Все о нефти
Установка электроцентробежного насоса (УЭЦН)
УЭЦН – установка электроцентробежного насоса, в английском варианте — ESP (electric submersible pump). По количеству скважин, в которых работают такие насосы, они уступают установкам ШГН, но зато по объемам добычи нефти, которая добывается с их помощью, УЭЦН вне конкуренции. С помощью УЭЦН добывается порядка 80% всей нефти в России.
В общем и целом УЭЦН — обычный насосный агрегат, только тонкий и длинный. И умеет работать в среде отличающейся своей агрессивностью к присутствующим в ней механизмам. Состоит он из погружного насосного агрегата (электродвигатель с гидрозащитой + насос), кабельной линии, колонны НКТ, оборудования устья скважины и наземного оборудования (трансформатора и станции управления).
Основные узлы УЭЦН:
ЭЦН (электроцентробежный насос) – ключевой элемент установки, который собственно и осуществляет подъем жидкости из скважины на поверхность. Состоит он из секций, которые в свою очередь состоят из ступеней (направляющих аппаратов) и большого числа рабочих колес собранных на валу и заключенных в стальной корпус (трубу). Основные характеристики ЭЦН – это дебит и напор, поэтому в названии каждого насоса присутствуют эти параметры. Например, ЭЦН-60-1200 перекачивает 60 м 3 /сут жидкости с напором 1200 метров.
ПЭД (погружной электродвигатель) – второй по важности элемент. Представляет собой асинхронный электродвигатель, заполненный специальным маслом.
Протектор (или гидрозащита) – элемент, расположенный между электродвигателем и насосом. Отделяет электродвигатель, заполненный маслом от насоса заполненного пластовой жидкостью и при этом передает вращение от двигателя к насосу.
Кабель, с помощью которого к погружному электродвигателю подводится электроэнергия. Кабель бронированный. На поверхности и до глубины спуска насоса он круглого сечения (КРБК), а на участке погружного агрегата вдоль насоса и гидрозащиты — плоский (КПБК).
Газосепаратор – используется для снижения количества газа на входе в насос. Если необходимости в снижении количества газа нет, то используется простой входной модуль, через который в насос поступает скважинная жидкость.
ТМС – термоманометрическая система. Градусник и манометр в одном лице. Выдает нам на поверхность данные о температуре и давлении той среды, в которой работает спущенный в скважину ЭЦН.
Вся эта установка собирается непосредственно при ее спуске в скважину. Собирается последовательно снизу вверх не забывая про кабель, который пристегивается к самой установке и к НКТ, на которых все это и висит, специальными металлическими поясами. На поверхности кабель запитывается на устанавливаемые вблизи куста повышающий трансформатор (ТМПН) и станцию управления.
Помимо уже перечисленных узлов в колонне насосно-компрессорных труб над электроцентробежным насосом устанавливаются обратный и сливной клапаны.
Обратный клапан (КОШ — клапан обратный шариковый) используется для заполнения насосно-компрессорных труб жидкостью перед пуском насоса. Он же не позволяет жидкости сливаться вниз при остановках насоса. Во время работы насоса обратный клапан находится в открытом положении под действием давления снизу.
Над обратным клапаном монтируется сливной клапан (КС), который используется для спуска жидкости из НКТ перед подъемом насоса из скважины.
Электроцентробежные погружные насосы имеют значительные преимущества перед глубинными штанговыми насосами:
- Простота наземного оборудования;
- Возможность отбора жидкости из скважин до 15000 м 3 /сут;
- Возможность использовать их на скважинах с глубиной более 3000 метров;
- Высокий (от 500 суток до 2-3 лет и более) межремонтный период работы ЭЦН;
- Возможность проведения исследований в скважинах без подъема насосного оборудования;
- Менее трудоемкие методы удаления парафина со стенок насосно-компрессорных труб.
