Подбор режимов работы оборудования в осложненных условиях при разработке нефтяных месторождений

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ, НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 7
ВЕДЕНИЕ 10
1. АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА РАБОТУ УЭЦН 11
1.1 Принцип действия УЭЦН 11
1.2. Факторы, влияющие на работу УЭЦН 14
1.3 Факторы, осложняющие работу УЭЦН 20
2. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИН ОБУРОДОВАННЫХ УЭЦН В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ 25
2.1 Структурная схема системы «пласт-скважина-установка электроцентробежного насоса» 25
2.2. Технологические решения при эксплуатации скважин с установкой электроцентробежного насоса, направленные на оптимизацию процесса 30
2.2.1 Осложненныеусловия 30
2.2.2. Технологии повышающее эксплуатационные характеристики УЭЦН 34
2.2.3 Энергоэффективностьустановкиэлектроцентробежногонасоса 44
3. МЕРОПРИЯТИЯПОПОДБОРУСИСТЕМЫ«ПЛАСТ-СКВАЖИНА- УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА» 53
3.1. Характеристики программных комплексов для проведения расчетов подбора насоса 53
3.1.1 Подбор системы «пласт-скважа-УЭЦН» в программном комплексе NovometSel-Pro 56
«ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ» 71
4. ФИНАНСОВЫЙМЕНЕДЖМЕНТ,РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬИ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 72
4.1 ОрганизацияпроведенияработпоспускуУЭЦНна примере Приобского нефтегазоконденсатного месторождения 72
4.1.2 Расчетпараметровэкономическойэффективности 73
4.1.3 Расчётприростадобытойнефти 73
4.2 Расчёт затрат на проведение организационно-технического мероприятия 75
4.2.1 Расчёт основной заработной платы 75
4.2.2. Расчётдополнительнойзаработнойплаты 77
4.2.3 Расчётотчисленийнасоциальныенужды 77
4.2.4 Расчётстоимостиматериалов 77
4.2.5 Расчётдополнительнойзаработнойплаты 78
4.2.6 Расчётотчисленийнасоциальныенужды 78
4.2.7 Расчёт стоимости электроэнергии 78
4.2.8 Расчётамортизацииосновныхпроизводственныхфондов 78
4.2.9 Расчётстоимостиуслуг 79
4.2.10 Расчётпрочихрасходов 79
4.2.11 Расчёт цеховых расходов 79
4.2.12 Сметазатратнаприменениемероприятия 80
4.3 Расчётгодовогоэкономическогоэффекта 80
4.4 Расчётприростаприбыли 80
5. СОЦИАЛЬНАЯОТВЕТСТВЕННОСТЬ 85
5.1 Правовыеиорганизационныевопросыобеспечениябезопасности 85
5.2 Производственнаябезопасность 86
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 87
Повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны 87
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и вредных факторов на работающего 92
5.3 Экологическаябезопасность 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 98

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы продиктована современным этапом развития нефтяной промышленности Российской Федерации, характеризующейся осложненными условиями разработки месторождений. На нефтяных месторождениях в осложненных условиях работает в среднем 43% эксплуатационного фонда скважин.
Основными причинами преждевременных отказов глубинно-насосного оборудования являются: механические примеси, солеотложения, асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО), и коррозия погружного оборудования.
На данный момент наиболее актуальна эксплуатация месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, добыча которых осложнена отложением неорганических солей, парафинов, образованием эмульсий, механическими примесями и повышенной коррозионной активностью. Отложения солей, парафиновикоррозионнаяактивностьвпогружномоборудовании,встречаются во всех регионах добычи нефти и газа и значительно увеличивают отказ погружного оборудования.
Использование современных методов борьбы с осложненными условиями позволяет в значительной степени добиться повышения долговечности оборудования и снизить затраты на его ремонт.
Целью данной работы является – повышение эффективности эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА РАБОТУ УЭЦН
1.1 Принцип действия УЭЦН
Установка электроприводного центробежного насоса (УЭЦН) относится к погружным бесштанговым насосным установкам. Оборудование УЭЦН состоит из погружной части, спускаемой в скважину вертикально на колонне НКТ, и наземной части соединённые между собойпогружнымсиловым кабелем.
