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

Опыт и перспективы применения насосов объемного действия отечественного производства в системе ППД НГДУ «Елховнефть»

С 2011 года в системе ППД НГДУ «Елховнефть» ПАО «Татнефть» применяются насосы объемного действия немецкой фирмы Wepuko, а в 2015 году в рамках программы импортозамещения начато внедрение насосов производства ООО «Завод «Синергия». Опыт эксплуатации оборудования показал, что качество и надежность насосных агрегатов импортного производства выше, чем у отечественных аналогов. Вместе с тем, насосы российского производства вполне конкурентоспособны – при сопоставимых характеристиках их цена и стоимость обслуживания значительно ниже. Поэтому в сложившейся экономической ситуации после необходимых доработок внедрение насосов объемного действия производства ООО «Завод «Синергия» в НГДУ «Елховнефть» будет продолжено.

18.11.2016 Инженерная практика №07/2016
Гилязов Вадим Мунирович Начальник ПО ППД НГДУ «Елховнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина
Ксенофонтов Денис Валентинович Главный инженер НГДУ «Елховнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина

Рис. 1. Структура потребления электроэнергии в системе нефтедобычи ПАО «Татнефть»
Рис. 1. Структура потребления электроэнергии в системе нефтедобычи ПАО «Татнефть»

Больше половины электроэнергии в системе нефтедобычи НГДУ «Елховнефть» ПАО «Татнефть» расходуется на подъем и перекачку продукции, включая 31% – на работу системы ППД (рис. 1). При этом в структуре непроизводительных потерь электроэнергии 57% приходится на насосы, работающие на КНС, что связано с низким КПД малорасходных насосов ЦНС (рис. 2). Хорошей альтернативой последним могут служить насосы объемного действия плунжерного типа. Они отличаются высокой энергоэффективностью, что особенно актуально в условиях постоянного роста цен на электроэнергию.

 Рис. 2. Парк насосных агрегатов НГДУ «Елховнефть»
Рис. 2. Парк насосных агрегатов НГДУ «Елховнефть»

К преимуществам объемных насосных установок относятся высокий КПД (88-90%), небольшой удельный расход электроэнергии (до 4,0 кВт-ч/м3), а также возможность регулировать объем закачки при неизменных напорных характеристиках.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАСОСОВ WEPUKO

В 2011 году в НГДУ «Елховнефть» началась промышленная эксплуатация четырех насосов объемного действия немецкой фирмы Wepuko (рис. 3). Внедрение данного оборудования подтвердило его заявленные характеристики: высокую надежность и энергоэффективность. Так, с момента внедрения насосов сэкономлено более 12 млн кВт-ч электроэнергии на сумму более 26 млн рублей. При сопоставимых параметрах подачи и напора фактическое удельное потребление электроэнергии (УПЭ) у насосов Wepuko в среднем в 2,2 раза ниже, чем у ЦНС-40, и в 1,7 раза ниже, чем у ГНУ. Средний КПД этих насосов составляет 84%.

Рис. 3. Внешний вид насосного агрегата объемного действия производства Wepuko
Рис. 3. Внешний вид насосного агрегата объемного действия производства Wepuko

Несмотря на полученные положительные результаты в ходе внедрения, на начальном этапе эксплуатации насосов Wepuko были случаи выхода их из строя по аварийным причинам. По мере устранения неисправностей в процессе наработки удельное количество отказов стало снижаться и постепенно сошло на нет (рис. 4).

 Рис. 4. Удельное число отказов насосных агрегатов Wepuko
Рис. 4. Удельное число отказов насосных агрегатов Wepuko

Основной причиной аварийного выхода из строя насосов Wepuko первой партии, работающих на КНС-86а, были отслоения покрытия на всех трех плунжерах. Специалисты Wepuko заменили эти плунжеры на керамические, что позволило устранить данную причину отказов.

Еще одной причиной отказов был слом муфты маслонасоса и электродвигателя. Таких поломок было не так много, но период ожидания поставки новой муфты составил 980 ч, из-за чего оборудование длительное время простаивало.

В ноябре 2013 года после запуска на КНС-86 и КНС175 вновь смонтированных насосов второй партии было выявлено смятие сетки фильтров тонкой очистки с размером ячейки 200 мкм. Это было связано со слабым корпусом фильтра и повлекло за собой проблему кавитации: при засорении фильтра давление на приеме насоса резко падало, резко увеличивались вибрация и пульсация, что в конечном счете приводило к разрушению слабоустойчивых к ударным нагрузкам керамических плунжеров.