Электроцентробежные погружные насосы могут применяться в глубоких и наклонных нефтяных скважинах (и даже в горизонтальных), в сильно обводненных скважинах, в скважинах с йодо-бромистыми водами, с высокой минерализацией пластовых вод, для подъема соляных и кислотных растворов. Кроме того, разработаны и выпускаются электроцентробежные насосы для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких горизонтов в одной скважине со 146 мм и 168 мм обсадными колоннами. Иногда электроцентробежные насосы применяются также для закачки минерализованной пластовой воды в нефтяной пласт с целью поддержания пластового давления.
Источник
Ремонт скважин, оборудованных ЭЦН
Текущий ремонт скважин, оборудованных установками ЭЦН, заключается в извлечении электронасоса, его промывке и ревизии. В случае установления причины и характера неполадок по согласованию ЦБПО ЭПУ и НГДУ принимается решение о замене установки ЭЦН.
Спуск, подъем НКТ с ЭЦН отличается от обычного спуска труб при ремонте скважин одновременным спуском с НКТ электрического кабеля, который крепится к трубам при помощи металлических хомутов (поясов). На скважинах, где были зафиксированы механические повреждения электрокабеля (КРБК или КРБП) при спуско-подъемных операциях, по согласованию с технологической и геологической службой НГДУ принимаются специальные протекторы (кожухи защиты кабеля). Скорость спуска УЭЦН регламентирована и, в основном, не должна превышать 0,25 м/с. При прохождении участков в эксплуатационной колонне с большим набором кривизны скорость спуска УЭЦН должна быть уменьшена до 0,1 м/с.
Кабель разматывается при спуске с барабана автонаматывателя кабеля (УНРКТ-2М, УНРК-2000) и, наоборот, при подъеме наматывается на барабан автонаматывателя кабеля. В зимнее время в период сильных морозов, при температуре воздуха ниже минус 30 °C, при спуске установки ЭЦН в скважину на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» используются различные конструкции чехлов для автонаматывателя (барабана с электрическим кабелем) и нагреватель воздуха УМН-200Ш. При необходимости на барабан с кабелем монтируется специальный чехол, который обвязывается через рукав по воздуховоду с нагревателем воздуха. Горячим воздухом барабан с кабелем нагревается, нагретый кабель с подвеской НКТ и УЭЦН спускается в скважину.
При спуске электрокабеля в скважину через каждые 300–400 метров спуска контролируется состояние сопротивления изоляции кабеля.
Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата
Рис. 4. Автонаматыватель кабеля:
1 – барабан кабельный; 2 – кабелеукладчик; 3 – сани; 4 – дышло; 5 – механизм
подъема; 6 – ось качания подвижной рамы кабеленаматывателя; 7 – привод;
8 – пиноль приводная; 9 – втулка приводная; 10 – втулка распорная;
11 – регулятор натяжения кабеля
Все работы на скважинах, оборудованных ЭЦН, ведутся согласно «Технологическому регламенту на производство работ по ремонту и эксплуатации скважин, оборудованных установками ЭЦН, на месторождениях открытого акционерного общества «Сургутнефтегаз».
Дата добавления: 2016-06-18 ; просмотров: 4060 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Оборудование для ремонта скважин под давлением
Для ремонтов скважин под давлением разработаны техника и технология , обеспечивающие сохранение депрессии на пласт и исключение воздействия на него утяжеленных растворов. Подобные работы называются работами под давлением. При их проведении используется оборудование, герметизирующее устье скважины и позволяющее проводить процесс спуска-подъема через это оборудование при избыточном давлении в скважине.
При работах под давлением, например при подъеме НКТ, выполняют следующие операции:
• в нижней части извлекаемой колонны устанавливают устройство (пробка, обратный клапан), препятствующие доступу пластовой жидкости в подъемную колонну;
• поднимают колонну труб при герметизации межколонного пространства;
• после подъема последней трубы устье скважины герметизируется.
