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

Реализация мероприятий по повышению энергоэффективности в ЦДНГ-3 ТПП «Покачевнефтегаз»

Пилотный проект «Энергоэффективный цех», реализуемый ЦДНГ-3 ТПП «Покачевнефтегаз», направлен на повышение энергоэффективности добычи нефти. В рамках проекта проведено оснащение фонда скважин УЭЦН вентильными двигателями (ВД), внедрены преобразователи частоты для УШГН и система частотно-регулируемого привода (ЧРП) для электродвигателей насосов ДНС и БКНС, модернизирован насосный парк ЦНС. Контроль энергоэффективности работы оборудования налажен при помощи автоматизированной системы технического учета электроэнергии (АСТУЭ). Проведенные мероприятия позволили снизить как общий объем потребления электроэнергии ЦДНГ-3, так и удельные показатели.

02.04.2018 Инженерная практика №02/2018
Валишин Ильгиз Фанирович Ведущий инженер Отдела добычи нефти и газа ТПП «Покачевнефтегаз» ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь»

ЦДНГ-3 ТПП «Покачевнефтегаз», созданный в 1985 году, расположен в Нижневартовском районе ХМАО в 30 км западнее города Покачи. Силами цеха ведется разработка Покачевского и Нивагальского нефтяных месторождений. В состав ЦДНГ-3 входят 73 кустовые площадки, 433 нефтяные скважины, 205 нагнетательных скважин, ДНС-3, КНС-3,4,7, нефтесборные сети и водоводы протяженностью 134,270 и 146,758 км соответственно.

К основным направлениям программы энергосбережения, реализуемой ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», относятся следующие:

  • контроль мехфонда скважин, направленный на недопущение превышения потребления электроэнергии и своевременное принятие мер по минимизации ее потребления;замена ЦНС в системе поддержания пластового давления (ППД);
  • внедрение энергосберегающего оборудования в системе сбора и подготовки нефти;
  • контроль энергоэффективности при помощи АСТУЭ.
Рис. 1. Структура потребления электроэнергии в ЦДНГ-3 ТПП «Покачевнефтегаз»
Рис. 1. Структура потребления электроэнергии в ЦДНГ-3 ТПП «Покачевнефтегаз»
Таблица 1. Мероприятия по повышению энергоэффективности мехдобычи нефти в ЦДНГ-3
Таблица 1. Мероприятия по повышению энергоэффективности мехдобычи нефти в ЦДНГ-3
Рис. 2. Внедрение ВД в ЦДНГ-3 ТПП по годам
Рис. 2. Внедрение ВД в ЦДНГ-3 ТПП по годам

В рамках реализации программы энергосбережения ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» в ЦДНГ-3 ТПП «Покачевнефтегаз» организован и внедряется пилотный проект «Энергоэффективный цех», направленный на повышение энергоэффективности добычи нефти.

Почти 95% потребляемой ЦДНГ-3 электроэнергии расходуется на обеспечение механизированной добычи нефти и закачки воды в пласт (рис. 1). Исходя из этого, в 2012-2014 годах были проведены ОПИ по подбору оптимального энергоэффективного оборудования и принято решение о его последующем тиражировании (табл. 1). Конечно, поиск и внедрение энергоэффективных технологий на этом не окончились и продолжаются в настоящее время.

ВНЕДРЕНИЕ ВД

Основным инструментом для повышения энергоэффективности эксплуатации оборудования в ЦДНГ-3 выбрано внедрение ВД. По сравнению с показателями асинхронных двигателей (АД), КПД ВД на 7-9% выше, а энергопотребление – на 15-20% ниже. В эталонном цехе реализуется проект по оснащению ВД фонда скважин УЭЦН. По состоянию на 1 сентября 2017 года вентильными электродвигателями были оснащены 279 скважин с УЭЦН или 72% действующего фонда (рис. 2).

В 2014 году на скважинах, оснащенных АД с диапазоном мощностей 70-150 кВт, началось внедрение модернизированных ВД (ВДМ) производства ООО «ЭПУ-ИТЦ» – ВДМ 150-2450-3.0-117В5. Такие ВД отличаются более высоким КПД (88-94%), меньшими габаритами при той же мощности на валу, высокой надежностью, пониженными показателями энергопотребления и тепловыделения и более плавным пуском. Частота вращения ВДМ находится в диапазоне 500-3600 об./мин.

