81
	Teplota formovacej kvapaliny na vstupe čerpadla, C	T = Tpl - (Lsq - L) * Gt;	97 - (1890 - 1414,1) * 0,02
	Objemový koeficient kvapaliny pri tlaku prívod čerpadla	B* = b + (1-b) [1 + (B - 1) Ppr / Pus	0,7 + (1-0,7)* [ 1+(1,15-1)* *7,06/8,3]
	Prietok kvapaliny na vstupe čerpadla, kubický m/deň
	Objemové množstvo voľného plynu na vstupe čerpadla, metre kubické	Gpr = G*(1-b)* * ,	62(1-0.7)
		vstup = 1 / [((1 + Rpr*10-5) V*) / Gpr + + 1]	1/[((1+70,5)* 1,034)/9,26 +1]
	Prietok plynu na vstupe čerpadla	Qg.pr = (1-b)*Qpr in / (1-in)	(1-0,7)* 95,128*0,111 / (1-0,111)
	Znížená rýchlosť plynu v časti krytu na vstupe čerpadla, cm/s	C = Qg.pr.s / f sq	3,56/24*60*60* 0,785*(0,1282 - 0,0962)
	Skutočný obsah plynu na vstupe čerpadla	V / [ 1 + (Cп / C) v ]	0,111 /
	Plynárenské práce v sekcii "spodný otvor - nasávanie čerpadla", MPa	Pg1 = Psat ( [ 1 / (1 - - 0,4)] - 1	8,3 { -1}
	Plynárenské práce v sekcii "vstreknutie čerpadla - ústie vrtu, MPa	Pg2 = Psat ( [ 1 / (1 - - 0,4)] - 1),	8,3 {-1}
	Požadovaný tlak čerpadla, MPa	P = g Ldin + Rbuf - - Pg1- Pg2	826,4*9,81*545,5 +1,4*106 - 0,373- - 0,41
	Výber čerpacej jednotky na základe plánovaného prietoku a požadovaného tlaku	Z katalógu vyberieme inštaláciu ESP5-80-900; QoB = 86 metrov kubických/deň
	Koeficient zmeny prietoku čerpadla pri prevádzke so zmesou oleja, vody a plynu vo vzťahu k charakteristike vody	KQ = 1 - -4,95 0,85 * QoB -0,57	1 - 4,95*0,08 0.85 * 86 -0.57
	Faktor zmeny účinnosti čerpadla vplyvom viskozity	K = 1 - - 1,95 0,4 / QoB 0,27	1 - 1,95*0,08 0.4 / 86 0.27
	Koeficient separácie plynu na vstupe čerpadla	Kc = 1 / ,	kde A = 1 / [ 15,4 - -19,2 qpr + (6,8 qpr)2]	A = 1 / K = [ (1 - 0,06) / (0,85 - - 0,31 * 1,595) 0,018]	A = 0,018 K = 0,9576
	Tlak čerpadla na vodu pri optimálnom režime, m	N = P/g KKN	5,04*106 /826,4* *9,81 *0,9576 *0,981
	Požadovaný počet stupňov čerpadla, ks.
	Vyberte štandardný počet stupňov čerpadla
	Účinnosť čerpadla zohľadňujúca vplyv viskozity, voľného plynu a prevádzkového režimu	0,8 K Kq oV	0,8*0,787*0,92**0,52
	Výkon čerpadla kW	N = P196 * Qс /	6,13*106 *95,128* /(24*3600*0,31)
	Výkon ponorného motora, kW	NPED = N / PED
	Tlak pri odčerpávaní usmrcujúcej tekutiny počas vývoja studne, MPa	Rgl = gl g L + Rbuf	1200*9,81*545,5+1,4*106
	Tlak čerpadla pri vývoji studne, m	Ngl = Rgl/gl	7,82*106 /1200* 9,81
	Výkon čerpadla pri vývoji studne, kW	Ngl = Pgl Qc /	7,82*106 *95,128 / 24*3600* 0,31
	Výkon spotrebovaný ponorným elektromotorom počas vývoja vrtu, kW	N PED. hl = N hl / PED
	Skontrolujeme inštaláciu na maximálnu prípustnú teplotu na vstupe čerpadla			Teplota na príjme PED je nižšia ako prípustná
	Inštaláciu na chladiči kontrolujeme na základe minimálnej prípustnej rýchlosti chladiacej kvapaliny	W = Qс / 0,785 (D2 - - d2)	95,128/24*3600*0,785*(0,1282 - -0,0962)	0,195 - čo sa takmer rovná minimálnej rýchlosti chladiacej kvapaliny