При спуске колонны эти работы выполняют в обратной последовательности. Особенностью грузоподъемного механизма , применяемого при выполнении всех этих операций, является обеспечение усилия, направляемого не только вверх при подъеме, но и вниз
 |
 |
Рис 5.2 Схема спуско-подъемного механизма:
1- захват (спайдер) подвижной; 2- подвижная траверса;
3-захват неподвижный; 4- шток; 5- корпус цилиндра; 6-
Рис 5.1 Печать универсальная:
1- Резиновый стакан; 2- винт; 3- алюминиевая оболочка; 4- наживная втулка; 5- направляющий винт; 6- наживная гайка; 7- корпус; 8- переводник;
Рис. 5.3 Схема выполнения спуско-подъемных операций с колонной труб на
скважине под давлением
 |
При подземном ремонте выполняются следующие операции:
Транспортные— доставка к скважине необходимого оборудования и инструмента;
Подготовительные— установка оборудования на площадке у скважины и подготовка его к работе;
Спуско-подъемныеоперации — извлечение или спуск в скважину оборудования;
Собственно опрерации ремонта;
Заключительные— свертывание комплекса оборудования и подготовка его к транспортировке.
Подразделение операций при подземном ремонте достаточно условно. В ряде случаев операции, собственно подземного ремонта занимает очень мало времени по сравнению со всеми остальными, например смена цилиндра трубного скважинного насоса. Иногда спуско-подъемные операции являются целью ремонта, например при изменении глубины спуска колонны подъемных труб.
Подземный ремонт скважин включает в себя текущий и капитальный ремонты, а текущий ,в свою очередь, подразделяется на предупредительный, вынужденный и технологические работы.
Предупредительный ремонтв зависимости от способа эксплуатации включает следующие операции.
При фонтанной или компрессорной эксплуатации;
Спуск или подъем колонны труб;
Замену отдельных изношенных или имеющих дефекты труб;
Установку или замену пакеров, якорей, газлифтных клапанов, клапанов-отсекателей;
Очистку внутренней полости труб от песка, парафина, солей или продуктов коррозии (с подъемом и без подъема труб на поверхность);
При эксплуатации ШСН или ЭЦН:
К перечисленным операциям добавляют
Спуск или подъем насоса, проверку его состояния, замену новым:
Проверку и замену клапанных узлов;
Проверку, очистку или замену защитных приспособлений насоса;
Спуск, подъем или замену подземного оборудования скважин, оборудованных ЭЦН;
Установку или замену клапанов-отсекателей.
Вынужденный ремонтпроводят для устранения внезапно появившихся отказов или дефектов в работе оборудования:
Ликвидация обрывов или отвинчивания колоннны насосных штанг;
Расхаживание заклиненного плунжера;
Расхаживание прихваченных труб.
При текущих ремонтах целесообразно совмещать несколько операций; например при замене ШСН целесообразно очистить поднятые трубы от песка или парафина, осмотреть и отбраковать дефектные штанги и трубы и т.п.
К технологическим работамотносятся:
Изменение глубины подвески рядов труб или их диаметров при фонтанной или газлифтной эксплуатации;
Изменение глубины подвески насоса;
Замена насоса на другой.
Необходимо отметить, что такое деление операций на перечисленные группы достаточно условно, но оно приводится здесь для облегчения понимания назначения и целей всего многообразия работ, проводимых со скважиной и оборудованием, спущенным в нее.
Например, образование пробок или отложений парафина может вызвать вынужденный ремонт, если наблюдение за работой скважины велось плохо и появление пробки привело к прекращению подачи, или предупредительный — при постоянном наблюдении за работой скважин.
Рассмотрение технологии подземных ремонтов показывает, что спуск-подъем штанг или труб присутствует практически во всех случаях. Исследования показывают, что на эти процессы уходит 70-90 % всего времени, затрачиваемого на подземный ремонт.
Работа по сокращению времени и трудоемкости спуско-подъемных операций ведется в двух направлениях:
Создание машин и механизмов для ускорения и облегчения труда бригад подземного ремонта в сочетании с совершенствованием технологии выполнения операций;
Разработка оборудования, исключающего вообще или значительно сокращающего отдельные операции спуска-подъема.
В качестве примера первого направления можно привести создание автомата Молчанова (автомат АПР-2) с комплексом инструментов, в качестве второго — эксплуатацию скважин с помощью вставных насосов (исключающих необходимость подъема труб при смене насоса) или использование гибких штанг, при подъеме и спуске которых исключается разборка колонны и т.п.
