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.
![Рис. 1. Структура производства по видам оборудования](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-1.-struktura-proizvodstva-po-350x458.png)
![Рис. 2. Горизонтальная насосная установка](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-2.-gorizontalnaya-nasosnaya-ustanovka-500x291.png)
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](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-4.-gnu-v-blochnom-ispolnenii-350x471.png)
![Рис. 3. Рабочие характеристики ГНУ](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-3.-rabochie-harakteristiki-gnu-350x246.png)
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](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-6.-vliyanie-shchelevyh-zazorov-na-kpd-naosov-350x345.png)
![Рис. 5. Зависимость КПД от напорных характеристик](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-5.-zavisimost-kpd-ot-napornyh-harakteristik-350x243.png)
![Рис. 7. Сравнение технико-экономических показателей ГНУ и ЦНС](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-7.-sravnenie-tehniko-ekonomicheskih-pokazateley-gnu-i-cns-500x463.png)
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](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-8.-analiz-prichin-prezhdevremennogo-350x451.png)
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](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-10.-algoritm-upravleniya-conhar-2-350x478.png)
![Рис. 9. Алгоритм управления CONHAR](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-9.-algoritm-upravleniya-conhar-350x354.png)
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](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-12.-analiz-raboty-nasosnoy-ustanovki-nur-d-350x311.png)
![Рис. 11. Насосная установка НУР-Д](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ris.-11.-nasosnaya-ustanovka-nur-d-350x367.png)
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](http://glavteh.ru/wp-content/uploads/2018/03/ekonomicheskiy-effekt-ot-vnedreniya-gnu-740x354.png)
Оборудование уже прошло стендовые испытания, в настоящий момент мы подбираем скважину для проведения ОПИ.
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.