Установки погружных электроцентробежных насосов, применяемых на Ярайнерском месторождении

Установки электроцентробежных насосов (УЭЦН) предназначены для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин и используются для форсирования отбора жидкости.

Продукция добывающих скважин в большинстве случаев представляет смесь жидкости и свободного газа, причем вязкость жидкости может существенно отличаться от вязкости воды. В этом случае изменение внешних параметров работы центробежного насоса может существенно отличаться от их изменения при действии вязкости жидкости или свободного газа

Наибольшее число осложнений и неполадок возникает при эксплуатации скважин, в продукции которых содержится газ и песок. Свободный газ, поступающий вместе с жидкостью в ЭЦН, существенно ухудшает его рабочие характеристики. По длине на­соса изменяются объемный расход, вязкость и плотность откачи­ваемой газожидкостной смеси.

На сегодняшний день предложено большое число различных схем и  модификаций установок ЭЦН. На рисунке 3.1 представлена одна из часто         встречающихся на промыслах схема оборудования добывающей скважины   установкой погружного центробежного электронасоса. На рис. 3.1 изображены: термометрические системы (ТМС) 1,погружной электродвигатель (ПЭД) 2,      гидрозащита 3, щелевой фильтр (ЖНШ) 4 (рис.3.2), газосепаратор 5, насос 6, ловильная головка 7, обратный клапан насосный 8, спускной клапан 9, колонна насосно-компрессорных труб (НКТ) 10, задвижка затруб-линия 11, секущая  задвижка 12, обратный клапан устьевой 13, пробоотборный вентиль14, штуцерная камера 15, колено 16, манометры 17, 19, 24, манифольдная задвижка 18, буферная задвижка 20, лубрикаторный патрубок 21, тройник 22, центральная задвижка 23, кабельная линия 25, соединительный вентиляционный ящик 26, станция  управления 27, трансформатор 28, затрубная задвижка 29, динамический уровень жидкости в скважине 30, пояса 31 для крепления кабельной линии к НКТ и     мотор-насосному агрегату и эксплуатационная колонна скважины 33.

При работе установки насос 6 откачивает жидкость из скважины на   поверхность по насосно-компрессорным трубам 10. Насос 6 приводится в    действие погружным электродвигателем 2, электроэнергия к которому         подводится с поверхности по кабелю 17. Охлаждение двигателя 2 производится потоком скважинной продукции.

Если скважина после 3-го цикла не выходит на режим, она подлежит дальнейшему довыводу путем штуцирования. Наземное электрооборудование – станция управления 19 с трансформатором 20 -  предназначено для                    преобразования напряжения промысловой электросети до величины,            обеспечивающей оптимальное напряжение на входе в электродвигатель 2 с      учётом потерь в кабеле 17, а также для управления работой погружной установки и её защиты при аномальных режимах.

Отечественные установки ЭЦН выпускаются в обычном, коррозионно-стойком и износостойком исполнении.

Параметры откачиваемой продукции (водонефтегазовой смеси) для        насосов обычного исполнения таковы:

- максимальное содержание попутной воды - 99%;

- водородный показатель попутной воды - рН 6,0-8,5;

- максимальная плотность жидкости - 1400 кг/м3;

- максимальная массовая концентрация твёрдых частиц - 0,1 г/л;

- микротвёрдость частиц – не более 7 баллов по шкале Мооса;

- максимальная концентрация сероводород - 0,01 г/л;

- температура откачиваемой жидкости, не более - 90°С.

Наряду с проводимыми организационными мероприятиями по снижению отказов была разработана и внедрена конструкция фильтра-входного модуля ЖНШ, который изготавливается на заводе «Новомет» в габарите 5, 5А, длиной от трех до двенадцати метров (в зависимости от производительности установки). Фильтр монтируется вместо входного модуля насоса, между гидрозащитой и     газосепаратором.

Рисунок 3.1 -  Схема установки погружного центробежного насоса в скважине.

Рисунок 3.2 -  Щелевой фильтр

На рисунке 3.2 представлен щелевой фильтр (ЖНШ). Щелевой фильтр входит в состав установки центробежного насоса. ЖНШ предназначен для                    предупреждения попадания в рабочие органы насосных секций механических примесей размером более 0,1 - 0,2мм. Основной элемент фильтра ЖНШ (рис. 3.3) -это щелевые решетки, изготовленные из V-образной проволоки и                концентрических опорных прутков, присоединенных к ней. Непрерывные          отверстия сформированы так, что имеют две точки контакта с частицами у  щелевого отверстия, что приводит к частичному раскалыванию крупных частиц об острые кромки проката треугольного профиля, что минимизирует засорение. За счет конструктивной   особенности фильтра, щелевой экран имеет само     очищаемую поверхность.

Преимущество данной конструкции от других производителей                 заключается в том, что он является составной частью центробежного насоса. И беспакерная схема установки фильтра исключает вероятность пересыпания,   «прикипания» конструкции.

Допустимое по отечественным техническим условиям максимальное      содержание свободного газа на входе в насос составляет 25 %. При наличии       газосепаратора на приёме ЭЦН допустимое газосодержание увеличивается до 55 %. Зарубежные фирмы-производители УЭЦН рекомендуют применять                газосепараторы во всех случаях, когда входное газосодержание составляет более 10 %.