Насосы для добычи нефти

Типы насосов, применяемых в нефтяной промышленности и их гидравлические характеристики.

Погружные насосы

Применяются для подъема чистой воды без наличия абразивных частиц. Техническое решение моделей делает их простыми и удобными при обслуживании и ремонте.

Область применения: осушение затопленных помещений небольшого объема; подача воды в фонтаны, бассейны, ванны и аквариумы; переработка бытовых стоков; орошение садов и огородов; осушение небольших канализационных отстойников

Центробежные насосы применяются для перекачки чистой воды и химически неагрессивных жидкостей. Насосы центробежные очень просты и надежны в эксплуатации, отсутствует необходимость в обслуживании. Устанавливать центробежные насосы следует в местах, защищенных от атмосферного воздействия.

Область применения центробежных насосов: быт и коммунальное хозяйство (подача воды в сочетании с небольшими системами поддержания давления) орошение садов и огородов

Циркуляционные насосы. Применяются в основном для циркуляции воды в системах отопления, горячего водоснабжения и обогрева полов. Имеют низкое энергопотребление, малые габариты и работают практически бесшумно. Они в зависимости от уровня автоматики могут работать постоянно, по таймеру либо подстраиваться по текущие потребности системы.

Область применения: циркуляция теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения; системы обогрева полов; системы охлаждения и кондиционирования воздуха.

Дренажные насосы применяются для откачки воды с небольшим количеством примесей. Данный тип может быть стационарным либо переносным. Дренажные насосы обладают высокой надежностью при эксплуатации, обладают небольшими габаритами, и как следствие дренажные насосы легко транспортируются.

Область применения дренажных насосов:дренажные системы; откачка нефильтрованной воды из погребов, колодцев, подвалов, бассейнов; обеспечение циркуляции и аэрации прудов;очистные сооружения

Скважинные насосы применяются для перекачки чистой воды или жидких тел содержащих не более 150 г/м3 песка. Обладают высоким КПД и надежны в эксплуатации. Скважинный насос устанавливают как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Область применения скважинных насосов: автоматическая подача воды совместно с автоматическими агрегатами поддержания давления (в быту и промышленности); орошение садов и огородов; увеличение напора и в системах противопожарной безопасности; работа с моечным оборудованием

Самовсасывающие насосы применяются для перекачки чистой воды и химически неагрессивных жидкостей. Одно из достоинств самовсасывающих насосов — при подключении не требуется предварительное заполнение водой.Насосы самовсасывающие экономичны и просты в эксплуатации, имеют высокую надежность. Устанавливатьсамовсасывающие насосы следует в местах, защищенных от атмосферного воздействия.

Область применения самовсасывающих насосов: автоматическая подача воды совместно с автоматическими агрегатами поддержания давления (в быту); орошения огородов, садов

Вихревые насосы применяются для перекачки чистой воды без наличия абразивных частиц и химически неагрессивных жидкостей. Насосы вихревые удачно применяются в быту благодаря высокой надежности, экономичности и простоте в эксплуатации. Вихревые насосы обладают возможностью начинать действие без предварительного заполнения всасывающей трубы подаваемой средой, если она имеется в корпусе насоса. Устанавливать вихревые насосы следует в закрытых помещениях или же в местах, защищенных от атмосферного воздействия.

Область применения вихревых насосов: автоматическоя подача воды совместно с автоматическими агрегатами поддержания давления (в быту); орошение огородов и садов; компенсация недостаточного давления в водопроводной сети

Колодезные насосы применимы для систем водоснабжения загородных домов и полива. Колодезные насосы идеально подходят для колодцев, так как обеспечивают подъем воды с глубин, не доступных центробежным, имеют лучшее по сравнению со скважинными насосами охлаждение, менее чувствительны к содержащимся в воде твердодисперсным частицам. Насосы колодезные не требуют дополнительной защиты от «сухого хода».

Область применения колодезных насосов: водоснабжение частных домов и дачных домиков; подача воды из колодцев, а также скважин диаметром 5″ и 6″

Фекальные насосы предназначены для откачки нефильтрованной воды из колодцев и различных резервуаров.Фекальные насосы подходят для ликвидации последствий затоплений. Оснащенность специальной системой самоочистки позволяет увеличить срок службы фекальных насосов.

