Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
ГА ГЕ ГИ ГЛ ГО ГР ГУ

Гидропоршневая установка

 
Гидропоршневая установка должна пускаться в работу после проверки исправности электроконтактного, манометра при открытых запорных устройствах на линиях всасывания и нагнетания силового насоса и на перепускной линии. Давление в напорной системе должно создаваться после установления нормальной работы наземного оборудования.
Пуск гидропоршневой установки разрешается только после проверки исправности электроконтактного манометра при открытых запорных устройствах на линиях всасывания и нагнетания силового насоса и на перепускной линии. Давление в напорной системе следует создавать после установления нормальной работы всего наземного оборудования. При остановке силового насоса давление в нагнетательном трубопроводе должно быть снижено до атмосферного.
Возможности гидропоршневых установок позволяют еще больше увеличить межремонтный период работы скважин.
Описание индивидуальной гидропоршневой установки, предназначенной для эксплуатации нефтяных скважин Башкирии, было дано выше. Установки эти очень просты. Оборудование ими скважин существенно изменяет облик промыслов. Силовой агрегат устанавливается на некотором расстоянии от устья скважины в будке из гипсовых плит. На устье же скважин монтируется небольшая головка. И это - все новое оборудование, которое заменяет громоздкий станок-качалку, устанавливаемый в непосредственной близости от устья скважины при эксплуатации ее штанговым глубинным насосом.
Перед пуском гидропоршневой установки нагнетательная линия силового насоса должна быть испытана на полуторакратное рабочее давление.
Схема установки гидропоршневого насоса. К недостаткам гидропоршневых установок относится необходимость около каждой скважины устанавливать емкости для рабочей жидкости и специального силового насоса.
При работе гидропоршневых установок в скважину подается два объема дегазированной нефти на объем добываемой нефти. Понятно, что при этом происходит значительное разбавление последней.
Положительная особенность гидропоршневых установок - возможность с поверхности регулировать количество отбираемой из скважины жидкости, изменяя количество рабочей жидкости, закачиваемой к приводу, и меняя, таким образом, режим работы погружного агрегата.
Снижение производительности гидропоршневой установки при предельных концентрациях воды вызвано ростом сил трения в трущихся парах глубинного насоса.
Оценка добывных возможностей гидропоршневых насосов. Основной недостаток гидропоршневых установок можно устранить, если заменить плунжерный силовой насос, которым комплектуется установка, более работоспособным силовым агрегатом - центробежным насосом.
Насосное помещение гидропоршневой установки должно иметь естественную вентиляцию.
Отечественной промышленностью выпускаются штанговые гидропоршневые установки типа АГН улучшенных конструкций.
Многолетний опыт эксплуатации гидропоршневых установок на промыслах Азербайджана показал, что последние успешно могут работать в глубоких и даже наклонно-направленных скважинах с низкими пластовыми давлениями в условиях пескопроявления.

Перед каждым пуском гидропоршневой установки необходимо испытать нагнетательную линию на полуто-ракратное рабочее давление. Установку следует пускать при открытых запорных устройствах на приеме и выки-де насоса. Повышать давление в нагнетательной линии следует только после того, как насос выйдет на нормальный рабочий режим. При всех остановках насоса необходимо снижать давление в линии до атмосферного.
Колонны насосно-компрессорных труб гидропоршневых установок находятся под действием сил не только собственного веса и веса заполняющей их жидкости, но также под действием значительного давления, создаваемого силовым насосом. Недостаточная прочность труб является основным фактором, ограничивающим глубину спуска гидропоршневых насосных агрегатов. При больших глубинах подвески агрегатов применяются трубы из более прочных сталей. В некоторых случаях могут применяться колонны, свинченные из труб, изготовленных из стали различной марки - верхняя часть колонны из более прочных труб, нижняя - из менее прочных. Правильный выбор марки стали труб и допустимой глубины их спуска возможен только при расчете труб на прочность. Следует оговориться, что в нефтяных районах, где глубина спуска погружного оборудования составляет не более 1000 м, проверка насосных труб на прочность не требуется и могут применяться насосно-компрессорные трубы из стали любой марки.
Перед каждым пуском гидропоршневой установки необходимо испытать нагнетательную линию на полуто-ракратное рабочее давление. Установку следует пускать при открытых запорных устройствах на приеме и выки-де насоса. Повышать давление в нагнетательной линии следует только после того, как насос выйдет на нормальный рабочий режим. При всех остановках насоса необходимо снижать давление в линии до атмосферного.
