Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Эксплуатация насосов объемного действия в системе ППД ПАО «Татнефть»

Поддержание пластового давления представляет собой одно из самых энергоемких направлений в процессе нефтедобычи. В структуре затрат на электроэнергию ПАО «Татнефть» расходы на энергообеспечение системы ППД составляют до 34,6%. Постоянного роста цен на электроэнергию обуславливает необходимость внедрения энергоэффективного насосного оборудования, в том числе насосов объемного действия. Данные установки обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с центробежными, среди которых высокий КПД (до 88%), возможность регулирования объемов закачки без снижения напора и др. Итоги проведенных в компании ОПР по эксплуатации насосов объемного действия показывают, что внедрение данного оборудования действительно позволяет существенно снизить удельное потребление электроэнергии (до 3 кВт-ч/м3). При этом основная доля аварийных простоев связана с адаптацией нового оборудования условиям месторождений ПАО «Татнефть». С целью недопущения длительного простоя по причине отсутствия запасных частей специалисты ООО «УК «Система-Сервис» сформировали перечень быстро изнашиваемых деталей и организовали их своевременную закупка с учетом сроков поставки. Также прорабатываются вопросы замещения импортных деталей отечественными.

04.07.2015 Инженерная практика №06-07/2015
Хабибрахманов Азат Гумерович Главный инженер НГДУ «Елховнефть» ПАО «Татнефть»
Ксенофонтов Денис Валентинович Главный инженер НГДУ «Елховнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина
Фархутдинов Наил Назипович Начальник ПОППД НГДУ «Елховнефть»

Рис. 1. Насосное оборудование, применяемое в системе ППД ПАО «Татнефть»
Рис. 1. Насосное оборудование, применяемое в системе ППД ПАО «Татнефть»
Рис. 2. Насосный агрегат объемного действия АНТ 150х1500
Рис. 2. Насосный агрегат объемного действия АНТ 150х1500

В настоящее время в системе ППД ПАО «Татнефть» эксплуатируются 516 насосных агрегатов типа ЦНС, горизонтальных насосных установок (ГНУ) и плунжерных насосов (рис. 1). Порядка 50,8% парка оборудования приходится на ЦНС-40, 63 и 80 (262 ед.), 15,7% – на ЦНС-100, 120, 180 (81 ед.). Доля ГНУ  составляет 30,4% (157 ед.); плунжерных насосов – 3,1% (16 ед.).

Внедрение насосов объемного действия в компании началось еще в 1990-е годы. В то время внедрялись установки типа АНТ-90,150, 200 и т.д. производства ОАО «Буланашский машиностроительный завод» (г. Березовский) (рис. 2). Опыт промышленной эксплуатации показал, что насосное оборудование работает эффективно при надлежащем уровне сервиса и комплектации запасных частей. Технические характеристики данных насосных установок представлены в табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики агрегатов типа АНТ
Таблица 1. Технические характеристики агрегатов типа АНТ

Вместе с тем в процессе эксплуатации также пришлось отметить ряд проблемных моментов в работе данного оборудования. Это, прежде всего, утечка воздуха из гидрокомпенсатора и, как следствие, повышенная вибрация выкидных трубопроводов; отказы станций управления; отслоение вольфрамового покрытия на поршнях и др. Отсутствие хорошо налаженного сервиса и качественных запасных частей в указанный период не позволили перейти к массовому внедрению данных насосных установок на объектах компании.

Таблица 2. Технические характеристики установки УЗНВ1-105.2.12.025
Таблица 2. Технические характеристики установки УЗНВ1-105.2.12.025

В 2007 году на КНС-59а ЦППД-2 НГДУ «Елховнефть» была внедрена винтовая горизонтальная насосная установка УЗНВ1-105.2.12.025 производства ООО «ВНИИБТ – Буровой инструмент» (г. Пермь). В число основных задач проекта входила организация адресной закачки воды в группу нагнетательных скважин и сокращение протяженности высоконапорных водоводов. По итогам эксплуатации наработка установки составила 6 800 ч, объем закачанной жидкости – 25382 м3, КПД –77,2%, а удельное потребление электроэнергии – 4,3 кВт-ч/м3 (табл. 2). В результате поломки редуктора оборудование долгое время находилось в простое, и в связи с отсутствием целевого сервиса дальнейшую эксплуатацию пришлось остановить.

Рис. 3. Насосный агрегат объемного действия УНОР 100х1700
Рис. 3. Насосный агрегат объемного действия УНОР 100х1700

Для осуществления адресной закачки воды и сокращения протяженности высоконапорных водоводов в 2010 году на объекте ЦППД-1 НГДУ «Елховнефть» была внедрена объемная регулируемая насосная установка (УНОР 100х1700) производства ООО НПП «Новые Технологии» (г. Лениногорск) (рис. 3).