Область применения фекальных насосов:сточные воды; техническая вода; дренажные системы

Канализационные насосы применяются в системах водоотведения (канализации) для удаления из здания загрязнений, образующихся в процессе санитарно-гигиенических процедур, хозяйственной и производственной деятельности человека. Также канализационные насосы применяются для перекачивания грунтовых вод.

Область применения канализационных насосов: перекачивание сточных вод, которые не могут отводиться в канализацию самотеком; перекачивание грунтовых вод;откачивание бытовых сточных вод из санузлов одно — и многосемейных домов, жилых районов и мелких предприятий;перекачивание воды, содержащей шлам, ил

Консольные насосы применяются для циркуляции жидкости в системах отопления, кондиционирования, вентиляции, пожаротушения, используются для повышения давления в системах водоснабжения. Рабочим органом консольного насоса является центробежное колесо. К группе консольных насосов относятся центробежные одноступенчатые чугунные насосы с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу.

Область применения консольных насосов:районные кательные ;системы водоснабжения; системы кондиционирования воздуха; холодильные установки; противопожарные системы.

Штанговые глубинные насосы (ШГН) – это насосы, погружаемые значительно ниже уровня жидкости, которую планируется перекачать. Глубина погружения в скважину позволяет обеспечить не только стабильный подъём нефти с большой глубины, но и отличное охлаждение самого насоса. Также подобные насосы позволяют поднимать нефть с высоким процентным содержанием газа.
Штанговые насосы отличаются тем, что привод в них осуществляется за счёт независимого двигателя, находящегося на поверхности жидкости, при помощи механической связи, собственно, штанги. Если используется гидродвигатель, то источником энергии является та же перекачиваемая жидкость, подаваемая в насос под высоким давлением. Независимый двигатель в этом случае устанавливается на поверхности. Штанговые скважинные насосы объёмного типа применяются для поднятия нефти из скважин.

Типы штанговых насосов

  1. Невставные. Цилиндр насоса опускается в нефтяную скважину по насосным трубам без плунжера. Последний опускается на насосных штангах, и вводится в цилиндр совместно с всасывающим клапаном. При замене подобного насоса необходимо сперва поднять из скважины плунжер на штангах, а потом и НКТ с цилиндром.
  2. Вставные. Цилиндр с плунжером опускается в нефтяную скважину на штангах. У подобных насосов диаметр плунжера должен быть гораздо меньше, чем трубный диаметр.

    Соответственно, при необходимости замены такого насоса не требуется лишний раз производить спуск-подъём труб.

Глубинные штанговые насосы бывают с нижним или верхним манжетным креплением и могут быть с механическим креплением в верхней или нижней части. Штанговые глубинные насосы обладают рядом достоинств, в который входят: простота конструкции, возможность откачки жидкости из нефтяных скважин, в случае если иные способы эксплуатации неприемлемы. Подобные насосы способны работать на очень большой глубине, и обладают простотой процесса регулировки. Также к достоинствам стоит отнести механизацию процесса откачки и простоту в обслуживании установки.

Применение насоса в нефтяной промышленности

ВВЕДЕНИЕ

Нефтедобывающая промышленность, являясь составной часть топливно-энергетического комплекса, представляют собой сложную отрасль производства. Для обеспечения добычи нефти и газа, производства нефтепродуктов и доставки их потребителям требуется участие большого количества организаций и предприятий, осуществляющих различные технологические процессы, тесно связанные между собой.

В технологических процессах добычи и транспортировки нефти большое распространение получили центробежные насосы, которые используются для добычи нефти, для закачки воды в пласт в системе поддержания пластового давления, насосы для технологических нужд. Центробежные насосы просты по конструкции, надёжны в работе, способны развивать высокие значения напора.

Для поддержания насосного оборудования в работоспособном состоянии необходимо проводить плановые работы по его ремонту и техническому обслуживанию.