Чтобы устранить эту проблему, мы заказали аналогичные по размеру фильтры с увеличенной толщиной обечайки в ООО «Завод нефтегазового оборудования «Техновек». Фильтры были изготовлены и в настоящее время успешно эксплуатируются в составе насосов Wepuko в НГДУ «Елоховнефть».

После того, как были произведены эти доработки, отказы насосного оборудования Wepuko прекратились. Насосный агрегат третьей партии, смонтированный в начале 2015 года на КНС-80, эксплуатируется без аварийных отказов. По состоянию на 1 января 2016 года средний коэффициент эксплуатации этих насосов составил 0,85.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАСОСОВ ООО «ЗАВОД «СИНЕРГИЯ»

В связи с увеличением курса евро в рамках программы импортозамещения в 2015 году в НГДУ «Елоховнефть» начаты ОПР по эксплуатации насосов объемного действия производства ООО «Завод «Синергия» (г. Пермь) (рис. 5).

Рис. 5. Внешний вид насосных агрегатов объемного действия производства ООО «Завод «Синергия»
Рис. 5. Внешний вид насосных агрегатов объемного действия производства ООО «Завод «Синергия»

На КНС-2 в апреле 2015 года был введен в эксплуатацию насосный агрегат СИН-46 производительностью 500 м3/сут. По окончании ОПР мы приняли решение приобрести еще два насоса СИН-50 производительностью 1000 м3/сут и ввели их в эксплуатацию на КНС-81 и КНС-85 в декабре того же года.

Рис. 6. Удельное потребление электроэнергии на закачку насосами ЦНС-40, ГНУ, Wepuko и СИН
Рис. 6. Удельное потребление электроэнергии на закачку насосами
ЦНС-40, ГНУ, Wepuko и СИН

Средний показатель удельного потребления электроэнергии данных установок составил 3,34 кВтч/м3, что значительно ниже, чем у насосов ЦНС-40 и ГНУ (рис. 6).

В результате внедрения насосов производства ООО «Завод «Синергия» сэкономлено 561 тыс. кВтч электроэнергии на сумму 1 млн 100 тыс. рублей. Средний КПД этих насосов составляет 83,1%.

Так же, как и в случае с насосами производства Wepuko, в начальный период эксплуатации выявились конструктивные недоработки насосов СИН, которые оказали влияние на работоспособность оборудования (рис. 7).

Рис. 7. Удельное число отказов насосных агрегатов СИН
Рис. 7. Удельное число отказов насосных агрегатов СИН

Основными причинами аварийных выходов насоса СИН-46 из строя стали износ плунжерных уплотнений, слом пружин и клапанов, а также периодические утечки масла через уплотнения плунжеров и соединения маслосистемы. Для устранения этих недостатков была проведена замена металлических плунжеров на керамические, вместо манжет для уплотнения плунжеров перешли на сальниковые уплотнения, вышедший из строя редуктор заменен на новый со встроенным маслонасосом, также установлены клапаны повышенной стойкости.

С момента начала эксплуатации насосных установок специалисты ООО «Завод «Синергия» и НГДУ «Елховнефть» работали над усовершенствованием их узлов и деталей. Впоследствии все доработки были учтены при составлении технического задания на изготовление двух насосных агрегатов СИН-50 производительностью 1000 м3/сутки. Такие насосные установки для системы ППД ООО «Завод «Синергия» раньше не выпускало, так что в НГДУ «Елховнефть» была поставлена их первая партия.

Несмотря на внесенные изменения в конструкцию, в первые дни работы насосов СИН-50 обнаружились новые недостатки. Основной причиной аварийных выходов этих насосов из строя стали пропуски масла в соединениях маслосистемы. Чтобы устранить этот недостаток, были заменены резьбовые соединения, шланги и фильтры, а также радиаторы маслосистемы. Также при работе СИН-50 были зафиксированы зависания контроллеров шкафа управления насосом и потеря контроля над состоянием насосных агрегатов на диспетчерском пульте. Эти проблемы непосредственно на объектах устранила группа специалистов ООО «Завод «Синергия».

