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

Предложения по повышению эффективности и надежности оборудования в системе ППД

Надежность и эффективность работы системы ППД нефтедобывающих предприятий зависит в первую очередь от применяемого в ней технологического насосного оборудования. Насосы типа ЦНС, выпускаемые еще со времен СССР и до сих пор составляющие основу парков ППД компаний, сегодня заметно уступают более современным агрегатам (например, горизонтальным насосным установкам, ГНУ) с точки зрения как технико-экономических показателей, так и материального исполнения. Фактически то же самое можно сказать и про объемные насосы типа АНТ, к недостаткам которых, помимо всего прочего, следовало бы также отнести необходимость обслуживания большого количества узлов. На этом фоне применение ГНУ (все элементы которых имеют коррозионностойкое исполнение) с широким диапазоном рабочих характеристик (КПД, расход, напор и т.д.) и высоким показателем надежности может стать во всех смыслах более выгодным, а в отдельных случаях и единственно верным решением проблемы повышения надежности систем ППД.

30.06.2013 Инженерная практика №06,07/2013
Мустафин Нияз Расихович Руководитель конструкторско-технологической службы ООО «Купер»

Рис. 1. Структура производства по видам оборудования
Рис. 1. Структура производства по видам оборудования
Рис. 2. Горизонтальная насосная установка
Рис. 2. Горизонтальная насосная установка

На рынке нефтегазового оборудования компания Kuper представлена горизонтальными насосными установками (занимающими 55% в структуре производства), блочными кустовыми насосными станциями (30%), интеллектуальными системами управления (10%), а также блоками дозирования реагентов, установками для распределения газовых линий (УРГЛ) и др. (рис. 1).

Выпускаемые ГНУ комплектуются насосной секцией, электродвигателем напряжением от 0,4 до 10 кВ, упорной камерой и маслосистемой (рис. 2). В отдельных случаях, когда производительность насоса достигает 1-1,5 тыс. м3/сут, с целью сохранения стандартных

размеров мы используем в конструкции ГНУ два параллельно расположенных насоса, соединенных между собой специальным узлом — мультипликатором.

Рис. 4. ГНУ в блочном исполнении
Рис. 4. ГНУ в блочном исполнении
Рис. 3. Рабочие характеристики ГНУ
Рис. 3. Рабочие характеристики ГНУ

На данный момент линейка ГНУ включает установки производительностью от 80 до 2400 м3/сут, мощностью от 55 до 800 кВт и напорными характеристиками в пределах 600-2100 метров (рис. 3, 4).

На рис. 5 приведены значения КПД при разных номинальных расходах установок: так, при расходе до 100 м3/сут КПД составляет 52%, до 2100 м3/сут — может достигать 60-70%. Это объясняется соотношением размеров щелевых зазоров к объему перекачиваемой среды. В свою очередь, конструкция щелевых зазоров обеспечивает снижение силы трения в процессе эксплуатации и уменьшает влияние механических примесей на наработку агрегата (рис. 6).

Рис. 6. Влияние щелевых зазоров на КПД наосов
Рис. 6. Влияние щелевых зазоров на КПД наосов
Рис. 5. Зависимость КПД от напорных характеристик
Рис. 5. Зависимость КПД от напорных характеристик
Рис. 7. Сравнение технико-экономических показателей ГНУ и ЦНС
Рис. 7. Сравнение технико-экономических показателей ГНУ и ЦНС

СРАВНЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГНУ, ЦНС И АНТ

В сравнении с малорасходными установками типа ЦНС производительностью до 1400 м3/сут оборудование Kuper обладает рядом существенных преимуществ: более высоким КПД (в среднем на 8-17% выше), широким рабочим диапазоном, низкими эксплуатационными затратами и минимальным объемом монтажно-демонтажных работ. Из недостатков стоит отметить ограничение по производительности (до 2400 м3/сут) (рис. 7, таблица).

Также применение ГНУ можно сравнить и с эксплуатацией объемных насосных установок типа АНТ. В этом случае к преимуществам можно отнести низкие эксплуатационные затраты, отсутствие дополнитель-ных узлов обслуживания, низкое значение вибрации, отсутствие дренажной системы, минимальное время простоя при ТО и ТР. Недостатки — КПД до 70%, отсутствие возможности регулирования производительности при постоянном напоре.