Наработка оборудования составила 4 760 ч, объем закачанной жидкости – 9536 м3; КПД – 80%, удельное потребление электроэнергии – 6,2 кВт-ч/м3 (табл. 3). В состав оборудования был включен частотно-регулируемый привод (ЧРП), позволяющий изменять режим работы двигателя для обеспечения заданного расхода или давления нагнетания.

Основными причинами простоев данной установки стали постоянные пропуски масла гидросистемы, отказ станции управления, перегрев оборудования и выходы из строя поршневой системы из-за высокого давления закачки. В настоящее время установка находится в нерабочем состоянии в ожидании модернизации.

Рис. 4. Насосные агрегаты объемного действия DP 410-125 (Wepuko)
Рис. 4. Насосные агрегаты объемного действия DP 410-125 (Wepuko)

ВНЕДРЕНИЕ УСТАНОВОК DP 410-125 ИНОСТРАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

В течение 2011-2015 годов на КНС-86а, 86, 175, 80 НГДУ «Елховнефть» были внедрены четыре установки DP 410-125 производства немецкой компании WEPUKO (рис. 4, табл. 4). Как следует из рис. 5, при сопоставимых параметрах подачи (Q=40 м3/ч) и напора (Н=1400 м) фактическое удельное потребление электроэнергии у насосов DP 410-125 в среднем в 2,6 раза ниже, чем у ЦНС-40 и в 2 раза – чем у ГНУ.

Таблица 4. Параметры работы насосов DP 410-125 (Wepuko)
Таблица 4. Параметры работы насосов DP 410-125 (Wepuko)
Рис. 5. Напорные характеристики насосов DP 410-125, ЦНС и ГНУ номинальной производительностью 40 м3/ч и напором 1400 м
Рис. 5. Напорные характеристики насосов DP 410-125, ЦНС и ГНУ номинальной производительностью 40 м3/ч и напором 1400 м

Если совместить графики удельного потребления объемных и центробежных насосов в единой системе координат, то в зоне высоких давлений наблюдается гиперболическая зависимость удельного потребления для центробежных насосов, при этом удельное потребление у ЦНС заметно выше, чем у объемных насосных установок (рис. 5).

КПД объемных насосов примерно в два раза выше, чем у центробежных, что связано с физическими особенностями работы обоих видов оборудования. Так, КПД центробежного насосного агрегата учитывает все потери, связанные с передачей насосом энергии перекачиваемой жидкости (механические потери мощности, потери на дисковое трение, объемные и гидравлические). К тому же ЦНС – это секционный насос со множеством лопастей (колес), что предопределяет сравнительно низкий КПД.

В свою очередь, объемные насосы характеризуются существенно меньшими потерями на трение жидкости в проточной части и утечки. Кроме того, отсутствуют потери на вихреобразование и дисковое трение, вследствие чего КПД выше и практически не зависит от режимов работы насоса (подача, напор).

Насосные агрегаты объемного действия DP 410125 были приобретены в комплекте с ЧРЭП, позволяющим в случае необходимости при неизменном напоре регулировать объемы закачки в диапазоне от 29,2 до 45,8 м3/ч.

Основные причины простоев насосов DP 410-125 связаны с проведением аварийных работ – 40,9% (из них ожидание поставки запчастей – 46%) и проведение геолого-технических мероприятий – 57,9%. Регламентные работы занимают не более 1,2% времени.

СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ УСТАНОВОК DP 410-125

В ноябре 2014 года закончился гарантийный срок эксплуатации импортных насосных агрегатов последней партии. Мы выполнили анализ и сортировку запасных частей, закупленных вместе с оборудованием, и составили перечень необходимых запчастей с целью поддержания установок в работоспособном состоянии. К сожалению, все запчасти закупаются за границей, что увеличивает их стоимость в текущих экономических условиях.

Стоит отметить и то, что включенные в перечень запасные части – это детали самих насосов, необходимые для проведения плановых ремонтов. Все остальное вспомогательное оборудование, например, электродвигатель маслонасоса, расходомер, датчики давления и температуры, сетки фильтров тонкой очистки, комплектующие к станции управления после истечения гарантийного срока, приходится закупать самостоятельно, что увеличивает время простоя агрегатов и затраты на их ремонт.

Таким образом, одной из наиболее актуальных задач в части сервисного обслуживания импортных насосных установок остается вопрос импортозамещения большинства комплектующих материалами и оборудованием отечественного производства.

