Инженерная практика
Российский нефтегазовый журнал о технологиях и оборудовании
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru
Telegram

Эффективность внедрения насосов Sulzer для системы ППД в ООО «ЛУКОЙЛ-ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ»

Как правило, потребление электроэнергии составляет порядка 25-35% от общих производственных затрат нефтяных компаний, а одним из наиболее энергоемких технологических процессов в нефтедобыче по-прежнему остается поддержание пластового давления. Большое количество средств, расходуется на поддержание работоспособности эксплуатируемого оборудования (техническое обслуживание и ремонт). Оптимизация затрат предприятия по каждому из этих направлений возможна только за счет реализации комплекса мероприятий, включающего внедрение новейших технологий, а также модернизацию устаревшего или неэффективного оборудования с использованием узлов и материалов повышенной надежности.

30.06.2013 Инженерная практика №06,07/2013
Осипов Андрей Николаевич Главный механик — начальник отдела обеспечения эксплуатации оборудования ТПП «Урайнефтегаз» ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь»

Начиная с 2010 года, на двух предприятиях ООО «ЛУКОЙЛЗападная Сибирь» (ТПП «Когалымнефтегаз» и ТПП «Покачевнефтегаз») реализуется проект по модернизации БКНС системы ППД с использованием технологий швейцарской компании Sulzer. Внедрение нового оборудования позволило снизить затраты обоих ТПП на энергопотребление и сократить расходы на ремонт и обслуживание насосного парка системы ППД.

В июле 2008 года, по результатам переговоров между руководством ОАО «ЛУКОЙЛ» и представителями швейцарской компании Sulzer, специалистам ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» было поручено рассмотреть варианты модернизации действующих насосов системы ППД предприятия с целью снижения энергопотребления и увеличения срока их службы.

Первое совместное техническое совещание по конкретизации плана дальнейших работ состоялось в августе того же года. В качестве площадок для реализации проекта модернизации были выбраны ТПП «Когалымнефтегаз» и ТПП «Покачевнефтегаз». Специалистами компании Sulzer были разработаны формы опросных листов по работе БКНС и установленных на них агрегатах.

В октябре состоялось техническое совещание по результатам работы рабочей группы с участием специалистов «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» и компании Sulzer. Последняя предоставила аналитический отчет о работе КНС, выбранных для реализации проекта.

Рис. 1. Динамика изменения подачи насосов ЦНС и Sulzer в зависимости от наработки
Рис. 1. Динамика изменения подачи насосов ЦНС и Sulzer в зависимости от наработки

Дополнительно был изучен опыт эксплуатации насосов Sulzer, установленных на КНС-3 Ватьеганского месторождения ТПП «Когалымнефтегаз» (введены в эксплуатацию в 2002 г.) (рис. 1). Как видно из представленного графика, построенного на основании анализа по подаче и наработке, насос Sulzer более эффективен по отношению к обычному ЦНС. Из трех насосов Sulzer, установленных на этой КНС, один продолжает эксплуатироваться с наработкой 72677 маш.ч, без капитального ремонта. Два насоса с наработками 56648 и 62617 маш.-ч выведены из эксплуатации. После исполнения всех принятых решений компанией Sulzer был проведен технический аудит эксплуатации существующего оборудования, по итогам которых были сделаны следующие выводы: КПД и напорные характеристики существующих насосов в среднем на 8% ниже паспортных данных; наработка на отказ насосов составляет от 3000 до 16000 маш.-ч; основные причины отказов насосного оборудования связаны с неподходящей конструкцией и материалами проточной части, несоответствующими условиям эксплуатации.

Cогласно расчетам, ожидаемая экономия электроэнергии после замены существующих насосов на насосы производства Sulzer должна была составить около 12,5%. Одновременно должны были сократиться операционные затраты на техническое обслуживание, а ожидаемая наработка на отказ насосов Sulzer должна составлять не менее 40 тыс. маш.-часов.

Для снижения затрат на обслуживание и ремонт оборудования, сокращения общего энергопотребления насосов системы ППД при требуемых объемах закачки и давлениях, инженеры Sulzer предложили, во-первых, усовершенствовать конфигурацию проточной части с целью повышения КПД. Во-вторых, оптимизировать выбор типоразмера насоса для того, чтобы добиться работы в режиме подач и давлений, близким к точке максимального КПД. Для увеличения коррозионной и эрозионной стойкости, а следовательно, и увеличения наработки между капитальными ремонтами и поддержания высокого значения КПД насоса в течение всего срока службы, детали проточной части, направляющие аппараты, а также корпусы ступеней было предложено изготавливать из дуплексной стали, а все быстроизнашивающиеся части покрывать специальными твердыми материалами производства Sulzer.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И МАТЕРИАЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ НАСОСОВ