Электроцентробежный насос предназначен для добычи скважиной жидкости либо её нагнетания в пласт. Принцип работы насоса состоит в нагнетании жидкости из колес в аппараты за счет центробежной силы, возникающей при вращении ротора с закрепленными на нем колесами. Проходные сечения рабочих органов определяют пропускную способность (подачу) насоса, а их количество - напор.
Установка УЭЦН состоит из погружного насосного агрегата (электродвигателя с гидрозащитой и насоса), кабельной линии (круглого плоского кабеля с муфтой кабельного ввода), колонны НКТ, оборудования устья скважины и наземного электрооборудования: трансформатора и станции управления (комплектного устройства). Трансформаторная подстанция преобразует напряжение промысловой сети до оптимальной величины на зажимах электродвигателя с учетом потерь напряжения в кабеле. Станция управления обеспечивает управление работой насосных агрегатов и его защиту при оптимальных режимах.
Погружной электроцентробежный насос ПЭЦН в общем случае состоит из нескольких модуль - секций, достигая в длину нескольких метров. [11]
Каждая секция включает в себя большое (до 100 и более) число ступеней. Рабочая ступень насоса состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата и рассчитана на определенную подачу.
Требуемый напор насоса получают посредством комбинирования необходимого числа ступеней. При работе насоса давление в нем плавно возрастает по его длине.
В случае отсутствия в комплектации погружного оборудования газосепаратора насос комплектуют входным модулем. При использовании газосепаратора во входном модуле нет необходимости.
При эксплуатации скважин с высоким газосодержанием откачиваемой нефти для уменьшения вредного влияния свободного газа на работу ЭЦН в компоновку подземного оборудования включают дополнительный модуль - газосепаратор.
При работе газосепараюра происходит разделение потока на жидкую и газовую фазу в сепарационных барабанах под действием центробежной силы. При этом отсепарированный газ направляется в затрубное пространство, а дегазированная жидкость подается на прием насоса.
Использование эффективного газосепарзтора позволяет устойчиво эксплуатировать установки ПЭЦН в скважинах, где объемное содержание свободного газа на входе в насос существенно превышает 30%.
В скважинах, где входное объемное газосодержание менее 30% (например, в высокообводненных скважинах) вредного влияния газа на работу насоса не отмечается и в использовании газосепаратора нет необходимости. Газосепаратор устанавливается между протектором гидрозащиты и нижней секцией ЭЦН.
Протектор входит в состав гидрозащиты, предназначенной для защиты погружных маслозаполненных электродвигателей от проникновения пластовой жидкости в их внутреннюю полость, компенсации утечки масла и тепловых изменений его объема при работе электродвигателя и его остановках.
Протектор имеет две упругие диафрагмы (верхнюю и нижнюю), за счет деформации которых компенсируются изменения объема масла в электродвигателе.
Протектор устанавливается в верхней части погружного электродвигателя между двигателем и газосепаратором (или приемным модулем насоса в случае отсутствия газосепаратора).
Погружной асинхронный электродвигатель служит для привода электроцентробежного насоса и состоит из ротора, статора, головки, основания и узла токоввода.
Внутренняя полость двигателя заполнена маслом. Фильтр для очистки масла расположен в нижней части двигателя.
Компенсатор входит в состав гидроэащиты, предназначенной для защиты погружных маслозаполненных электродвигателей от проникновения пластовой жидкости в их внутреннюю полость, компенсации утечки масла и тепловых изменений его объема при работе электродвигателя и его остановках. Компенсатор имеет устройство для автоматического сообщения с полостью электродвигателя.
Компенсатор устанавливается в нижней части погружного электродвигателя.
Работа насоса основана на взаимодействии лопаток вращающегося рабочего колеса и перекачиваемой жидкости. Вращаясь, рабочее колесо сообщает круговое движение жидкости, находящейся между лопатками. Вследствие возникающей центробежной силы жидкость от центра колеса перемещается к внешнему выходу, а освободившееся пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей под действием создаваемого разрежения. Из рабочего колеса жидкость забрасывается в направляющий аппарат, который по своим каналам направляет жидкость к центральной части следующего колеса. Вследствие такого принудительного отклонения потока жидкости, на внутренних стенках направляющего аппарата создается давление. Таким образом, скоростная энергия преобразуется в энергию давления [26].