Потенциал внедрения ВДМ мощностью 70-150 кВт в ЦДНГ-3 составляет 44 скважины, оборудованные УЭЦН. Ожидается, что проведенные мероприятия позволят снизить энергопотребление на 57 тыс. МВт-ч и повысить энергоэффективность работы УЭЦН на 723%. На скважине ЦДНГ-3 за счет внедрения ВДМ удалось снизить энергопотребление на 18,7% (табл. 2).

Таблица 2. Пример снижения энергопотребления за счет внедрения ВДМ на скважине ЦДНГ-3
Таблица 2. Пример снижения энергопотребления за счет внедрения ВДМ на скважине ЦДНГ-3

ВНЕДРЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ УШГН

Также в рамках реализуемого проекта по повышению энергоэффективности добычи нефти в ЦДНГ-3 с 2013 года было начато внедрение преобразователей частоты для УШГН производства ООО «ТемпЭлектро». Их применение совместно со специализированным программным обеспечением (ПО) позволило снизить энергопотребление, избежать трудоемкого и малоэффективного процесса переключения маховика для регулирования скорости прокачки нефтяной скважины, а также достичь высокой эффективности реанимации скважин при небольших трудозатратах.

Частотные преобразователи были внедрены на 33 скважинах ЦДНГ-3, что позволило снизить их энергопотребление в среднем на 5,4%.

Таблица 3. Технические характеристики ВД «ВДПМ-СК-470Б»: номинальные значения при частоте вращения 450 об./мин
Таблица 3. Технические характеристики ВД «ВДПМ-СК-470Б»: номинальные значения при частоте вращения 450 об./мин

ПРИМЕНЕНИЕ ВД ДЛЯ УШГН

В 2015 году на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» начались ОПИ двух ВД ВДПМ-СК470Б производства ООО «ЭПУ-ИТЦ» для УШГН (табл. 3). Эти ВД предназначены для монтажа на редукторы типа Ц2НШ-750 и Ц3НШ-450-40.

В рамках ОПИ планировалось определить работоспособность, энергоэффективность и эксплуатационную надежность ВДПМ-СК-470Б для УШГН и добиться снижения потребления электроэнергии. Однако на начальном этапе испытаний были получены отказы ВД,что потребовало доработки их конструкции. После возобновления ОПИ по состоянию на конец сентября 2017 года было достигнуто снижение энергопотребления оборудования в полтора раза по сравнению с применением АД.

МОДЕРНИЗАЦИЯ НАСОСНОГО ПАРКА ЦНС

В 2011 году была произведена замена высоконапорных насосов типа ЦНС работающего фонда ЦДНГ3 на насосы фирмы Sulzer с более высоким КПД. За период 2011-2016 годов экономия операционных расходов в результате внедрения девяти насосов Sulzer и соответствующего снижения энергопотребления БКНС-3, 4, 7 составила более 122 млн руб. (табл. 4).

Таблица 4. Модернизация насосного парка высоконапорных ЦНС в ЦДНГ-3
Таблица 4. Модернизация насосного парка высоконапорных ЦНС в ЦДНГ-3

Также в рамках пилотного проекта «Энергоэффективный цех» в 2011 году была проведена оптимизация насосного парка на дожимной насосной станции ЦДНГ-3. Для приведения напорных характеристик и подачи насосов в соответствие с требованиями гидросистемы, нефтяные насосы были заменены с ЦНС180-255 на ЦНС 105-245, а насосы откачки подтоварной воды – с ЦНС 300-240 и ЦНС 500-240 на ЦНС 400-180. В результате оптимизации характеристик насосного парка ДНС-3 экономия затрат за период 20112016 годов составила более 29 млн руб. (табл. 5).

Таблица 5. Модернизация насосного парка низконапорных ЦНС в ЦДНГ-3
Таблица 5. Модернизация насосного парка низконапорных ЦНС в ЦДНГ-3

ВНЕДРЕНИЕ ЧРП

Для обеспечения наименьшего потребления электроэнергии и наибольшего КПД насосных агрегатов, автоматического поддержания и регулирования технологического режима насосов БКНС, предотвращения неэкономичных и опасных режимов работы насосных агрегатов и устранения тяжелых пусков в ЦДНГ-3 была внедрена система ЧРП для электродвигателей насосов на ДНС-3, БКНС-4 и 7.

Проведенные мероприятия снизили энергопотребление данных объектов на 9%.

СОЗДАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ АСТУЭ

Для определения фактического энергопотребления оборудования и оценки эффективности проведенных мероприятий по снижению энергопотребления в эталонном цехе была внедрена АСТУЭ. Безусловно, эта система сама по себе не может снизить затраты на электроэнергию и потребляемую мощность, но при этом она служит инструментом контроля и косвенного управления данным процессом.