Колонны насосно-компрессорных труб гидропоршневых установок находятся под действием сил собственного веса, веса заполняющей их жидкости и давления, создаваемого силовым насосом.
В настоящее время разработаны гидропоршневые установки производительностью 25 40, 100, 160 250 м3 / сут, и они могут обслуживать группу из 4 - 8 скважин.
В настоящее время разработаны гидропоршневые установки производительностью 25, 40, 100, 160, 250 куб.
На рис. 123 приведена схема групповой гидропоршневой установки для эксплуатации куста скважин. Число эксплуатационных скважин определяется мощностью силового привода и удельным расходом рабочей жидкости; в данном случае обеспечивается эксплуатация 10 скважин. В качестве силового привода используется центробежный насос погружного типа ( например, модификация насоса УЭЦП16 - 3000 - 1000), устанавливаемый в скважине-шурфе.
Для устранения возможности взрыва в насосных гидропоршневых установках должны соблюдаться следующие требования безопасности. Помещения для силового насоса ( при отдельной насосной для каждой скважины) должно располагаться с учетом направления господствующих ветров для предотвращения попадания газа из скважины в помещение насосной.
Особый интерес представляет применение группового привода гидропоршневых установок для эксплуатации кустов скважин. Проведенные экономические исследования указывают на высокую эффективность такой эксплуатации.
Вследствие того, что насосные трубы гидропоршневых установок работают под большим избыточным давлением, запас прочности их должен обязательно проверяться расчетом при работе погружных агрегатов в скважинах большой и средней глубины.
Силовой агрегат размера 2, выпускаемый фирмой Кобе. Этот агрегат применяется главным образом в индивидуальных гидропоршневых установках. Но иногда его используют и в небольших групповых установках при эксплуатации скважин небольшой глубины.
В специальных журналах по всем скважинам, эксплуатирующимся гидропоршневыми установками, ежедневно регистрируются показатели их работы: число ходов погружного агрегата, давление и расход рабочей жидкости, подача погружного агрегата, коэффициенты подачи и расхода рабочей жидкости.
По мнению разработчиков и по некоторым данным зарубежного опыта гидропоршневые установки позволяют эксплуатировать скважины с глубин до 4500 м, с максимальным дебитом до 1200 м3 / сут ( при использовании системы тандем), при высоком содержании в пластовой жидкости воды ( до 98 %), песка ( до 2 %) и агрессивных компонентов.
Односторонний самоуплотняющийся пакер.
При конструировании данного пакера максимально использованы детали от пакера гидропоршневой установки.
В 1959 г. средний межподъемный период работы по всем скважинам НПУ Туймазанефть, оборудованным гидропоршневыми установками, составлял 125 суток, в то время как средний межремонтный период работы таких же скважин, оборудованных штанговыми глубинными насосами, составлял 50 суток. В нескольких скважинах межподъемный период работы погружных агрегатов составляет более года, а в некоторых достиг полутора и почти двух лет ( скв. Столь большой межподъемный период работы погружных агрегатов позволяет в некоторых случаях планировать подъем их для профилактического осмотра и ремонта на теплое время года, когда спуско-подъемные операции особенно легко выполнить. В зимние месяцы количество смен насосов можно свести к минимуму, существенно облегчив тем самым условия труда на промыслах.
В настоящее время ведутся поиски наиболее простых и дешевых способов отделения воды и песка от нефти при подготовке рабочей жидкости для гидропоршневых установок. Проверяется целесообразность использования для этой цели следующих способов: 1) отстаивание в специальном герметичном сварном радиальном отстойнике небольшого объема, разбитом по вертикали на ряд - секций для увеличения пропускной способности; 2) центрифугирование; 3) циклонная сепарация.
В результате исследований было установлено, что депульсатор, предназначенный для дегазации жидкости, показал удовлетворительную работу, что способствовало нормальной работе силового насоса гидропоршневой установки.
В начальный период внедрения установок в качестве силовых насосов применяли главным образом модернизированные трехплунжерные горизонтальные насосы типа ГБ-351 от установок гидропрессов и насосы НС-1 / 150, изготавливаемые специально для гидропоршневых установок.
Преимущества гидропоршневых насосов еще больше проявляются при добыче высоковязких смолисто-парафинистых нефтей, которые, смешиваясь с рабочей жидкостью, облегчают условия подъема пластовой нефти. Другим существенным преимуществом гидропоршневой установки является отсутствие тяжелой колонны трущихся насосных штанг, при эксплуатации которых в наклонных скважинах происходят частые аварии из-за износа муфтовых соединений.