Рис. 8. Анализ причин преждевременного износа насосов
Рис. 8. Анализ причин преждевременного износа насосов

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ АГРЕГАТОВ

Не так давно мы провели анализ причин преждевременного износа ГНУ, в результате которого установили, что к выходу агрегатов из строя чаще всего приводит эксплуатация за пределами рабочего диапазона, низкое качество фильтрации и агрессивность перекачиваемой среды, несоответствие фундаментов установленным требованиям, частые циклы запуск/остановка и др. (рис. 8)

С учетом этих факторов для повышения надежности оборудования мы начали применять подшипники скольжения из карбида вольфрама и кобальта, а в качестве материала опорных шайб рабочих колес и направляющих аппаратов — карболит. Рабочие органы насосов выполнены из дуплексной стали. Также в конструкции агрегатов применяются подшипники качения закрытого типа.

Подбор оборудования проводится совместно с заказчиком. После внедрения на регулярной основе выполняются вибромониторинг и технический аудит.

Рис. 10. Алгоритм управления CONHAR-2
Рис. 10. Алгоритм управления CONHAR-2
Рис. 9. Алгоритм управления CONHAR
Рис. 9. Алгоритм управления CONHAR

Для работы оборудования с максимальным значением КПД мы разработали несколько алгоритмов управления, позволяющих контролировать два основных параметра (напор и расход) и поддерживать тем самым номинальный режим работы установки (рис. 9, 10).

НАСОСНАЯ УСТАНОВКА НУР-Д

Рис. 12. Анализ работы насосной установки НУР-Д
Рис. 12. Анализ работы насосной установки НУР-Д
Рис. 11. Насосная установка НУР-Д
Рис. 11. Насосная установка НУР-Д

Отдельно хотелось бы остановиться на нашей недавней разработке — насосной установке регулируемой диафрагменной НУР-Д. Ее основная особенность заключается в возможности регулирования производительности в широком диапазоне (30-120 м3/сут), в том числе при напоре до 2000 метров. Высота всасывания установки — пять метров, мощность двигателя — 37 кВт, КПД — 91% (рис. 11, 12).

Таблица 1. Экономический эффект от внедрения ГНУ
Таблица 1. Экономический эффект от внедрения ГНУ

Оборудование уже прошло стендовые испытания, в настоящий момент мы подбираем скважину для проведения ОПИ.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Нияз Расихович, установка с мультипликатором уже поставляется на рынок или пока это только разработка?
Нияз Расихович: Сама установка существует с 2002 года, а мультипликатор мы начали применять с 2006-го.
Вопрос: А при эксплуатации двуствольной насосной установки напорные характеристики не меняются?
Н.Р.: Бывали случаи передавливания одной насосной секции другой. Но на сегодняшний день трубная обвязка устроена таким образом, что для обоих насосов создаются одинаковые условия — как на входе, так и на выходе. Более того, каждый насос оснащен обратным клапаном. Мультипликатор служит для сопряжения и передачи вращения, также для увеличения количества оборотов. На входе в мультипликатор частота вращения составляет почти 3000 об/мин, на выходе — порядка 4100-4200. В итоге напор возрастает приблизительно в два, а расход — в 1,5 раза.
Вопрос: Какова общая длина этого блока?
Н.Р.: Общая длина блока составляет максимум 12 м и зависит от комплектации.
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Современные решения для ремонта трубопроводов
Внедрение энергоэффективного насосного оборудования объемного действия для поддержания пластового давления
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №01/2021

Инженерная практика

Выпуск №01/2021

Поддержание пластового давления. Повышение нефтеотдачи. промысловые трубопроводы. Подготовка нефти
Матрица применения потокоотклоняющих технологий на карбонатных коллекторахПовышение экономической и технологической эффективности системы поддержания пластового давленияБорьба с гипсовыми отложениями на внутренней поверхности водоводов высокого давления и другого оборудованияОчистка подтоварной воды от нефтепродуктов и твердых взвешенных частицУвеличение нефтеотдачи с применением закачки в пласт дымового газа и комбинации пара и диоксида углеродаБетонные покрытия для промысловых трубопроводов с теплогидроизоляцией и морских трубопроводов
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Поддержание пластового давления
ДОБЫЧА ‘2021.
Ежегодная научно-практическая отраслевая конференция

ДОБЫЧА’ 2021: Повышение эффективности эксплуатации механизированного фонда скважин, ППД.

Новые даты: 27-29 апреля 2021 г., г. Москва
27-29 апреля 2021 года ООО «Инженерная практика» проводит IV Ежегодную производственно-техническую конференцию «ДОБЫЧА 2021: Повышение эффективности эксплуатации механизированного фонда скважин, ППД». Ежегодное совещание носит рабочий характер и направлено на обсуждение применения лучших практик в области актуальных вопросах механизированной добычи нефти. К участию приглашаются Эксперты вертикально-интегрированных компаний, научных центров, поставщиков технологических решений, производителей оборудования и нефтепромысловой химии. Форма участия: очная/заочная (по запросу).