В широком смысле АСТУЭ включает в себя комплекс организационно-технических мероприятий, направленных на минимизацию затрат на электроэнергию, включая автоматизацию учета электроэнергии; автоматизацию получения расчетных величин электропотребления каждого электроагрегата по его технологическим параметрам и сравнения с данными приборного учета; получение расчетных удельных норм потребления электроэнергии по технологиям, а также их сравнение с фактическими нормами и оценку энергоэффективности работы оборудования.

На первом уровне АСТУЭ происходит сбор данных о потреблении электроэнергии при помощи счетчиков. Затем эти данные передаются на второй уровень – контроллерам, и далее с помощью радиоканала на третий уровень – сбора и обработки данных. На третьем уровне происходит сопряжение баз данных АСТУЭ и АСУ ТП для программы «АРМ энергоэффективность» (рис. 3).

Рис. 3. Автоматизированная система технического учета электроэнергии (АСТУЭ) в ЦДНГ-3
Рис. 3. Автоматизированная система технического учета электроэнергии (АСТУЭ) в ЦДНГ-3

Внедрение системы АСТУЭ 0,4 кВ в ЦДНГ-3 позволило перейти к учету электроэнергии по процессам, а также повысить энергоэффективность эксплуатации оборудования на локальном участке путем комплексной оценки показателей энергопотребителей.

Также в рамках комплексного подхода к повышению энергоэффективности все технологические площадки и административные здания ЦДНГ-3 были переведены на светодиодные светильники.

Рис. 4. Динамика потребления электроэнергии и удельных показателей в ЦДНГ-3, 2012-2016 гг.
Рис. 4. Динамика потребления электроэнергии и удельных показателей в ЦДНГ-3, 2012-2016 гг.

В целом реализация мероприятий по повышению энергоэффективности работы оборудования ЦДНГ-3 и внедрение АСТУЭ позволили снизить как общий объем потребления электроэнергии, так и удельные показатели (рис. 4).

 

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Ильгиз Фанирович, какие ВД использовались в ЦДНГ-3 для оснащения УШГН и с какими причинами были связаны их отказы в процессе ОПИ?
Илья Валишин: Для оснащения УШГН использовались ВД без ременной передачи «ВДПМ-СК-22В» производства ООО «РИТЭК-ИТЦ», которые устанавливаются на валы у редуктора. У нас не получилось запустить их от СУ производства ООО «Темп-Электро», и мы были вынуждены менять эти СУ на станции, специально разработанные под данные ОПИ – станции управления ИРЗ-440-80.
При осмотре отказавшего двигателя было обнаружено повреждение изоляции обмотки статора при ее контакте с крышкой двигателя. В результате повреждения изоляции произошло замыкание на корпус одной из двух обмоток статора.
Согласно заключению производителя ООО «ЭПУ ИТЦ» причиной возникновения электродуги явилось замыкание обмотки статора на корпус в результате истирания обмотки вследствие вибрации узлов станка-качалки. Измерения геометрических размеров узлов и деталей разобранного двигателя выявили отклонение посадочного размера установочной втулки, что создало условия для возникновения люфта и вибрации.
Вопрос: Кто занимался разработкой дизайна насосов ЦНС и какой программный продукт при этом применялся?
И.В.: Эти расчеты у нас производил отдел главного механика и отдел группы трубопроводного транспорта. Специальный программный продукт при этом не использовался.
Реплика: Сейчас прослеживается тенденция – многие компании для подобных целей начинают разрабатывать собственные программные продукты, отказываясь от услуг подрядчиков.
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Мониторинг эффективности работы насосных агрегатов ППД и ППН
Стандартизация установочных размеров систем погружной телеметрии
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №05/2018

Инженерная практика

Выпуск №05/2018

Промысловые трубопроводыМеханизированная добыча
Особенности и нормативная база в области эксплуатации и ремонта подводных трубопроводовДиагностика, мониторинг и обеспечение безаварийной эксплуатации промысловых трубопроводов, защитные покрытияПроектирование, строительство и ремонт стальных и полимерных трубопроводовОПИ глубинно-насосного оборудования и НКТ с защитными покрытиями, эксплуатация неметаллических НКТРеагенты и внутрискважинное оборудование для механизированной добычи нефти в осложненных условияхПодготовка нефти. Внедрение ГИС
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 «Габдулла 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 – сентябрь 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

10 – 14 сентября 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 (отель «Урал») в рамках авторского курса С. Балянова.