Таблица 1. Сравнительные характеристики насосов Wepuko и СИН по состоянию на 01.01.2016 г.
Таблица 1. Сравнительные характеристики насосов Wepuko и СИН по состоянию на 01.01.2016 г.
 Таблица 2. Затраты на приобретение и эксплуатацию насосных агрегатов Wepuko и СИН
Таблица 2. Затраты на приобретение и эксплуатацию насосных агрегатов Wepuko и СИН

В целом опыт показывает, что качество и надежность работы насосных агрегатов объемного действия импортного производства выше, чем у отечественных аналогов. При этом насосы СИН в целом конкурентоспособны: при сопоставимых характеристиках (табл. 1) их стоимость ниже стоимости импортных аналогов более чем в три раза, а стоимость обслуживания – в 1,5 раза (табл. 2).

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАСОСОВ

Чтобы оценить перспективы внедрения насосов объемного действия отечественного производства в НГДУ «Елховнефть», мы проанализировали энергетические показатели эксплуатации насосов ЦНС, работающих на других КНС. Результаты анализа показали, что с положительными экономическими показателями и сроком окупаемости 5-6 лет объемные насосы производительностью 1000-1500 м3/сут могут быть внедрены на КНС-11, КНС-88.

В перспективе на КНС-1, КНС-78 запланировано внедрение объемных насосов для адресной закачки на участках, где требуется повысить пластовое давление и увеличить компенсацию отборов (рис. 8).

Внедрение насосов объемного действия обеспечит следующие возможности:

  • проведение адресной закачки, стабилизация и повышение пластового давления;
  • сокращение потребления электроэнергии на объектах в два раза;
  • снизить аварийные ситуации на существующих водоводах и продлить сроки их эксплуатации посредством перевода на низконапорную систему, что позволит перейти к применению менее дорогостоящих труб с меньшей толщиной стенок или использовать пластиковые трубы.
Рис. 8 Перспектива внедрения объемных насосов с переводом на низконапорную систему
Рис. 8 Перспектива внедрения объемных насосов с переводом на низконапорную систему

ВЫВОДЫ

В целом ОПР по эксплуатации насосов объемного действия СИН в НГДУ «Елховнефть» показали положительные результаты, в частности, подтвердилось ожидаемое снижение потребления электроэнергии. За 2015 год закачано более 1 млн м3 воды, что составляет 7,6% от общего объема закачки. В 2016 году планируется увеличить объем закачки до 1,9 млн м3 (12,5%) с учетом двух насосов, введенных в эксплуатацию в декабре 2015 года.

Несмотря на необходимость доработки отдельных узлов и механизмов насосов объемного действия отечественного производства, их дальнейшее внедрение в условиях сложившейся экономической ситуации и необходимости сокращения эксплуатационных затрат, представляется целесообразным.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Вадим Мунирович, какова продолжительность эффективного цикла работы насосов объемного действия СИН?
Вадим Гилязов:: Пока трудно предположить, данные насосы эксплуатируются менее года, при этом заводом изготовителем установленный срок службы насосных установок составляет порядка 8-10 лет.
Вопрос: Какие затраты превалируют в жизненном цикле этих насосов, и насколько быстро они окупаются?
В.Г.: Когда мы готовили технико-экономическое обоснование приобретения данных насосов, то учитывали все возможные затраты: на электроэнергию, обслуживание, капитальный ремонт и др.
Когда мы закладывали максимальное удельное электропотребление насосов СИН в размере 4-4,2 кВт-ч/м3 закачиваемой воды, расчетный срок окупаемости насосов составлял порядка 6,5 лет. Но при текущих наработках расход электроэнергии этих насосов находится в диапазоне от 2,9 до 3,8 кВт-ч/м3 , что сокращает их срок окупаемости до пяти лет.
Вопрос: Насосы каких типов вы планируете в перспективе полностью заменить на насосы объемного типа?
В.Г.: Исходя из экономической целесообразности мы рассматриваем возможность замены энергозатратных центробежных насосов, работающих в системе ППД НГДУ «Елховнефть».
Вопрос: Как осуществляется подготовка воды для закачки в систему ППД?
В.Г.: У нас в системе ППД используются пресная, пластовая и сточная воды. Две насосные установки СИН эксплуатируются на пресной воде, одна – на сточной, где вода при производственно-товарном парке проходит полный цикл подготовки. На КНС поступает очищенная, полностью подготовленная вода.
Вопрос: Кто занимается обслуживанием насосов СИН в НГДУ «Елховнефть»?
В.Г.: Эти насосы обслуживает сервисное предприятие ООО «УК«Система Сервис».
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Совершенствование потокоотклоняющих технологий на основе полимерных систем для карбонатных коллекторов ОАО «Удмуртнефть»
Испытание технологий повышения производительности скважин в АО «Самаранефтегаз»
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
Международная 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.