Насосные секции могут быть различной длины, что обеспечивает оптимальный подбор насоса к любой скважине. По всей длине каждой секции установлены промежуточные радиальные подшипники. Надежная и продолжительная работа насосов в различных условиях эксплуатации обеспечивается оптимальным расстоянием между радиальными опорами. Насос может быть укомплектован горизонтальным входным модулем, фильтром любой конструкции.
Выше насоса установлен обратный шаровой клапан, облегчающий пуск установки после ее простоя, а над обратным клапаном – спускной клапан для слива жидкости из НКТ при их подъеме. Гидрозащита включает в себя компенсатор и протектор. Погружной насос, электродвигатель и гидрозащита соединяются между собой фланцами и шпильками. Валы насоса, двигателя и гидрозащиты имеют на концах шлицы и соединяются между собой шлицевыми муфтами. Насос погружают под уровень жидкости в зависимости от количества свободного газа на глубину до 250-300 м, а иногда и до 600 м. Установки ЭЦН выпускают для эксплуатации высокодебитных, обводненных, глубоких и наклонных скважин с дебитом 25-1300 м3/сут и высотой подъема жидкости 500-2000 м. В зависимости от поперечного размера погружного агрегата УЭЦН подразделяют на три условные группы 5, 5А и 6 с диаметрами соответственно 92, 103 и 114 мм. Они предназначены для эксплуатации скважин с внутренними диаметрами эксплуатационных колонн соответственно не менее 121,7; 130; 144,3 мм, а установки УЭЦН 6-500-1100 и УЭН 6-700-800 – для скважин диаметром эксплуатационной колонны 148,3 мм. В качестве примера приведем три шифра установок: У3ЭЦН 5-130-1200, У2ЭЦНИ 6-350-110 и УЭЦН 5-180-1200, где кроме УЭЦН приняты следующие обозначения: 3 – модификация; 5 – группа насоса; 130 – подача, м3/сут; 1200 – развиваемый напор, м; И – износостойкое исполнение; К – коррозионностойкое исполнение (остальные обозначения аналогичны).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Соловьев И. Г. Гибкие автоматизированные технологии нефтедобычи. Концептуальные основы и системные принципы / Соловьев И. Г. //Вестник кибернетики.- 2004. - №3.- С. 136-138.
2. Ивановский В.Н. Максимально и минимально допустимые частоты вращения ротора УЭЦН при регулировании добывных возможностей с помощью частотных преобразователей / Ивановский В.Н. // Производство и эксплуатация УЭЦН: Докл. XII Всеросс. техн. конф. - Альметьевск, 2004.
3. Генералов И.В. Повышение эффективности эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН, в осложненных условиях Самотлорского месторождения / Генералов И.В.// Автореф. дис... канд. техн. наук. - Уфа, 2005.-20с.
4. Букреев В.Г. Стратегия управления электротехническим комплексом механизированной добычи нефти на основе экономического критерия/ Букреев В.Г., Сипайлова Н.Ю., Сипайлов В.А. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов.- 2017.-№3.-С. 75-84.
5. Сипайлов В.А. Оптимизация режимов работы установок электроцентробежных насосов механизированной добычи нефти / Сипайлов В.А. // Автореф. дис... канд. техн. наук.- Томск, 2009.- 19 с.
6. Деньгаев A.B. Повышение эффективности эксплуатации скважин погружными центробежными насосами при откачке газожидкостных смесей: Дис... канд. техн. наук: 25.00.17. — 160 с.
7. Смородов Е.А. Методы повышения надежности и эффективности технологического и энергетического оборудования добычи и транспорта нефти и газа: Дис... д-ра техн. наук: 05.02.13, 05.26.03. — Уфа, 2004. -317 с.
8. Фролов С.В.Повышение эффективности эксплуатации УЭЦН путем разработки и внедрения методики подбора и оптимизации работы оборудования: Дис... канд. техн. наук.- Москва, 2005.-139 с.

Весь текст будет доступен после покупки