Рис. 2. Особенности конструкции и материального исполнения насосов Sulzer
Рис. 2. Особенности конструкции и материального исполнения насосов Sulzer
Рис. 3. Конструкция разгрузочного устройства для абразивных сред
Рис. 3. Конструкция разгрузочного устройства для абразивных сред
Рис. 4. Подшипники скольжения
Рис. 4. Подшипники скольжения
Рис. 5. Конструкция торцовых уплотнений вала с многоточечным впрыском воды
Рис. 5. Конструкция торцовых уплотнений вала с многоточечным впрыском воды
Рис. 6. Конструкция необслуживаемого магнитного удерживающего устройства Permavor®
Рис. 6. Конструкция необслуживаемого магнитного удерживающего устройства Permavor®
Рис. 7. Специальное статическое уплотнение подшипниковых узлов
Рис. 7. Специальное статическое уплотнение подшипниковых узлов

Усовершенствованию подверглись практически все узлы насосов (рис. 2). Так, например, рабочие поверхности разгрузочного устройства для абразивных сред (изготовленного из дуплексной стали) были усилены вставками из карбида вольфрама, а на щелевые поверхности нанесено специальное упрочняющее покрытие (рис. 3).

Также была обеспечена смазка подшипников картерного типа и отвод тепла непосредственно перекачиваемой жидкостью (рис. 4). Исключена необходимость в принудительной смазке подшипников. Конструктивная особенность этих подшипниковых узлов позволяет производить монтаж (замену) без подгонки.

Помимо этого, все насосы были оснащены специальными торцовыми уплотнениями вала с многоточечным впрыском воды (рис. 5). Это позволило защитить внутренние детали уплотнения от попадания твердых частиц. При этом впрыскиваемая вода отбирается с первой ступени насоса и направляется в уплотнение. Магнитное удерживающее устройство «Permavor®», также включенное в конструкцию новых насосов, обеспечило гарантированный зазор между кольцом и диском гидропяты в момент пуска и остановки насоса (рис. 6). Данное устройство обладает несколькими весомыми преимуществами: прежде всего, оно не требует обслуживания и имеет неограниченный срок службы. А в виду отсутствия механического контакта отсутствует и необходимость в смазке и охлаждении.

Наконец, специальное статическое уплотнение подшипниковых узлов обеспечивает надежную защиту от попадания перекачиваемой жидкости в систему смазки и предотвращает утечки масла наружу (рис. 7).

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ, ВЫПОЛНЕННЫЕ ПЕРЕД МОНТАЖОМ НАСОСОВ

В целях своевременного запуска насосов и обеспечения стабильной работы оборудования в будущем до проведения монтажа был реализован комплекс подготовительных мероприятий, включавший: обследование и устранение обнаруженных дефектов опорной системы насосных агрегатов; врезку объемных фильтров очистки жидкости в приемные трубопроводы БКНС; ревизию и устранение обнаруженных неисправностей запорной и регулирующей арматуры. Кроме этого был проведен контроль технического состояния и выполнен необходимый ремонт электродвигателей; проведены работы по переобвязке маслосистемы.

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕРНИЗАЦИИ

Таблица 1. Результаты внедрения насосов Sulzer в ТПП «Когалымнефтегаз»
Таблица 1. Результаты внедрения насосов Sulzer в ТПП «Когалымнефтегаз»

Этапы замены насосов ЦНС на оборудование Sulzer представлены в табл. 1 и 2. В ТПП «Когалымнефтегаз» проект стартовал с замены существующих насосов ЦНС на КНС-1.

Таблица 2.Результаты внедрения насосов Sulzer в ТПП «Покачевнефтегаз»
Таблица 2.Результаты внедрения насосов Sulzer в ТПП «Покачевнефтегаз»
Рис. 8. Изношенные детали насосов ЦНС
Рис. 8. Изношенные детали насосов ЦНС

Средняя наработка на отказ на этой КНС в среднем составляла 3000 маш.-часов (рис. 8). На сегодняшний день на предприятии внедрено семь таких насосов. Фактическое снижение потребления электроэнергии составило 20,9%. По итогам прошлого года, операционные затраты на объектах системы ППД оснащенные насосами Sulzer снизились на 95%. Текущая наработка насосов — более 11450 маш.-часов.

В ТПП «Покачевнефтегаз» к настоящему времени внедрено 39 насосов. Операционные затраты по системе ППД снизились на 47%, экономия электроэнергии за 2012 год составила 9,9%.

Все работы по замене насосов проводилось согласно утвержденным графикам в присутствии сервисных инженеров компании Sulzer. В то же время необходимо отметить, что на начальном этапе (при вводе в эксплуатацию, в процессе пусконаладочных работ) возникли проблемы с отдельными узлами и деталями насосов. Большая часть из них была связана с уплотнениями вала, остальные проблемы касались подшипниковых опор скольжения. В первом случае проблема была решена путем замены материала пары трения торцовых уплотнений (карбид кремния заменен на карбид вольфрама), во втором — за счет коррекции положения ротора.

