 |
Достоинства. Недостатки. Электрические погружные насосы. Скважинный узел
|
|
|
|
Достоинства
Среди достоинств гидравлической добычи важное место занимают ее хорошая приспособляемость к ситуациям, когда происходит искривление скважины, эксплуатационная гибкость в изменяющихся скважинных условиях и эффективность при работе на группе скважин. Применение гидравлических насосов не ограничено по глубине и добываемому объему, подобно штанговым насосам.
Открытые гидравлические насосные установки легче монтировать и они не столь громоздки: их небольшие габариты позволяют использовать их в районах городской застройки; они могут приводиться в действие электричеством или газом; и, если использовать свободные насосы, не требуется подъемных приспособлений для технического обслуживания или замены скважинного оборудования.
Недостатки
Применение гидравлических насосов не лишено недостатков. Добыча жидкости с высоким содержанием песка или других абразивных материалов может вызвать затруднения. Коррозия также может потребовать применения замкнутых систем рабочей жидкости, а это увеличивает затраты. Горючая рабочая жидкость при высоком давлении создает проблемы в плане техники безопасности, а добыча флюидов с высоким соотношением газа и жидкости может потребовать дополнительной магистрали. При конструировании гидравлических насосов следует избегать кавитаций и создания частичного вакуума.
Начальные капиталовложения в установку гидравлических насосов обычно высоки, особенно с учетом того, что эксплуатационный и обслуживающий персонал должен быть специально обучен. Эти затраты и тот факт, что вероятность отказа примерно вдвое выше, чем у штанговых насосов, свидетельствуют о том, что использование гидравлических насосов не всегда является лучшей альтернативой.
|
|
|
Электрические погружные насосы
Электрический погружной многоступенчатый центробежный насос был введен в эксплуатацию для механизированной добычи нефти в конце 1920-х годов. В настоящее время эти насосы производятся в широком ассортименте: с различными размерами, производительностью и рабочими напряжениями. При стандартном монтаже насос в сборе и электромотор опускаются в скважину на эксплуатационной колонне. Электричество подводится по кабелю, присоединенному к насосно-компрессорной колонне (рис. 10. 32).
Скважинный узел
В типовом монтаже электрического погружного насоса внутрискважинное оборудование состоит из электромотора, многоступенчатого центробежного насоса и кабельной оснастки (рис. 10. 33). Трехфазный индукционный электромотор заполнен маслом для охлаждения и смазки. Охлаждение осуществляется с помощью передачи тепла к скважинному флюиду, обтекающему мотор по направлению к газосепаратору и приему насоса, когда узел находится над продуктивной зоной. Эти моторы обычно работают на 3500 об/мин при 60 Гц или 2900 об/мин при 50 Гц. Они могут иметь мощность от нескольких лошадиных сил до более чем 700 л. с. Максимальные мощности, используемые для обсадных труб различного размера, приведены в табл. 10. 1. Имеются моторы на разное напряжение (примерно от 300 В до более чем 3000 В), что удобно для наиболее экономически эффективного выбора сочетания мотора и электроарматуры.
Защитная секция предназначена для выравнивания давления масла в корпусе мотора и в устье скважины, что необходимо для компенсации теплового расширения и сжатия нефти. Механические уплотнения предотвращают попадание скважинных флюидов в корпус мотора или утечку масла из него.
|
|
|
Используется специально разработанный внутрискважинный электрический кабель из медных проводов от № 1 до № 8. Размер выбирается на основании силы тока и падения напряжения, обычно с учетом падения напряжения 30 В на 1000 фут. (10 В/100 м). Стандартный кабель, изготовленный из медных проводов с покрытием, с полипропиленэтиленовой изоляцией, нитрильной оболочкой и армированный оцинкованной сталью или монельметаллом. Температурное ограничение составляет 205°Р (95°С) при 1500 рз1 (ПМПа). Чем выше давление, тем ниже предельная температура. Имеются более дорогие кабели с предельной температурой 400°Р (200°С). Считается, что стандартный кабель должен служить Шлет при 167°Р (75°С). Повышение температуры на каждые 16°Р (9СС) уменьшает срок службы кабеля вдвое. Из-за температурных ограничений предельная глубина применения электрических погружных насосов составляет 3000 м. Обычно кабель имеет круглое сечение, но есть и с плоским — для тех случаев, когда важен просвет.
Наземное оборудование
Типовая наземная установка для погружного насоса состоит из устья скважины для фиксации насосно-компрессорной колонны и внутрискважинного оборудования и для обеспечения уплотнения насосно-компрессорной колонны и силового электрического кабеля, распределительной коробки для обеспечения атмосферозащищенного соединения внутрискважинного и наземного кабелей, распределительного щита для электроарматуры и группы трехфазных трансформаторов (рис. 10. 34). Переключатели изготавливаются специально для каждого конкретного случая. Электроарматура производится в атмосферозащитном исполнении и может состоять только из магнитного пускателя и предохранителей, записывающего амперметра, индикаторных лампочек, регуляторов длительности цикла или автоматических приборов дистанционного управления. Можно, кроме того, обеспечить защиту от скачков напряжения в источнике питания.
Группа трансформаторов нужна для преобразования сетевого напряжения в напряжение, необходимое для работы подземного оборудования. Трансформаторы могут быть повышающими или понижающими, и обычно оборудуются разрядными прерывателями и конденсаторами для предотвращения повреждения электромотора из-за скачков напряжения.
|
|
|