SubPUMP pomáha pri výbere ESP vytvorením optimálneho prevádzkového režimu pre aktuálne prevádzkové podmienky vrtu alebo analýzou prevádzky existujúceho systému ESP. Túto analýzu zvyčajne vykonáva výrobný inžinier. Konfigurácia vrtu, analýza tekutín, charakteristiky prítoku sú parametre, ktoré sa používajú ako základ pre analýzu výkonnosti a výber podzemných zariadení programom SubPUMP.

§ spustiť zaseknutú inštaláciu metódou „odkladania“ v oboch smeroch otáčania s rôznym nastavením parametrov pohonu (nie pri všetkých modifikáciách frekvenčných pohonov);

§ dočasne zvýšiť výkon elektromotora čerpadla zvýšením napätia, čím sa zníži prevádzkový prúd a čerpadlo bude fungovať v situáciách, keď obsah mechanických nečistôt prekročí normu. Tento režim je možný bez zastavenia motora zmenou základnej rýchlosti frekvenčného meniča (nie pri všetkých modifikáciách frekvenčných meničov).

Podľa výsledkov testov termodynamiky a vibračnej diagnostiky sa prevádzka pri frekvenciách pod priemyselnou frekvenciou vyznačuje nižšími hodnotami ohrevu a vibrácií ponorných zariadení. Nepretržitá prevádzka ponorného motora je povolená vo frekvenčnom rozsahu 35-60 Hz za predpokladu, že je zabezpečená výkonová rezerva SEM (prevádzka čerpadla so zvýšenými otáčkami rotora). Pri prepnutí do režimu je potrebné vyhnúť sa prudkému zvýšeniu frekvencie, čo so sebou nesie masívne uvoľnenie EHF.

Pri plánovaní práce s ESP na rôznych frekvenciách je potrebné vziať do úvahy, že pri zmene frekvencie sa zmenia prevádzkové parametre ponorného čerpadla (zákon „podobnosti“), a to:

§ Výkon čerpadla ESP– mení sa lineárne (priamo úmerné zmene frekvencie);

Q=Q50*F/50, m3/deň;

kde: Q – návrhový prietok, m3/deň;

Q50 – menovitý prietok pri 50 Hz, m3/deň;

F – návrhová frekvencia, Hz.

§ Hlava čerpadla ESP– mení sa kvadraticky (vo vzťahu k zmene frekvencie)

H=H50*(F/50)2, m;

kde: N – návrhový tlak, m;

Н50 – menovitý tlak pri 50 Hz, m.

§ energie spotrebovanej čerpadlom ESP- zmeny v kubickej závislosti (vo vzťahu k zmene frekvencie)

N=N50*(F/50)3, kW;

kde: N – návrhový výkon, kW;

N50 – menovitý výkon pri 50 Hz, kW.

§ výkon motora– mení sa lineárne (priamo úmerné zmene frekvencie).

Technológ CDNG pred spustením ESP vypracuje technologický program na uvedenie vrtu do prevádzky, kde uvedie:

§ frekvencia počiatočného štartu;

§ parametre frekvenčnej voľby;

§ maximálna prevádzková frekvencia.

Pri určovaní programu uvedenia do prevádzky pomocou frekvenčného pohonu je potrebné brať do úvahy informácie o predchádzajúcej prevádzke daného vrtu (príčiny porúch ponorného zariadenia, prevádzkové hodiny, komplikácie).