Что касается остальных операций, выполняемых при подземном ремонте, то анализ показывает, что они механизированы в значительно большей степени и длительность их проведения обусловлена не физическими возможностями людей, выполняющих эти операции, а технологией проведения операций и техническими характеристиками оборудования.
Текущий ремонт скважин организационно осуществляется цехом по подземному ремонту скважин (ЦПРС), в составе которого может быть несколько участков. Участок объединяет несколько бригад подземного ремонта и бригаду для проведения комплекса подготовительных работ. Число участков и бригад зависит от размера площади, разрабатываемой нефтегазодобывающим управлением, механизированного фонда скважин и его состояния. Бригада подземного ремонта состоит из вахт, число которых может изменяться от 1 до 4. Подготовительные бригады, обычно одна на четыре-пять бригад подземного ремонта, осуществляют следующие работы.
Подготовку площадки у устья скважины для работы бригады текущего ремонта.
Подготовку бетонной площадки для установки подъемного агрегата.
Установку в грунте якорных петель для крепления оттяжек от подъемной мачты или вышки агрегата.
Устройство или ремонт мостков для укладки насосных труб и штанг.
Заготовку и транспортировку к скважине технологической и утяжеленной жидкости для глушения скважины и предупреждения перелива, если в этом возникает необходимость.
Заливку жидкости в скважину промывочным агрегатом и промывку скважины.
Подготовку и расчистку прилегающей к скважине территории в радиусе примерно 40 м для размещения на ней культ-будки, осветительных прожекторов, барабана кабеленаматывателя (при ремонте скважины с ПЦЭН). В некоторых случаях подготовительная бригада принимает участие в установке оборудования и агрегата для подземного ремонта. Подготовительная бригада состоит, как правило, из двух вахт и работает в одну или две смены. Бригада возглавляется мастером или начальником участка. Создание подготовительных бригад позволило повысить коэффициент использования оборудования, сократить его простои и время пребывания скважины в ремонте. Специализация работ повысила их качество исполнения. После установки агрегата и мачты бригада подземного ремонта приступает непосредственно к ремонту скважины. Работа бригады по текущему ремонту происходит по четко расписанной инструктивной карте. В ней расписаны все операции и их последовательность для каждого типового ремонта (ШСНУ, ПЦЭН, тип подъемного агрегата и пр.). В подземном ремонте скважин обычно преобладают спуско-подъемные операции. Поэтому при выполнении этих работ широко используются механизмы для свинчивания и развинчивания штанг и труб, а также автоматическая намотка кабеля на барабан кабеленаматывателя.
Заключительные операции выполняются в порядке, обратном подготовительным. После сборки устьевой арматуры или подвески штанг к головке балансира скважина пускается в эксплуатацию. При наличии нескольких скважин, ожидающих ремонта, предпочтение отдается многодебитной скважине. Однако существуют математические методы планирования работ бригад текущего ремонта, в основе которых лежит один или несколько критериев (функций цели) и, в частности, такой важнейший, как минимум потерь нефти в целом по промыслу или НГДУ из-за ремонта и простоя в ожидании ремонта, связанного с определением оптимального числа бригад. В связи с ростом механизированного фонда скважин значение текущего ремонта скважин сильно возрастает. Объемы этих работ по отрасли растут очень быстро, и всякая рационализация этого вида работ существенно сказывается на экономических показателях деятельности нефтепромысловых управлений. В этом отношении целесообразно более широкое использование различных вспомогательных агрегатов на колесном ходу как для подготовительных работ (1ПАРС), так и для механизированной установки якорей-оттяжек (АМЯ-6Т). Ускорение спуско-подъемных операций достигается путем использования автоматов и увеличением мощности подъемных агрегатов, что позволяет повысить скорости подъема талевого блока и извлекаемых труб. Однако определяющая роль в проблеме сокращения темпов роста работ по текущему ремонту скважин остается за увеличением надежности работы оборудования скважин, используемого при добыче не
Подготовка скважин к ремонту.
Скважину (эксплуатационную или нагнетательную) считают подготовленной для подземного ремонта, если создана возможность проведения всех необходимых операций при условии соблюдения безопасности рабочего персонала, исключения загрязнения окружающий среды и потерь нефти.