Рис. 9. Проблемы, возникшие при запуске насосов Sulzer в эксплуатацию
Рис. 9. Проблемы, возникшие при запуске насосов Sulzer в эксплуатацию
Рис. 10. Чистый дисконтированный денежный поток по ТПП
Рис. 10. Чистый дисконтированный денежный поток по ТПП

Основная часть неисправностей была устранена на месте эксплуатации. Однако несколько насосов (с недопустимыми задирами на шейках вала) все же пришлось демонтировать и отправить на ремонт в сервисный центр Sulzer, расположенный в г. Химки Московской области (рис. 9).

Срок окупаемости проекта в ТПП «Когалымнефтегаз» составляет шесть лет. В ТПП «Покачевнефтегаз» срок окупаемости — пять лет (рис. 10).

В заключение еще раз отметим несомненные преимущества применения насосов Sulzer: это высокое качество при изготовлении, применение современных материалов и технологий; снижение энергопотребления и сокращение затрат на техническое обслуживание.

Вместе с тем сегодня требуется практическое подтверждение заявленных параметров и технических характеристик в течение расчетного периода. Также необходимо устранить конструктивные недоработки отдельных узлов и деталей, снижающие надежность оборудования в целом. Необходима организации на территории РФ полноценного сервисного центра по ремонту и испытанию насосов и склада запасных частей.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Андрей Николаевич, при расчете экономической эффективности от внедрения насосов Sulzer капитальный ремонт предусматривается?
Андрей Осипов: Нет. При расчете экономической эффективности затраты на
проведение капитальных ремонтов не заложены.
Вопрос: Я так и не понял, вы сейчас про замену рассказывали или реконструкцию насосов…
А.О.: В данном случае мы говорим не о реконструкции насосов, а о модернизации объектов системы ППД — блочных кустовых насосных станциях. Модернизация, по определению, подразумевает качественное совершенствование объекта, в результате которого улучшаются его эксплуатационные свойства: надежность, безотказность, ресурс. У нас были БКНС с одними показателями эффективности и надежности, сейчас мы имеем БКНС с качественно другими показателями эффективности и надежности.
Вопрос: Двигатели вам тоже Sulzer поставлял?
А.О.: Нет, только насосы. Двигатели остались существующие. Мы изначально не ставили перед собой задачу по повышению КПД и надежности электродвигателей. Они и без того находятся на достаточно высоком уровне.
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Опыт применения насосных установок малой производительности в системе ППД ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»
Энергетическая и технологическая эффективность насосов системы ППД ПАО «ЛУКОЙЛ»
Свежий выпуск
Инженерная практика №11-12/2023

Инженерная практика

Выпуск №11-12/2023

Повышение эффективности мехфонда. Работа с осложненным фондом скважин. Методы борьбы с коррозией
Методы интенсификации добычи ВВН и СВН Автоматизация мониторинга ОФОборудование для эксплуатации БС и СМД Комплексный подход к защите ВСО от коррозииИмпортозамещение в сфере ЛКМ
Ближайшее совещание
Поддержание пластового давления, Разработка месторождений
Цифра – 2024
Производсвенно - техническое Совещание

ЦИФРА ‘2024. Цифровые технологии для решения задач разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений. Опыт и практика.

с 20 по 21 ноября 2024 года, г. Казань
ООО «Инженерная практика» приглашает Вас и Ваших коллег принять участие в отраслевой технической Конференции «ЦИФРА ‘2024. Цифровые технологии для решения задач разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений. Опыт и практика». Мероприятие будет проходить в очном формате в зале гостиницы «Мираж» города Казань. Важно! Назначены новые даты проведения совещания в период с 20 по 21 ноября 2024 года в рамках конференции "Осложненный фонд 2024".
Ближайший тренинг
Механизированная добыча, Трубопроводный транспорт
Защитные покрытия для нефгаздобычи ‘2024
Тренинг-курс (программа "Наставник")

Защитные антикоррозионные покрытия '2024. Эффективные методы применения защитных покрытий в нефтедобыче.

15-17 октября 2024 г., г. Самара
Цель тренинга – ознакомление с основами материаловедения, видами покрытий, типами пленкообразующих, а также формирования профессиональных знаний в области применимости различных видов покрытий для защиты нефтепроводных и насосно-компрессорных труб. Практическая часть семинара проводится на базе аккредитованной исследовательской лаборатории, оснащенной самым современным оборудованием. При прохождение практической части занятия проводятся непосредственно на промысловых трубах и НКТ, отобранных на месторождениях. Авторский курс читают Эксперты Научно-производственного центра «Самара» (основное направление деятельности - работы, связанные с исследованиями в области защиты от коррозии элементов ТЭК (скважинное оборудование, линейные трубопроводы, емкостной парк и т.д.).