Pri určovaní frekvencie, s ktorou je potrebné prevádzkovať ESP, je potrebné vziať do úvahy statickú hladinu kvapaliny v studni a určiť minimálnu prevádzkovú frekvenciu na základe maximálneho vyvinutého tlaku inštalácie pri danej frekvencii. Ak je hladina v studni nízka, štart na minimálnej frekvencii nemusí zabezpečiť prísun produktov ESP na povrch.

Pre ESP určené na prevádzku na priemyselnej frekvencii a jej blízkej (vyššej aj nižšej) je potrebné spustiť ESP na frekvencii nie vyššej ako 40 Hz, za predpokladu povinného dodržania podmienky dostatočnej tlakovej charakteristiky ESP. . Pre „vysokotlakové“ ESP určené na dlhodobú prevádzku pri nízkych frekvenciách 35-40 Hz je potrebné snažiť sa začať od 30-35 Hz s následným zrýchlením na konštrukčnú frekvenciu.

Pri spúšťaní ESP je potrebné kontrolovať prevádzkový prúd, ktorý by nemal byť vyšší ako 80-85% menovitého prúdu a vo výnimočných prípadoch rovný menovitému prúdu.

Na potvrdenie tesnosti potrubia je potrebné nastaviť konštrukčnú frekvenciu v závislosti od hladiny kvapaliny v prstencovom vrte, berúc do úvahy zvýšenie tlaku v pufri pri testovaní potrubia (1 atm ~ 10 m výška).

Po uvedení vrtu do ustáleného stavu prevádzky pomocou frekvenčného pohonu a dosiahnutí priemyselnej frekvencie (50 Hz) vedúci technológ CDNG po dohode s technickým oddelením DNG NGDU rozhodne o ďalšom zvyšovaní frekvenciu a prevádzkovanie ESP na vyššej frekvencii (> 50 Hz) alebo prevádzkovanie ponorného zariadenia od SU.

Pri intenzívnom čerpaní pri minimálnej frekvencii, znížení dynamickej úrovne na tlakovú charakteristiku pri danej frekvencii, je potrebné frekvenciu zvyšovať s očakávaním, že ESP poskytne potrebný tlak.

Kontrola parametrov ESP pre studne, ktorých formácia ešte nezačala pracovať, sa vykonáva periodicky v súlade s produktivitou ESP, kým sa prítok z formácie nezdá byť dostatočný na chladenie motora.

Prepnutie do režimu s automatickou plynulou zmenou frekvencie (programu) umožňuje minimálne zvýšiť produktivitu inštalácie a dosiahnuť stabilizáciu prevádzky v každom režime. Neodporúča sa meniť frekvenciu viac ako 3 Hz za deň (celkovo). Ďalšie prepínanie do režimu a zvyšovanie frekvencie sa uskutočňuje na základe zmien dynamickej úrovne.

V prípade vysokej EHF prítomnosť mechanických nečistôt v pracovných častiach predchádzajúceho ESP na základe výsledku demontáže, aby sa zabránilo zaseknutiu ESP, usadzovaniu na spätnom ventile a v hadičke, po dohode s technickému oddeleniu DNG NGDU je povolená zmena frekvencie o viac ako 3 Hz za deň, aby sa ESP zabezpečil potrebný tlak.

Práce s frekvenčným meničom musia byť vykonávané v súlade s technickými požiadavkami na obsluhu frekvenčného meniča personálom vyškoleným na prácu s týmto zariadením.

8.10.4. VLASTNOSTI ŠTARTOVANIA A SPUSTENIA DO PREVÁDZKY PRI NEPRÍTOMNOSTI ALEBO ZLEPŠENÍ AGSU

V novo sprevádzkovaných, znovuotvorených, neaktívnych studniach a podložkách, kde nie je AGSU alebo nefunguje a nie je možné vykonávať merania s iným (prenosným, mobilným) zariadením, výstup všetkých ESP bez výnimky sa musí vykonať pomocou VFD (ak je k dispozícii). ESP musí byť vybavené snímačom termomanometrického systému a je tiež povinné odosielať prevádzkové parametre ESP (príjem P, frekvencia, záťaž, prúd) z riadiaceho systému do systému Región.