Создание высокоэффективных гидропоршневых насосных агрегатов, обладающих хорошей работоспособностью и надежностью, невозможно без всестороннего исследования их работы в лабораторных и в промысловых условиях. Данные исследований нужны также для правильной и эффективной эксплуатации гидропоршневых установок. Объем исследований должен быть большим вследствие разнообразия условий эксплуатации агрегатов.
Основные данные электронасоса. Одним из перспективных видов оборудования, особенно для добычи нефти из наклонно-направленных скважин, являются гидроприводные насосы, у которых отсутствуют жесткие энергопередающие связи. В настоящее время в России и за рубежом наибольшее распространение получили так называемые гидропоршневые установки, то есть такие установки, у которых силовой привод ( силовой насос) находится на поверхности, а распределительное устройство и рабочий орган спущены в скважину.
Одним из перспективных видов оборудования, особенно для добычи нефти из наклонно-направленных скважин, являются гидроприводные насосы, у которых отсутствуют жесткие энергопередающие связи. В настоящее время в России и за рубежом наибольшее распространение получили так называемые гидропоршневые установки, то есть такие установки, у которых силовой привод ( силовой насос) находится на поверхности, а распределительное устройство и рабочий орган спущены в скважину. Данный вид оборудования обеспечивает самые большие напоры ( до 4000 м) и достаточно большие подачи ( до 400 м3 / сут) благодаря высокому числу ходов поршня, которое может превышать 100 / мин. Максимальный КПД гидропоршневых насосов составляет около 32 % при подачах 60 - 80 м3 / сут. Установки данного типа позволяют использовать групповой гидравлический привод ( на несколько скважин), дают возможность плавно регулировать подачу насоса без его остановки. Спускоподъемные операции полностью механизированы, а надежная герметизация устья скважины при смене погружного агрегата исключает загрязнение окружающей среды.
В последние годы на ряде старых месторождений Баку наблюдается сравнительно быстрое изменение характеристик скважин, требующее существенного изменения режима их эксплуатации. Это обстоятельство нужно обязательно учитывать при внедрении способа эксплуатации нефтяных скважин при помощи гидропоршневых установок. Дело в том, что по некоторым месторождениям отмечается снижение пластового давления и падение динамического уровня жидкости в скважинах. На некоторых месторождениях с применением вторичных методов эксплуатации нередко происходит обводнение скважин, и тогда возникает необходимость форсировать откачку жидкости из них. Как в первом, так и во втором случаях требуется увеличение мощности погружного агрегата и иногда значительное. Поэтому прежде, чем оборудовать ту или иную скважину, необходимо оценить ее состояние, возможные перспективы эксплуатации в ближайшие годы и наличие в резерве гидропоршневых насосных агрегатов с новыми более высокими параметрами.
Техническими средствами, в большей степени отвечающими современным требованиям эксплуатации скважин, особенно в условиях кустового разбуривания месторождений ( Самотлорское и др.), являются гидропоршневые насосные установки, созданные на новой технологической и технической основе. Принципиально новым здесь являются использование в качестве силового наземного агрегата ( наиболее узкого элемента гидропоршневой установки) центробежного насоса с частотнорегулируемым электроприводом и повышение давления в системе подъемник - прием силового насоса до величины, исключающей значительное выделение попутного газа из нефти.
Особенности параметров силовых насосов ( высокое давление и сравнительно небольшая подача) показывают, что наиболее пригодными для этой цели могут быть насосы объемного типа. Однако условия эксплуатации насосов таковы, что из всех известных типов насосов объемного типа пока в качестве силовых насосов гидропоршневых установок почти исключительно применяют плунжерные насосы. Объясняется это не только техническими возможностями плунжерных насосов, но и высокими экономическими показателями их работы при данных параметрах. Правда, в последние годы проводятся опыты с применением винтовых насосов в качестве силовых. Гидравлическая мощность силового насоса может достигать нескольких десятков киловатт.
В 70 - е годы осуществлен проект разработки сложного месторождения Ист-Биверн - Хиллс с небольшой ( 0 6 га) городской площадки Паккард в западной части г. Лос-Анджелес. В каждой камере размещено по 32 скважины в два ряда. Гидропоршневыми установками с закрытой циркуляцией рабочей жидкости ( воды с присадками) успешно эксплуатируются скважины с небольшим газовым фактором. В некоторые скважины спущены насосные агрегаты с расчетной подачей около 1000 м3 / сут.