Данные работы проводятся специализированными сервисными предприятиями, оснащённых необходимым оборудованием.

В сервисных ремонтных предприятиях взят курс на техническое перево-оружение и внедрение в производство современных достижений науки и техники, создания прогрессивных технологий его ремонта. Особое место при ремонте нефтепромыслового оборудования отводится программным технологиям восстановления сложных и дорогостоящих деталей.

Целью моего дипломного проекта является показать как производится монтаж , эксплуатация и ремонт полупогружного центробежного насоса НВ 50/50.

РАЗДЕЛ 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Применение насоса в нефтяной промышленности

Центробежные нефтяные насосы — центробежные насосы, предназначенные для переработки (перекачивания) нефти, нефтепродуктов, сжиженных углеводородов и жидкостей, сходных по физическим и химическим свойствам с нефтью и нефтепродуктами. Центробежные нефтяные насосы могут быть в различном конструктивном исполнении, с различными системами управления перекачиванием нефти. Центробежные нефтяные насосы отличаются от других центробежных насосов, прежде всего, особыми условиями эксплуатации. При переработке нефти на узлы и агрегаты центробежного нефтяного насоса воздействуют не только сложные углеводороды, но и такие факторы, как широкий диапазон температур и различное давление. Другой особенностью переработки нефти и нефтепродуктов является вязкость перекачиваемой среды, центробежные нефтяные насосы должны обеспечивать перекачку нефти с вязкостью до 2000 сСт. Центробежные нефтяные насосы используются и в различных климатических условиях от низких температур , поэтому изготавливаются в различных климатических исполнениях. При перекачивании нефти, переработке нефти и подъеме углеводородов с глубины (нефтяные скважины) необходимо обеспечить нефтяному насосу достаточный уровень мощности. Вид энергии, используемый оборудованием, может оказать существенное влияние на эксплуатационные характеристики скважины. При различных условиях использования для нефтяных насосов целесообразно подбирать приводы различных типов: механический, электрический, гидравлический, пневматический, термический. Наиболее удобным для нефтяного насоса является электрический привод, который при наличии электропитания обеспечивает наибольший диапазон характеристик насосного оборудования для перекачки нефти. Но при отсутствии электроэнергии или ограничениях по мощности подаваемого тока могут применяться, например, газотурбинные двигатели, двигатели внутреннего сгорания, а для пневмо приводов имеет место возможность использования энергии природного газа высокого давления и даже энергии попутного газа, что повышает рентабельность установки. Исходя из вышесказанного, можно выделить некоторые конструктивные особенности центробежных нефтяных насосов. Прежде всего, конструктивные особенности гидравлической части насосного агрегата, специальные материалы учитывающие установку насосного агрегата вне помещения, особая конструкция торцевого уплотнения, взрывозащищенные электродвигатели, которые актуальны для всех типов оборудования для перекачки нефти. Нефтяной насос с приводом устанавливается на единой фундаментной плите, между валом и корпусом устанавливается торцевое уплотнение с системой промывки и подачи затворной жидкости. Детали проточной части изготавливаются из углеродистой, хромистой или никельсодержащей стали.

Добыча нефти с помощью насосов

В предыдущем выпуске мы поговорили о фонтанном и газлифтном способе добычи нефти. Но по статистике только чуть более 13% всех скважин в России эксплуатируются этими способами (хотя эти скважины дают более 30% всей российской нефти). В целом статистика по способам эксплуатации выглядит так:

Способ
эксплуатации
&nbsp Число
скважин, %
&nbsp Средний дебит, т/сут &nbsp Добыча, % от общей
нефти жидкости нефти жидкости
Фонтанный &nbsp 8,8 &nbsp 31,1 51,9 &nbsp 19,5 9,3
Газлифтный &nbsp 4,3 &nbsp 35,4 154,7 &nbsp 11,6 14,6
УЭЦН &nbsp 27,4 &nbsp 28,5 118,4 &nbsp 52,8 63,0
ШСН &nbsp 59,4 &nbsp 3,9 11,0 &nbsp 16,1 13,1
Прочие &nbsp 0,1 &nbsp &nbsp

ШСН – штанговые скважинные насосы;
УЭЦН – установки центробежных электронасосов.