Zásady pre odber takýchto vrtov vychádzajú z implementácie bodov tohto Technologického poriadku a výpočtu prietoku vrtu podľa závislosti prietoku ESP na tlaku (Q-H – charakteristika), ako aj na kontrola procesu odberu vedúcim technológom CDNG minimálne 3x denne.

Pred začatím prác vedúci technológ CDNG vydá prevádzkovateľovi CDNG alebo zástupcovi Centrálneho elektrického riadiaceho centra zodpovedného za inštaláciu ESP charakteristiku Q-H pre ESP spustenú do vrtu, berúc do úvahy počet stupňov.

Je povinné vykonať tlakovú skúšku ESP pri štartovaní s konštrukčnou frekvenciou, je to potrebné na určenie správneho smeru otáčania motora a tesnosti zdvihu potrubia; Po spustení ESP je potrebné nastaviť minimálnu požadovanú konštrukčnú frekvenciu, nie však nižšiu ako povolenú - 35 Hz. Požadovaná frekvencia pre výstup sa vypočíta takto:

§ v závislosti od hladiny kvapaliny v medzikruží vrtu sa vypočíta požadovaný tlak ESP podľa vzorca:

Nn=Nd+(Rb-Rz)*10, t.

kde: Nn je požadovaný tlak ESP, m;

Нд - hladina kvapaliny v prstenci studne, m;

Pb – tlak na pufri vrtu, atm;

Рз - tlak v prstenci studne, atm.

§ v závislosti od získanej hodnoty požadovaného tlaku ESP sa vypočíta požadovaná frekvencia podľa vzorca:

kde: Netsn je vyvinutý tlak ESP pri menovitom prietoku (certifikát), m;

Nn – požadovaný tlak, m.

V procese ďalšieho výstupu je potrebné monitorovať úroveň EHF a pravidelne určovať skutočný HP (stláčaním) a korelovať tlak vyvíjaný inštaláciou s charakteristikou Q-H dostupnou na ESP.

V budúcnosti pri procese ťažby je potrebné zvýšiť frekvenciu na plánovanú (vypočítanú) frekvenciu určenú pri výbere ESP pre daný vrt.

Ak dynamická úroveň klesá, je potrebné zvýšiť frekvenciu napájacieho napätia na plánovanú frekvenciu. Rýchlosť zvyšovania frekvencie je určená podmienkou zamedzenia prerušenia dodávky v dôsledku nedostatočného tlaku.

Ak po dosiahnutí plánovanej frekvencie dynamická hladina naďalej klesá a dochádza k poruche tlaku alebo prietoku plynu, je potrebné zastaviť ESP a zmerať obnovu hladiny kvapaliny v medzikruží a vypočítať prítok z útvaru. Na základe výsledkov výpočtu prítoku z formácie sa technológ CDNG rozhodne vykonať 2-3 čerpania až do prerušenia dodávky (proces odvodnenia formácie), alebo previesť prevádzku ESP do periodického prevádzkového režimu v r. dohody s DNG NGDU PTO.

Ak dynamická úroveň zostane nezmenená alebo sa začne zvyšovať, zatiaľ čo sa pozoruje pokles prúdového zaťaženia, je potrebné zvýšiť frekvenciu napájacieho napätia podľa parametrov „rýchleho zrýchlenia“, kým sa nedosiahne priemyselná frekvencia 50 Hz.

Po dosiahnutí plánovanej frekvencie je potrebné vykonať ďalšie monitorovanie LP. V prípade stabilizácie alebo mierneho zvýšenia hladiny možno ESP považovať za sprevádzkovanie a podľa toho je potrebné nakonfigurovať ochranu na riadiacom systéme.