Лопухов А.Н. Справочник инженера по добычи нефти Том 1
Подождите немного. Документ загружается.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
380
Рисунок 4.60 – Компоновка устьевого оборудования при
эксплуатации сбрасываемого струйного насоса:
Q1 – закачиваемая жидкость; Q2 – добываемая жидкость.
для насосов сбрасываемых в скважину спускоподъемные
операции осуществляются путем обратной прокачке жидкости, т.е.
обслуживание и ремонт осуществляется без привлечения бригад ТКРС;
способность к эксплуатации в осложненных условиях (высокая
температура, химически и аброзивно-активные среды, большая
обводненность и газовый фактор в добываемой жидкости);
практически исключаются отложения солей и АСПО и, если
имеется такой риск, обеспечивается возможность ввода ингибиторов и
химреагентов непосредственно в рабочую жидкость;
работа нескольких (до 8) струйных насосов от одной наземной
установки;
варьирование объемов добычи с поверхности путем изменения
давления и расхода рабочей жидкости;
проведение гидродинамических исследований (КВД, давление и
температура на приеме насоса) непосредственно с использованием
струйного насоса;
наиболее оптимальная реализация пластового давления при
«глубокой» посадке насоса.
Недостатки:
стоимость наземного и подземного оборудования.
Струйные насосы выпускаются с наружным диаметром от 1,5˝ до
4,0˝ при монтаже с НКТ различного диаметра.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
381
В среднем объем закачиваемой и добываемой жидкости составляет
3 : 1.
Схема оборудования скважины струйной насосно-эжекторной
системой с пакером.
Рисунок 4.61- Наземное и подземное оборудование
1 – струйный аппарат, 2 – скважина; 3 – насос для нагнетания рабочей жидкости; 4
– сопло струйного аппарата; 5 – эксплуатационный пласт; 6 – сепаратор для
разделения скважинной жидкости; 7 – дебитомер; 8 – манометр линии нагнетания;
9 – расходомер; 10- вентиль; 11 – бойпасная линия; 12 – задвижка; 13 – манометр
давления на устье; 14 – пакер; 15 – выкидная линия; 16 – влагомер
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
382
Схема оборудования скважины струйной насосно-эжекторной
системой без пакера.
Рисунок 4.62- Наземное и подземное оборудование
1 – струйный аппарат, 2 – скважина; 4 – сопло струйного аппарата; 5 –
эксплуатационный пласт; 17 – колонна насосно-компрессорных труб 1,5”; 18 –
уровнемер; 19 – манометр для замера давление между НКТ 3,0” и
эксплуатационной колонной; 20 - колонна насосно-компрессорных труб 3,0”.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
383
Рисунок 4.63- Наземное и подземное оборудование
1 – струйный аппарат, 2 – скважина; 3 – насос для нагнетания рабочей жидкости; 4
– сопло струйного аппарата; 5 – эксплуатационный пласт; 6 – сепаратор для
разделения скважинной жидкости; 7 – дебитомер; 8 – манометр линии нагнетания; 9
– расходомер; 10- вентиль; 11 – бойпасная линия; 12 – задвижка для контроля за
давлением и уровнем жидкости в затрубном пространстве скважины; 13 – манометр
давления на выкеде (устье); 14 – обратный клапан; 15 – выкидная линия; 16 –
влагомер; 17 – колонна насосно-компрессорных труб 1,5”; 18 - колонна насосно-
компрессорных труб 3,0”.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
384
Принцип работы насосно-эжекторной системы в скважине.
Многоступенчатый центробежный насос 3, силовой станции,
(рисунок 4.63) нагнетает жидкость, через расходомер 9, по НКТ 1,5” 17 в
сопло струйного аппарата 4, который эжектирует продукцию,
поступающую через обратный клапан 14, на поверхность по кольцевому
пространству между НКТ 1,5” 17 и НКТ 3” 18. Смешанный поток после
подъёма на поверхность поступает в сепаратор 6, где происходит
предварительное разделение жидкости на газ, нефть и воду. Жидкость
поступает на прием насоса 3, газ напрямую в выкидной коллектор 15, а
нефть через дебитомер 7 и влагомер 16 в выкидной коллектор 15.
В ряде случаев, возможно, обойтись без силовой станции. Вода при
этом из системы ППД нагнетается по НКТ 1,5" в сопло струйного
аппарата. Эжектируемая продукция вместе с рабочей жидкостью - водой
поднимается на поверхность по кольцевому зазору между НКТ 1,5" и 3".
Это технологическое решение даёт возможность внедрять гидроструйный
способ эксплуатации для проблемных скважин, разбросанных по площади
месторождения, без установки наземных силовых станций. Решается
также проблема нерационального использования воды из системы ППД в
зимний период только для предотвращения замерзания отдельных кустов
низкодебитных скважин. Эту воду перед поступлением на обогрев в
нефтепровод или АГЗУ «Спутник» можно будет направить на добычу
нефти из проблемной скважины.
Агрегат насосный струйный
Агрегат насосный струйный АНС1-146 (AHCI-168) предназначен
для добычи продукции из искривленных и вертикальных нефтяных
скважин условным диаметром 146 и 168мм. Конструкция насоса
позволяет производить гидродинамические исследования скважины и
менять быстроизнашивающиеся детали насоса (струйного аппарата) без
подъема насосно-компрессорных труб (НКТ).