Подготовка скважины состоит из двух составных частей:
Собственно подготовки скважины к проведению планируемых работ и подготовки используемого при этом оборудования.
К первой группе относятся работы, связанные с глушением скважины и предупреждением ее фонтанирования или каких-либо проявлений в процессе проведения работ. Ко второй -установка или ремонт мостков, проверка якорей, установка передвижного агрегата подземного ремонта либо приведение в порядок стационарной вышки (ремонт полов и мостков, проверка состояния кронблока и мачты, смазка шкивов, оснастка талевой системы, установка оттяжного ролика), подвешивание ролика к поясу вышки при работе на скважинах, оборудованных ЭЦН, расстановка оборудования на площадке.
Помимо этого к подготовительным работам относят: доставку к скважине труб, насосных штанг, каната, талевого блока, подъемного крюка, укладку труб и штанг в стеллажи, райберовку труб, крепление муфт на трубах , работы связанные с исследованием состояния скважины (определение уровня жидкости, места расположения пробки, глубины забоя и т.п.).Необходимость подготовки скважин, эксплуатирующихся механизированными способами, обусловлена возможностью ее проявления при подземном ремонте, причем вероятность самоизлива скважины тем выше, чем большая депрессия создавалась на забое в процессе ее эксплуатации. Это объясняется следующим образом. Большинство месторождений разрабатывают с поддержанием пластового давления. При высокой обводненности и работе скважин в режиме форсированных отборов перепады между пластовым и забойным давлением весьма велики. Если после остановки такой скважины не заглушить ее, то через сравнительно небольшой промежуток времени давление восстановится и статический уровень жидкости поднимется настолько, что начнется самоизлив скважины.
Для фонтанирующих скважин глушение обязательно, поскольку в противном случае начнется ее открытое фонтанирование.
Для эксплуатационных скважин подготовка их к ремонту может быть выполнена несколькими способами.
1. Наиболее рационально перекрытие клапана-отсекателя, установленного выше перфорационных отверстий эксплуатационной колонны. Для этого необходима предварительная установка клапана-отсекателя, позволяющего проводить ремонт без глушения скважины.
2. Промывка скважины в сочетании с глушением.
3. Оснащение устья скважины оборудованием, позволяющим проводить работы под давлением.
Рис. 5.4 Схема размещения оборудования при спуско-подъемных операциях:
1 – площадка для установки агрегата подземного ремонта; 2 – устье скважины; 3 – рабочая площадка; 4 – станок-качалка; 5 – направляющий желоб для выведения НКТ; 6 – стеллаж для НКТ или штанг; 7 – зона установки дополнительных стеллажей; 8 – дополнительная площадка для укладки устьевой арматуры.
После завершения промывки и задавливания скважины (в тех случаях когда это необходимо) вокруг нее размещают и монтируют оборудование для выполнения подземного ремонта.
В зависимости от способа эксплуатации, особенностей конструкции, особенностей конструкции оборудования, спущенного в скважину, целей подземного ремонта состав и I размещение оборудования могут быть различными. Общим для большинства работ является наличие у скважины приемных мостков со стеллажами для насосно-компрессорных труб и штанг (при эксплуатации скважин ШСН), якорей для соединения со страховочными оттяжками, площадки для подъемника. При ремонте скважины, оборудованной УЭЦН, размещение оборудования несколько иное.
Основная литература 1 [стр.659-667], 3 [стр.371-377].
1. Технология проведения ремонта скважин под давлением.
2. Какая техника применяется при ремонте скважин под давлением.
3. Особенности грузоподъемного механизма при ремонте скважин под давлением.
4. Схема выполнения спуско-подъемных операций с колонной труб на скважине под давлением.
5. Технология текущего ремонта скважин.
6. На какие виды ремонтов делится текущий ремонт.
7. В каких случаях проводят вынужденный ремонт.
Тема лекции 6
Подготовка к ремонту скважин при различных способах добычи. Устьевое оборудование. Райберовка насосно-компрессорных труб.
Источник