Как известно, регулирование режима работы погружного гидравлического двигателя достигается путем изменения расхода рабочей жидкости. Наиболее экономичным способом регулирования расхода рабочей жидкости в установках с индивидуальным гидроприводом может быть применение силовых насосов с плавным регулированием подачи. Однако такие насосы, пригодные дЛя работы в составе гидропоршневых установок на нефтяных промыслах, до настоящего времени еще не созданы. Поэтому пока применяются обычные плунжерные насосы со ступенчатым регулированием подачи. Ступенчатое регулирование может быть осуществлено подбором соответствующих сменных пар зубчатых колес редуктора приводной части насоса или подбором сменных плунжеров и сальников нужного диаметра. Насос может быть снабжен несколькими парами сменных зубчатых колес и несколькими парами плунжер - сальник разного диаметра. Комбинирование этих пар позволяет осуществить многоступенчатое регулирование подачи силового насоса.

Динамика подземных ремонтов, связанных со сменой способа эксплуатации, носит специфический характер и имеет несколько максимумов в зависимости от технологии разработки нефтяного месторождения. Для месторождений типа Ромашкинского, например, значительный максимум отмечается в связи с массовым переводом фонтанных скважин на механизированный способ эксплуатации. При этом внедряются как погружные ЭЦН, так и штанговые, а также гидропоршневые установки. Другой максимум связан с форсированием добычи при прогрессирующем обводнении нефтяных скважин. В этом случае штанговые насосы и гидропоршневые установки заменяют высокопроизводительными погружными ЭЦН. Возможны также подземные ремонты в скважинах, в которых требуется повторная замена погружных насосов вновь на штанговые, что в основном проводится в малодебитных скважинах по технико-экономическим соображениям.
Осложнения при эксплуатации обводненных скважин возможны также в зимнее время, если температура воздуха опускается значительно ниже нуля, а установка по каким-либо причинам остановлена на длительное время и в обвязке не предусмотрена возможность спуска воды. Об этой возможности необходимо помнить при монтаже обвязки и прокладке выкидных линий. Если монтаж выполнен правильно, то при эксплуатации установки не будут возникать осложнения, тем более что температура воздуха в Баку ниже нуля опускается редко и на сравнительно короткий срок. Опыт эксплуатации обводненных скважин гидропоршневыми установками в течение нескольких лет показал, что климатические условия Баку позволяют осуществлять ее даже без утепления трубопроводов.
Комплект гидропоршневого насосного агрегата стоит в 3 - 5 раз дороже глубинного штангового насоса. Однако имеются сведения [76], что гидропоршневая насосная установка в целом стоит дешевле установки штангового насосана 2 - 4 тыс. долл. Объясняется это главным образом большим межремонтным периодом эксплуатации скважин и легкостью, с которой производится замена погружных агрегатов свободного типа. Отмечается большая экономия металла ( особенно на групповых гидропоршневых установках) по сравнению с установками штанговых насосов.
Динамика подземных ремонтов, связанных со сменой способа эксплуатации, носит специфический характер и имеет несколько максимумов в зависимости от технологии разработки нефтяного месторождения. Для месторождений типа Ромашкинского, например, значительный максимум отмечается в связи с массовым переводом фонтанных скважин на механизированный способ эксплуатации. При этом внедряются как погружные ЭЦН, так и штанговые, а также гидропоршневые установки. Другой максимум связан с форсированием добычи при прогрессирующем обводнении нефтяных скважин. В этом случае штанговые насосы и гидропоршневые установки заменяют высокопроизводительными погружными ЭЦН. Возможны также подземные ремонты в скважинах, в которых требуется повторная замена погружных насосов вновь на штанговые, что в основном проводится в малодебитных скважинах по технико-экономическим соображениям.
Насосный агрегат, который состоит из центробежного насоса, непосредственно соединенного одним и тем же валом с гидравлической турбиной, спускается на внутренних трубах. По ним закачивается рабочая жидкость. Она приводит в движение турбину, поступает затем в кольцевое пространство между двумя рядами концентричных труб и поднимается на поверхность. Жидкость, которую откачивает центробежный насос, нагнетается в то же кольцевое пространство, по которому поднимается на поверхность вместе с рабочей жидкостью. Гидравлическая турбина аналогична турбинам, используемым в турбобурах. Рабочая жидкость подается теми же силовыми насосами, что и в гидропоршневых установках.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11