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 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 [ 115 ] 116 117 118 119 120 121

к.п.д., но при этом потребуется еще большее увеличение длины вала, что нежелательно.

На рис. 4.1-97 показана рабочая характеристика 100-ступенчатого насоса фирмы Реда. По кривой зависимости qm от Н видно, что напор по мере увеличения подачи уменьшается. В отличие от наземных центробежных насосов электронасосы стабильно работают при любой подаче.

В рабочей зоне кривые ха-

100 80 80 SO 10 30

3D 10 ео 80100 200 300 500

1000 2000 то м/сут

Рис. 4.1-96. к. п. д. насосов фирмы Рэда

рактеристики насоса имеют умеренную крутизну. Это указывает на то, что на подачу насоса не должно влиять изменение давления в подъемных трубах из-за возможных колебаний динамического уровня в скважине. Для обеспечения более надежной работы насоса необходимо поддерживать его подачу при максимальных значениях

к. п. д. с отклонениями ±15%-Направляющие аппараты и рабочие колеса насоса изготавливают из коррозионно-эрозионностойкого материала (никелевой стали, бронзы или пластмассы). В Советском Союзе получены хорошие результаты при использовании рабочих колес, изготовленных из пластмассы П-68. Масса рабочего колеса, изготовленного из пластмассы, составляет всего 9% от массы рабочего колеса, изготовленного из бронзы (Богданов, 1968). Подача насоса в основпом зависит от диаметра скважины и развиваемого насосом напора. На рис. 4.1-98 показано изменение подачи насосов фирмы Рэда при использовании электродвигателя.

Электроэнергия к двигателю подводится по трехжильному кабелю, хорошо изолированному от пластовой жидкости и защищенному от возможных механических повреждений. Кабель закрепляется на НКТ через каждым 4-5 м и спускается в скважину вместе с ними. Максимально допустимая рабочая температура для кабеля составляет 93- 125 °С (Болей, 1967). Особое внимание следует уделять обеспечению полной газонепроницаемости изоляционного материала. В случае проникновения под высоким давлением газа в поры изоляционного материала при снижении давления могут образоваться вздутия, в результате чего кабель будет выведен из строя.

Над насосом обычно устанавливается шаровой обратный клапан. Это важно с той точки зрения, что при перерывах в работе насоса уровень жидкости должен сохраняться в НКТ выше насоса. В том случае, если не будет установлен обратный клапан, при остановке насоса жидкость будет выливаться из колонны труб в скважину. При запуске двигателя в этот момент от перегрузки могут сгореть его обмотки. Для предотвращения этого на пульте управления предусматривается установка реле времени. Запуск двигателя может быть осу-

ществлен только после истечения определенного времени. Кроме того, обратный клапан предотвращает осаждение песка в насосе при добыче продукции, содержащей песок. Осаждение песка в насосе может вызвать засорение и прихват рабочих колес.

Для экономической эксплуатации важно подобрать УЭЦН для работы в скважине при оптимальной подаче и при оптимальном к.п.д. Однако в высокопродуктивных скважинах центробежные электронасосы используют только при исследовании, а после анализа результатов исследований спускают насос с оптимальными параметрами. Исследование скважины проводят следующим образом.

Перед началом испытаний нужно какое-то время для установления статического уровня в скважине. НКТ заполняют нефтью, добытой из скважины. Затем закрывают устье и включают насос. Давление насоса будет возрастать и достигнет максимального значения, но равного Haft к и/ клд, %

ЪОО -

100 200 300 т 500 600 700 800 Рис. 4.1-97. Рабочая характеристика центробежного насоса типа Q-110 фирмы Рэда;

А - оптимальная область; Б - максимальная область.

пору столба жидкости в затрубном пространстве (см. рис. 4.1-99). В результате этого давление на устье скважины будет равным рк. р. Тогда

Рк.р

(4.1-72)

Затем на устье скважины открывается задвижка, и скважина эксплуатируется с дебитом дж- Как только дебит скважины стабилизируется, устье закрывается и замеряется давление на устье. Предположив, что за короткое время в период закрытия скважины дебит незначительно изменится, достаточным приближением можем записать

-•Р (4.1-73)

Если глубина скважины равна L, а средняя плотность жидкости в скважине Уж, то пластовое и забойное давления составят:

А.д(-Л2)Уж.

где hx и /i2 можно определить по вышеприведенным формулам. Если известен установившийся дебит скважины q, то с помощью соотношения дук = К (рз. ст-/?з-д) можно определить коэффициент продуктивности.

2000 -

то -

dg обсадный, колонны, им / tzs

Z ISO

3 193

то

2000

3000 Lu

Рис. 4.1-98. Изменение подачи насосов фирмы Рэда

Ол--

Л Р 0

Рис. 4.1-99. Испытание скважины с помощью УЭЦН

Зная значения К и рз. можно написать уравнение притока жидкости к забою скважины. Здесь предполагается, что показатель п уравнения притока равны 1. Если это не так, то испытания необходимо повторить и снова определить К. Если в процессе испытания характер притока в скважину не совсем точно определен, тогда путем подбора соответствующего штуцера можно в какой-то степени обеспечить работу насоса при более экономичном режиме (Муравьев и Крылов, 1959).

При подборе УЭЦН особое внимание уделяют энергоснабжению и выбору наиболее экономичного размера кабеля и соответствующего падения напряжения в нем. На рис. 4.1-100 показана диаграмма потребления электроэнергии для скважины дебитом 80 м/сут при напоре 1850 м вод. ст. Потери в кабеле, как видно, составляют почти одну пятую общего потребления энергии робщ. Падение напряжения в кабеле может быть значительным.

Для обеспечения работы насоса при оптимальном напряжении необходимо знать падение напряжения в кабеле, которое должно быть скомпенсировано за счет применения автотрансформатора. Обычно оптимальные напряжения находятся в пределах 400-2300 В.