Рис. 6 Насосный агрегат СИН 46 ООО «Завод Синергия» на КНС-2
Рис. 6 Насосный агрегат СИН 46 ООО «Завод Синергия» на КНС-2

С этой целью специалисты ПАО «Татнефть» активно ведут поиск и отбор российских изготовителей насосного оборудования, способных организовать производство и поставку необходимых для ремонта деталей. Проведены встречи с представителями ООО «СИНЕРГИЯ» (г. Пермь), где обсуждалась возможность применения в системе ППД насосного оборудования объемного действия отечественного производства. Для системы ППД предложен аналог WEPUKO по производительности и напору. При сравнении существующей стоимости при одинаковых параметрах предпочтение можно отдать насосному агрегату производства ООО «СИНЕРГИЯ» г. Пермь. В связи с отсутствием опыта эксплуатации, данных о средней наработке узлов и материалов установки принято решение о проведении ОПР насосной установки СИН 46 на КНС-2 НГДУ «Елховнефть» производительностью 500 м3/сут (рис. 6). Насосная установка смонтирована и запущена в работу 27.04.2015 г.

Таблица 5. Показатели работы ПНА СИН-46 на КНС-2 НГДУ «Елховнефть»
Таблица 5. Показатели работы ПНА СИН-46 на КНС-2 НГДУ «Елховнефть»

Показатели работы установки приведены в табл.5. На 01.08.2015 года наработка установки составила 1941 ч, простой составляет 458 часов. Основные причины остановок были связаны с малым сроком эксплуатации уплотняющих элементов и деталей клапанного механизма. В процессе эксплуатации специалисты ООО «СИНЕРГИЯ» постоянно вносят конструктивные изменения в узлы и механизмы установки с целью снижения затрат на обслуживание и повышения надежности работы насосного агрегата. Последняя доработка сальникового уплотнения плунжера позволила отказаться от принудительной смазки маслом плунжеров установки и  значительно сократить сроки замены уплотнений.

Сегодня согласованы технические задания на изготовление двух установок производительностью 1000 м3/сут. Насосные установки на стадии комплектации оборудования.

Рис. 7. Показатели работы насосного агрегата СИН 46 ООО «Завод Синергия» на КНС-2
Рис. 7. Показатели работы насосного агрегата СИН 46 ООО «Завод Синергия» на КНС-2

Для оценки возможности и потенциала замены центробежных насосов на плунжерные в рамках совместной работы был проведен анализ работы ЦНС производительностью 750-1200 м3/сут, характеризующихся высокими удельными затратами на электроэнергию и относительно высоким коэффициентом эксплуатации. По результатам данного анализа к внедрению были рекомендованы шесть насосных агрегатов со значением окупаемости до 5 лет и экономией за счет снижения потребления электроэнергии до 12,7 млн рублей в год (рис. 7).

Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Опыт внедрения модуля «Мониторинг обводненности добываемой продукции» программного комплекса «Мониторинг разработки месторождений» ПК «МРМ» В ОАО «Самаранефтегаз»
Проблемные вопросы при обслуживании плунжерных насосных агрегатов, эксплуатирующихся в системе ППД ПАО «Татнефть»
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №04/2018

Инженерная практика

Выпуск №04/2018

Эксплуатация осложненного фонда скважин. Ремонт скважин. Подготовка и транспорт углеводородов
Осложненный фонд ПАО «НК «Роснефть», ПАО «ЛУКОЙЛ», ОАО «Сургутнефтегаз» и др.Оборудование, программное обеспечение и методики для добычи нефти в условиях выноса мехпримесейОпыт и технологии борьбы с АСПОВентильные приводы в составе УЭВН и СШНУОчистка ПЗП и забоя нагнетательных скважин и скважин с боковыми стволамиЗащита сварных соединений трубопроводов от коррозииХимические реагенты для подготовки и транспорта нефтиУтилизация и переработка ПНГ
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Трубопроводный транспорт
Коррозия 2018
Производственно-техническая конференция

КОРРОЗИЯ – 2018: Эффективные методы работы с фондом скважин, осложненным коррозией, эксплуатация промысловых нефтегазопроводов и водоводов в условиях высокой коррозионной активности

27-29 августа 2018 г., г. Казань, конференц-зал «Габдула Тукай»
Задачей Конференции является обмен опытом и определение наиболее экономически и технологически эффективных решений и технологий в области работы с фондом скважин, осложненных коррозионным фактором и анализ применения современных методов и технологий для сокращения аварийности промысловых трубопроводов различного назначения в условиях высокой коррозионной активности.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис – июль 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

23 – 27 июля 2018 г., г. Пермь
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми в рамках авторского курса С. Балянова.