Впервые потребность в эксплуатации скважин малого диаметра (СМД) при помощи УЭЦН возникла в Канаде в 2004 году. Скважины с внутренним диаметром ЭК от 98 до 102 мм планировалось перевести с УСШН на УЭЦН. Однако минимальный монтажный габарит предлагавшейся на тот момент системы УЭЦН DC 338-375 составлял 101,6 мм с учетом кабеля, что делало невозможным эксплуатацию насосов этого типа на данном фонде.

Для решения поставленной задачи подразделение Baker Hughes Centrilift модифицировало серию УЭЦН DC, переделав конструкцию под скважины малого диаметра. Так появилась серия УЭЦН DC Slim Hole. И в период с 2006 по 2011 год на месторождениях Канады было спущено в скважины более 100 таких систем. По состоянию на июнь 2011 года их СНО составляла около 850 сут.

В России похожую задачу перед Centrilift поставила компания «Самотлорнефтегаз» в 2009 году: в связи с заменой части фонда УСШН на УЭЦН в СНГДУ-2 возникла потребность в центробежных установках для ЭК диаметром 114 мм. В 2010 году Centrilift поставил «Самотлорнефтегазу» семь установок серии DC в исполнении Slim Hole производительностью от 50 до 200 м³/сут с напором 1600 м, все установки смонтированы и запущены в работу.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УЭЦН ДЛЯ СМД

Изменения конструкции УЭЦН под СМД охватили ряд узлов установки. В частности, угол токоввода ПЭД был изменен с 15–16 до 10°, что позволило прижать муфту к корпусу двигателя более плотно и минимизировать ее выступ за габариты установки (рис. 1).

Кроме того, была сделана дополнительная проточка головки двигателя под кабельный удлинитель, чтобы последний не выступал за габариты УЭЦН и не повреждался при спуске (рис. 2).

В составе УЭЦН для СМД применен кабельный удлинитель минимального типоразмера с модифицированной в соответствии с формой токоввода конструкцией муфты (рис. 3).

В корпусе ГЗ сделана проточка под кабель, а диаметр шейки ГЗ уменьшен (рис. 4). Для исключения изгибов кабеля и дополнительного улучшения его прилегания конструкторы также модифицировали ловильную головку ЭЦН (рис. 5).

Следует подчеркнуть, что внесенные изменения коснулись лишь габаритов УЭЦН, тогда как технические характеристики остались стандартными для установок серии DC (табл. 1).

Это дает возможность применять в установках DC Slim Hole проверенные технологии от Centrilift, в частности: компрессионно-модульное исполнение, мультифазный насос MVP, покрытие рабочих органов Armor I и Armor X, а также напыление коррозионно-стойких покрытий.

ЭЦН ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ В СМД

В составе ЭЦН компрессионно-модульного исполнения (SSD) для осложненных условий эксплуатации предусмотрен модуль грибовидных втулок и подшипников из карбида вольфрама, стойких к радиальному и осевому износу (рис. 6). Такой модуль может быть расположен в каждой третьей или каждой ступени ЭЦН. Данное исполнение обеспечивает улучшенную осевую и радиальную защиту по всей длине насоса — осевые нагрузки передаются на корпус насоса.

Конструкция направляющего аппарата обеспечивает подавление вихреобразования (технология PSS) и уменьшает его износ.

В свою очередь, отсутствие необходимости юстировки дает возможность сократить время монтажа ЭЦН.

В целом предложенное исполнение позволяет расширить диапазон применения УЭЦН на 30% (рис. 7).

Для работы УЭЦН в СМД с высоким Гф разработан многолопастной мультифазный насос Multi-Vane Pump (MVP) в специальном «узком» исполнении. В составе этого насоса применена ступень специальной конструкции, использованы разрезные лопасти, а также значительно увеличены балансировочные отверстия (рис. 8).

РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ УЭЦН DC SLIM HOLE

В «Самотлорнефтегазе» смонтированы и запущены семь установок серии DC Slim Hole, три из которых впоследствии были остановлены и демонтированы по причине недостаточного притока.

Перевод скважин с УСШН на УЭЦН обеспечил увеличение дебита нефти в среднем на 4 т/сут на каждую скважину (табл. 2).

Положительные результаты от внедрения УЭЦН DC Slim Hole дают основание для расширения их производства и внедрения. Мы готовы рассмотреть предложения добывающих компаний о проведении ОПИ этих установок.