Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

Наземное оборудование

Типовая наземная установка для погружного насоса состоит из устья скважины для фиксации насосно-компрессорной колонны и внутрискважинного оборудования и для обеспечения уплотнения насосно-компрессорной колонны и силового электрического кабеля, распределительной коробки для обеспечения атмосферозашищенно-го соединения внутрискважинного и наземного кабелей, распределительного щита для электроарматуры и группы трехфазных трансформаторов (рис. 10.34). Переключатели изготавливаются специально для каждого конкретного

»((!

Монтаж устья скважины

Распределительный щит

Распределительная коробка

Силовой кабель

Рис. 10.34. Наземное оборудование для погружного электро-насоса

случая. Электроарматура производится в атмосферозащит-ном исполнении и может состоять только из магнитного пускателя и предохранителей, записывающего амперметра, индикаторных лампочек, регуляторов длительности цикла или автоматических приборов дистанционного управления. Можно, кроме того, обеспечить защиту от скачков напряжения в источнике питания.

Группа трансформаторов нужна для преобразования сетевого напряжения в напряжение, необходимое для работы подземного оборудования. Трансформаторы могут быть повышающими или понижающими, и обычно оборудуются разрядными прерывателями и конденсаторами для предотвращения повреждения электромотора из-за скачков напряжения.

Области применения

Электрические погружные насосы обычно используют для скважин с высокой обводненностью, которые функционируют аналогично водяным скважинам. Большая часть установок предназначена для производительности более 1000 бар./сут. (15 900 м) по следующим причинам:

• к насосу в обсадной колонне нефтяной скважины можно подвести большую мощность, чем в случае других вариантов механизированной добычи;

• центробежные насосы в обсадных колоннах нефтяных скважин способны работать с гораздо большей производительностью, чем поршневые насосы;

• при более низких скоростях добычи более экономичны другие системы.

Обычная установка, изображенная на рис. 10.35, применима только в том случае, когда насос установлен над продуктивным пластом. Если бы насос той же конфигурации (рис. 10.36) был установлен под продуктивной зоной, вокруг мотора не оказалось бы жидкости для охлаждения. Монтаж с насосом ниже продуктивной зоны

Максимальная зона для отделения газа

Продуктивная зона

-Прием насоса

Д=3:

Рис. 10.35. Погружной насос в кожухе

может потребоваться для снижения давления в скважине до достаточно низкого уровня для обеспечения искомого притока или для обеспечения максимального внутрискважинного отделения газа в скважинах с высоким газовым фактором. Поток жидкости вокруг мотора в такой конфигурации может быть обеспечен с помощью уста-

7 7

У /

о оО

Нагнетание насоса через кольцевой зазор

Постоянный -X.

г- Хвостовик:

Рис. 10.36. Погружной насос с пакером

новки кожуха вокруг приемного отверстия насоса, защитной секции и секции мотора. Если не учитывать ко-

жуха, монтаж не отличается от обычного монтажа внутрискважинного оборудования. Насосы в защитном кожухе не могут применяться в обсадных трубах с наружным диаметром менее 5,5 дюйма (137,5 мм). Секция газосепаратора, присоединенная к приему насоса, отделяет значительную часть любого свободного газа от скважинных флюидов.

Как и в других системах механизированной добычи, в этом случае также нужно обеспечить удаление газа из обсадной колонны. Аналогично другим системам, отделение газа от жидкости в ограниченном пространстве не эффективно на 100%. Многоступенчатые центробежные насосы с открытым входом крыльчатки не очень чувствительны к образованию газовых пробок. Однако инжекция газа снижает суммарную производительность насоса и увеличивает расходы на перекачку.

В зависимости от требований, предъявляемых к потоку и оборудованию устья скважины, прием электрического погружного насоса может состоять из любого числа центробежных ступеней (от одной до нескольких сотен). По сравнению с поршневыми насосами, одноступенчатый центробежный насос обычно дает высокие скорости потока при гораздо меньших давлениях нагнетания. Поскольку гидростатический напор, создаваемый одноступенчатым насосом, зависит от диаметра крыльчатки, гидростатический напор центробежного насоса в обсадных трубах меньшего диаметра очень ограничен. Подъем жидкостей с больших глубин требует нескольких ступеней. Небольшие насосы этого типа эффективны примерно на 40%, а большие - почти на 80%. Насосы изготовляются из материалов, устойчивых к коррозии, которую могут вызвать все обычно встречающиеся скважинные флюиды.

Электрический кабель

Конструкция с донным приемом используется в тех случаях, когда размеры обсадной колонны не позволяют добиться искомого объема добычи из-за потерь в резуль-

тате трения в насосно-компрессорной колонне или ограничений по диаметру насоса. В этой конструкции насосный и моторный отсеки меняются местами, насос забирает жидкость через хвостовик на дне агрегата. Этот вид установки чаще всего применяется с обсадными трубами с внешним диаметром 4,5 дюйма (112,5 мм) или для толстостенных труб диаметром 5,5 дюйма (137,5 мм).

Высокая объемная производительность и уменьшение скорости потока при повышении встречного давления погружных насосов позволяют использовать их во многих проектах, в том числе заводнения для добычи - закачки в замкнутой системе (рис. 10.37). Большинство коллекторов вначале поглощает воду при высоких скоростях и низких давлениях нагнетания. По мере заполнения коллектора восприимчивость уменьшается и давление нагнетания повышается.

Погружные системы с подвеской на кабеле

Все описанные до сих пор электрические погружные насосные системы требовали извлечения насосно-компрессорной колонны для обслуживания внутрискважинного узла. К более новым разработкам относится электрический погружной насос, который можно поднять или спустить на силовом кабеле. Он устанавливается на башмак на дне насосно-компрессорной колонны или на пакер при заканчивании скважин без спуска насосно-компрессорных труб. Забойная конструкция фиксируется на месте роликами фиксирующей головки, которые освобождают ее при натяжении силового кабеля. Изготовление насосов с подвеской на кабеле стало возможным после создания силовых кабелей, предназначенных для растягивающей нагрузки более 100 ООО фунт. (45 000 кг). Армирование представляет собой два слоя канатной проволоки, сплетенной во избежание закручивания во встречных направлениях. Этот вид установок дороже обычных, описанных выше, но в некоторых случаях он находит применение.