Эксплуатация скважин штанговыми насосами
У обывателя при разговоре о нефтяном деле возникает образ двух станков – буровой вышки и станка-качалки. Изображения этих устройств встречаются всюду в нефтегазовой отрасли: на эмблемах, плакатах, гербах нефтяных городов и так далее. Внешний вид станка-качалки известен всем. Вот как он выглядит.


Станок-качалка и есть один из элементов эксплуатации скважин штанговым насосом. По сути, станок-качалка является приводом штангового насоса, расположенного на дне скважины. Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха. Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.
Если по порядку описать происходящие процессы при данном виде эксплуатации, то получится следующее. На электродвигатель станка-качалки подается электричество. Двигатель вращает механизмы станка-качалки так, что балансир станка начинает двигаться как качели и подвеска устьевого штока получает возвратно-поступательные движения. Энергия передается через штанги – длинные стальные стержни, скрученные между собой специальными муфтами. От штанг энергия передается штанговому насосу, который захватывает нефть и подает ее наверх.
При эксплуатации скважины штанговыми насосами к добываемой нефти не предъявляются строгие требования, которые имеют место при других способах эксплуатации. Штанговые насосы могут качать нефть, характеризующуюся наличием механических примесей, высоким газовым фактором и так далее. К тому же, данный способ эксплуатации отличается высоким КПД.
В России изготавливаются станки-качалки 13 типоразмеров по ГОСТ 5688-76. Штанговые насосы производят ОАО «Элкамнефтемаш» г.Пермь и ОАО «Ижнефтемаш» г.Ижевск.
Эксплуатация скважин бесштанговыми насосами.
Для отбора из скважин больших объёмов жидкости применяется лопастный насос с рабочими колесами центробежного типа, обеспечивающий высокий напор при заданных подачах жидкости и габаритах насоса. Наряду с этим, в нефтяных скважинах некоторых районов с вязкой нефтью необходима большая мощность привода относительно подачи. В общем случае эти установки носят название погружные электронасосы. В первом случае — это установки центробежных электронасосов (УЗЦН), во втором — установки погружных винтовых электронасосов (УЗВНТ).

Скважинные центробежные и винтовые насосы приводятся в действие погружными электродвигателями. Электроэнергия подводится к двигателю по специальному кабелю. Установки ЭЦН и ЭВН довольно просты в обслуживании, так как на поверхности имеются станция управления и трансформатор, не требующие постоянного ухода.
При больших подачах УЭЦН имеют достаточный КПД, позволяющий конкурировать этим установкам со штанговыми установками и газлифтом.
При этом способе эксплуатации борьба с отложениями парафина проводится достаточно эффективно с помощью автоматизированных проволочных скребков, а также путем нанесения покрытия на внутреннюю поверхность НКТ.
Межремонтный период работы УЭЦН в скважинах достаточно высок и достигает 600 суток.
Скважинный насос имеет 80—400 ступеней. Жидкость поступает через сетку в нижней части насоса. Погружной электродвигатель маслозаполненный, герметизированный. Во избежание попадания в него пластовой жидкости устанавливается узел гидрозащиты.

Электроэнергия с поверхности подается по круглому кабелю, а около насоса — по плоскому. При частоте тока 50 Гц частота вращения вала двигателя синхронная и составляет 3000 мин(-1).
Трансформатор (автотрансформатор) используют для повышения напряжения тока от 380 (напряжение промысловой сети) до 400— 2000 В.
Станция управления имеет приборы, показывающие силу тока и напряжение, что позволяет отключать установку вручную или автоматически.
Колонна НКТ оборудуется обратным и сливным клапанами. Обратный клапан удерживает жидкость в НКТ при остановках насоса, что облегчает запуск установки, а сливной освобождает НКТ от жидкости перед подъемом агрегата при установленном обратном клапане.
Для повышения эффективности работы для извлечения вязких жидкостей используется скважинные винтовые насосы с погружным электродвигателем. Установка скважинного винтового насоса, подобно установке ЭЦН, имеет погружной электродвигатель с компенсатором и гидрозащитой, винтовой насос, кабель, обратный и сливной клапаны (встроенные в НКТ), оборудование устья, трансформатор и станцию управления. За исключением насоса, другие части установки идентичны.