Насос состоит из:
корпуса;
обратного клапана;
свободно сбрасываемого (вымываемого) струйного аппарата.
Принцип действия насоса основан на использовании
гидравлической энергии жидкости, закачиваемой под высоким давлением
по НКТ, в скважинный струйный аппарат, который, подсасывая
продукцию скважины, передает ей энергию, используемую для подъема
продукции на поверхность и транспорта в систему нефтесбора. В качестве
РЖ может быть использована вода или нефть под высоким давлением.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
385
Рисунок 4.64 – Агрегат насосный струйный АНС
1 – колпак; 2 – аппарат струйный; 3 – корпус; 4 – пакер; 5 – обратный
клапан
Струйный насос приводится в действие от наземного источника
гидравлической энергии. Управление работой скважины, оборудованной
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
386
струйным насосом, осуществляется с поверхности. В комплект поставки
могут входить специальные инструменты и принадлежности,
обеспечивающие монтаж и работу насоса в скважине:
ерш-скребок;
ловитель насоса;
ловитель обратного клапана;
пробка для опрессовки НКТ;
пробка для опрессовки.
Технические характеристики
Таблица 4.87
Значение
Наименование параметра
АНС1-146 АНС1-168
Производительность при давлении РЖ до
20МПа, м
3
/сут
от 5 до 300
Давление на выкиде насоса, МПа от10 до 20
Коэффициент подмешивания 0,2 - 1,2
Рабочая жидкость нефть, вода, водонефтяная смесь
Перекачиваемая среда смесь РЖ с пластовой жидкостью
Параметры добываемой продукции из скважин:
- содержание свободного газа
объемное, %, не более
10
- вязкость, мм
2
/с, не более 35
- плотность, кг/м
3
от 700 до 1150
- температура,
0
С, не более +140
Допустимое объемное содержание
свободного газа на приеме насоса в
рабочих условиях, %, не более
10
Внутренний диаметр сменной насадки,
мм
От 2 до 6
Внутренний диаметр сменной камеры
смешения, мм
От 3 до 8
Диаметр струйного аппарата, мм 59
Диаметр НКТ, мм 73
Условный диаметр скважины, мм 146 168
Длина с пакером, мм, не более 3370 3110
Диаметр насоса, мм 107 107
Масса без пакера, кг, не более 50 41
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
387
Схема компоновки струйного насоса
Рисунок 4.65 – а)
Компоновка с пакером FHH
Рисунок 4.65 – б) Компоновка с
пакером 2ПД-ЯГ
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
388
4.7 Эксплуатация скважин винтовыми насосами
Винтовой насос это - гидравлическая машина, рабочим органом
которой является винт: служит для подачи жидкости, в том числе с
повышенной вязкостью. Винтовой насос представляет собой
разновидность роторных насосов, называется также червячным. В
корпусе винтового насоса имеется ведущий и один или два ведомых
винта. При вращении винтов места их зацепления перемещаются вдоль
оси - замкнутый между витками объём жидкости вытесняется. Жидкости
сообщается главным образом потенциальная энергия, благодаря чему в
ней значительно возрастает давление
Винтовые насосные установки выпускаются нескольких
модификаций:
с погружным электродвигателем;
с поверхностным электроприводом;
Винтовые насосы находят широкое применение на месторождениях
при добыче высоковязких нефтей.
На рисунке 4.67 (а; в) представлен ротор, т.е. винт насоса и статор
(обойма).
Рисунок 4.66 – а) Винт насоса; в) обойма насоса,
1-обойма; 2- корпус.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
389
Винт насоса однозаходный, и его любое поперечное сечение
представляет круг радиусом R.
Центр сечения винта смещен относительно оси на величину
эксцентриситета «е». Поверхность винта образуется вращением
синусоиды «abcd» вокруг оси с её одновременным перемещением вдоль
оси. При повороте винта на 360º осевое перемещение синусоиды
составляет величину t и равняется шагу винта. Обойма насоса
представляет собой полый цилиндр, с профилированной внутренней
поверхностью двухзаходного винта с шагом Т, равным удвоенному шагу
винта насоса 2t. Так как центр сечения круга винта и ось винта смещены
соответственно относительно оси винта и оси обоймы на величину
эксцентриситета «е», то поперечное сечение двухзаходной винтовой
поверхности обоймы будет представлено в виде полукругов радиусом R,
равным радиусу сечения винта, и прямоугольника. Тогда общая площадь
проходного сечения обоймы составит:
eD
D
S 4
4
2
(4.84)
где D=2R – диаметр сечения винта.
Внутренняя поверхность обоймы будет образованна в результате
сложного перемещения указанного сечения (вращение вокруг оси обоймы
и движение вдоль этой оси). Винтовая поверхность обоймы имеет то же
направление вращения, что и поверхность винта. Все точки на периферии
сечения обоймы описывают винтовые линии, и при повороте на 360º
сечение перемещается на величину Т. Осевое перемещение при повороте
на угол φ составит:
2
T
Z
(4.85)
Рабочие характеристики УВН (одновинтового насоса)
определяются по следующим формулам.
Теоретическая производительность насоса, м
3
/с;
60
4 nTDe
Q
т
(4.86)
где
e
– величина эксцентриситета между центром сечения винта и
статора, м;
D
– диаметр сечения винта, м;
T
– шаг двухзаходного винта, м;