Диафрагменные насосы для добычи нефти

Диафрагменные насосы являются насосами объемного типа. Основным рабочим элементом насоса является диафрагма, ко­торая отделяет откачиваемую жидкость от контакта с другими элементами насоса.

Скважинный диафрагменный насос приводится в действие погружным электродвигателем. Установка состоит из наземного и погружного оборудования. Наземное оборудование аналогич­но таковому для эксплуатации скважин винтовыми насосами.

Схема погружного агрегата представлена на рис. 6.22. Глубинный насос состоит из двух частей: верхней, в которой размещена круглая диафрагма 5, делящая эту часть на наддиафрагменную полость и являющаяся, по существу, насосом с нагнетательным клапаном 3 и всасывающим клапаном 4, и ниж­ней поддиафрагменной полости А, которая заполнена маслом.

Полость А образована диафрагмой 5, а также парой «цилиндр 8—поршень 9», которые размещены в корпусе 10, в верхней части которого имеется осевой канал 6, сообщающийся с ка­мерой А. Сверху поршень подпружинен винтовой пружиной 7. Между погружным электродвигателем 15 и поршнем 9 имеется камера Б, также заполненная маслом. В нижней части поршень 9 контактирует с эксцентриком 11, закрепленным на оси в опо­ре 12. На этой же оси закреплено зубчатое колесо 13. Второе

зубчатое колесо 14 закреплено на выходном валу погружного электродвигателя 15. Зубчатые колеса 13 и 14 образуют угло­вую зубчатую передачу. В нижней части погружного двигателя имеется компенсационная диафрагма 16. Электродвигатель, камеры А и Б заполнены одним и тем же маслом. Камеры А и Б могут сообщаться через специальный клапанный узел 18, рас­положенный в корпусе 10. Камера А имеет строго определенный объем, а следовательно, и объем масла в ней. Утечки масла из камеры А через зазор «цилиндр—поршень» в камеру Б приводят к открытию клапанного узла 18 и восполнению масла в камере А. Излишки масла в камере А также сбрасываются в камеру Б клапанным узлом 18. Электрическое питание погружному электродвигателю подается по кабелю 17.

Насос работает следующим образом. Вращение вала двига­теля приводит в действие угловую зубчатую передачу. Вместе с вращением зубчатого колеса 13 вращается эксцентрик 11, приводя в возвратно-поступательное движение поршень 9, при­жатый к эксцентрику пружиной 7. На схеме рис. 6.22 показано нижнее положение поршня.

Так как объем камеры А постоянен, пространство, освобожденное поршнем в цилиндре, заполняется маслом и диафрагма занимает нижнее положение, показанное на рис. 6.22. За время движения поршня вниз давление в наддиафрагменной полости снижается, нагнетательный клапан закрывается, открывается всасывающий клапан, и продукция скважины поступает в наддиафрагменную полость. При ходе поршня вверх давление в камере А повышается, приводя к пере­мещению вверх и диафрагмы. Давление в наддиафрагменной полости повышается, всасывающий клапан 4 закрывается, а нагнетательный клапан 3 открывается, жидкость из наддиаф­рагменной полости вытесняется в колонну НКТ. Изменение объема камеры Б при движении поршня изменяет и объем масла в ней. Эти изменения компенсируются компенсационной диафрагмой 16.

Диафрагменные насосные установки предназначены для эксплуатации скважин с агрессивной продукцией, а также со­держащей механические примеси. Это связано с тем, что отка­чиваемая продукция не контактирует с подвижными деталями погружного агрегата, будучи отделенной от них диафрагмой. Установка проста в монтаже и обслуживании.

К недостаткам можно отнести невысокую подачу до 20 м3/сут и очень узкую область применения по подачам и напорам. При подаче 4 м3/сут напор насоса составляет 2000 м, а при подаче 20 м3/сут — всего 600 м.

Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 1912;

Винтовые насосы(швн) – один из самых надежных и перспективных методов механизированной добычи нефти.

Однако на текущий момент в России он применяется не настолько широко как другие способы добычи, например, станки-качалки. С каждым годом винтовые насосы завоевывают все новые позиции в нефтедобывающей отрасли и доказывают свою уникальность и эффективность. Компания ООО «Нефтегаз – Развитие» представляет винтовые глубинные насосы ведущих мировых производителей: компаний NETZSCH и Weatherford. Будет излишним говорить о надежности этих производителей, поскольку их продукция зарекомендовала себя по всему миру и поддерживает высокий уровень качества уже в течение нескольких десятилетий. Специалисты компании ООО «Нефтегаз – Развитие» прошли обучение в специализированных центрах подготовки по специальным программам. Работа ведется в тесном сотрудничестве с разработчиками и инженерами компаний NETZSCH и Weatherford. При отгрузке все оборудование проходит 100% входной и выходной контроль.

Винтовые насосы(швн) или винтовые насосные пары работают на принципе ротационного вытеснения жидкости. Эта спиралевидная система состоит из ротора, который эксцентрично вращается внутри неподвижного статора. Ротор представляет собой винт небольшого диаметра с глубокой круглой нарезкой и очень большим шагом — расстоянием между соседними вершинами резьбы. Статор имеет одну дополнительную нитку резьбы и шаг резьбы на нем больше, чем у ротора; в результате этого образуется полость, увеличивающаяся по размеру в процессе вращения, в результате чего развивается почти непульсирующий линейный поток жидкости. Как и в штанговых глубинных насосах, ротор обычно приводится в движение с помощью штанг, присоединенных к двигателю на поверхности. В новых бесштанговых установках применяются погружные электродвигатели и редуктор для вращения ротора. В большинстве случаев винтовые насосы характеризуются легкой приспособляемостью, надежностью в работе, высокой стойкостью к воздействию абразивных твердых частиц и высоким объемным КПД. Применение небольших двигателей обеспечило эффективное расходование энергии и сокращение затрат на подъём жидкости. По сравнению со штанговыми насосами, винтовые насосы имеют более высокий срок службы, а неисправности штанг или насосно-компрессорных труб встречаются реже благодаря меньшей частоте вращения. Капиталовложения для них обычно ниже, чем для других способов механизированной добычи нефти. Винтовые насосы способны откачивать до 800 м3/сут. нефти и используются на глубинах до 3200 м. Эластомерные компоненты насоса ограничивают рабочие температуры диапазоном 100—150°С и могут быть несовместимы с некоторыми химическими веществами или сероводородом.

Основные преимущества винтовых насосов (винтовых пар)

  • Способность перекачивать мультифазную среду(нефть, вода, механические примеси и др.)
  • Устойчивая работа с высоковязкими жидкостями с высокой концентрацией твердых частиц и средним газовым фактором
  • Высокий КПД до 85%
  • Плавный, непоршневой отбор жидкости из пласта, что ограничивает процесс образования эмульсии
  • Отсутствие внутренних клапанов, подверженных закупорке или образованию газовых пробок
  • Высокое сопротивление абразивному износу
  • Использование в малодебитных скважинах без периодического режима
  • Снижение расходов на электроэнергию по сравнению с другими способами добычи
  • Широкий диапазон регулирования производительности насоса с помощью сменных шкивов или с помощью частотного преобразователя

Винтовой насос объемного ротационного типа был разработан в 20-х годах прошлого столетия.

В конце 70-х годов, винтовые насосы впервые были применены на нефтяных месторождениях Канады с тяжелой нефтью и большим содержанием мелкодисперсного песка. Это значительно снизило эксплуатационные расходы и повысило рентабельность добычи.

В настоящее время системы скважинных винтовых насосов используются не только для добычи нефти. Сфера их применения сейчас необычайно широка. Это и системы ППД, и дегидратация угольных пластов, и использование их для гидроразрыва, и для понижения уровня пластовых вод в газовых скважинах.

Добавить комментарий

Закрыть меню