диплом. 3 технологический раздел
 Скачать 307.94 Kb.
|
|
Станция управления предназначена для управления работой и защиты У ЭЦН и может работать в ручном и автоматическом режимах. Станция оснащена необходимыми контрольно-измерительными системами, автоматами, всевозможными реле (максимальные, минимальные, промежуточные реле времени и т.п.). При возникновении нештатных ситуаций срабатывают соответствующие системы защиты, и установка отключается. Станция управления выполнена в металлическом ящике, может устанавливаться на открытом воздухе, но часто размещается в специальной будке. Кабельные линии Кабельные линии предназначены для подачи электроэнергии с поверхности земли (от комплектных устройств и станций управления) к погружному электродвигателю. К ним предъявляются достаточно жесткие требования - малые электрические потери, малые диаметральные габариты, хорошие диэлектрические свойства изоляции, термостойкость к низким и высоким температурам, хорошая сопротивляемость воздействию пластовой жидкости и газа и т.д. Кабельная линия состоит из основного питающего кабеля (круглого или плоского) и соединенного с ним плоского кабеля-удлинителя с муфтой кабельного ввода.Соединение основного кабеля с кабелем-удлинителем обеспечивается неразъемной соединительной муфтой (сросткой). С помощью сростки могут быть соединены также участки основного кабеля для получения требуемой длины. Кабельная линия на основной длине чаще всего имеет сечение круглое или близкое к треугольному. Для сокращения диаметра погружного агрегата (кабель+центробежный насос) нижняя часть кабеля имеет плоское сечение. Кабель выпускается с полимерной изоляцией, которая накладывается на жилы кабеля в два слоя. Три изолированные жилы кабеля соединяются вместе, накрываются предохраняющей подложкой под броню и металлической броней. Металлическая лента брони предохраняет изоляцию жил от механических повреждений при хранении и работе, в первую очередь - при спуске и подъеме оборудования. В прошлом бронированный кабель выпускался с резиновой изоляцией и защитным резиновым шлангом. Однако в скважине резина насыщалась газом и при подъеме кабеля на поверхность газ разрывал резину и броню кабеля. Применение пластмассовой изоляции кабеля позволило существенно снизить этот недостаток. У погружного двигателя кабельная линия заканчивается штепсельной муфтой, которая обеспечивает герметичное соединение с обмоткой статора двигателя. Верхний конец кабельной линии проходит через специальное устройство в оборудовании устья скважины, которым обеспечивается герметичность затрубного пространства, и соединяется через клеммную коробку с электрической линией станции управления или комплектного устройства. Клеммная коробка предназначена для предупреждения попадания нефтяного газа из полости кабельной линии в трансформаторные подстанции, комплектные устройства и шкафы станций управления. Кабельная линия в состоянии транспортирования и хранения располагается на специальном барабане, используемом также при спусках и подъемах установок на скважинах, профилактических и ремонтных работах с кабельной линией. Выбор конструкций кабельных линий зависит от условий эксплуатации установок ЭЦН, в первую очередь, от температуры скважинной продукции. Часто кроме пластовой температуры используется расчетная величина снижения этой температуры за счет температурного градиента, а также повышение температуры окружающей среды и самого скважинного агрегата за счет нагрева погружного электродвигателя и центробежного насоса. Повышение температуры может быть довольно значительным и составлять 20-30 °С. Другим критерием выбора конструкции кабеля является температура окружающего воздуха, которая влияет на работоспособность и долговечность изоляционных материалов кабельных линий. Важными факторами влияющими на выбор конструкции кабеля являются свойства пластового флюида - коррозионная активность, обводненность, газовый фактор. Для сохранения целостности кабеля и его изоляции при спускоподъемных операциях необходимо кабель фиксировать на колонне. НКТ. При этом необходимо применять фиксирующие приспособления вблизи участка изменения диаметра колонны, т.е. около муфты или высадки под резьбу. При фиксации кабеля необходимо следить за тем, чтобы кабель плотно прилегал к трубам, а в случае применения плоского кабеля надо следить за тем, чтобы кабель не был перекручен. Простейшими приспособлениями для крепления кабелей к насосно-компрессорным трубам (НКТ) и узлам погружного насосного агрегата УЭЦН являются металлические пояса с пряжками или клямсы. Эксплуатация установок УЭЦН в наклонно - и криволинейных скважинах потребовала создания приспособлений для крепления кабелей и защиты их от механических повреждений [6] 3.3 Осложнения при эксплуатации УЭЦН на промысловом объекте и причин ремонтов работы скважин оборудованных УЭЦН в условиях ЦДНГ №3 НГДУ «Лениногорскнефть» Из таблицы 10 причины ремонтов скважин оборудованных УЭЦН, выполняется примерно 10 ремонтов в год. Основным из видов ПРС, проводимых в НГДУ «Лениногорскнефть» является работы по повышению технологических параметров оборудования, таких ремонтов ежегодно проводится 11-12% от общего числа. Основными причинами таких ремонтов является снижение или увеличение забойного давления т. е. когда скважина работает не в режиме, в таблице 10 Таблица 10 Причина выхода из строя УЭЦН
Продолжение таблицы 10
Коррозия металла. Коррозия оборудования связана с воздействием сразу нескольких факторов - повышением обводненности продукции скважин, увеличением выноса солей и механческих примесей, повышением скорости движения пластовой жидкости, увеличением токов и напряжений в кабельных линиях и погружных электродвигателях. Поэтому повышение ресурса скважинного оборудования, в том числе УЭЦН, невозможно без защиты оборудования от коррозии. Однако для обоснования выбора методов защиты оборудования необходимо применение научных подходов при изучении видов и причин коррозии. Отложение соли в насосе Осложнения в эксплуатации установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) низкой производительности в виде «отложения солей», «засорения» или «отказа из-за подклинивания насоса» наблюдаются во всех нефтедобывающих предприятиях и недавно. Исследованиями фактов отложения солей, проводимыми в нефтяных компаниях специалисты единодушно констатируют, что эти осложнения связаны: 1) наблюдающимся истощением нефтяных месторождении; 2) широким применением установок ЭЦН низкой производительности; 3) эксплуатацией этих установок в условиях с низкими динамическими уровнями; 4) и с подачей насоса, меньшей оптимальной производительности; 5) при добыче нефти с содержанием воды в продукции более 5 - 10% С началом процесса отложения сульфидосодержащих солей в ЭЦН происходит быстрое снижение его производительности. Со снижением подачи установка работает не более 3-5 месяцев, после чего срабатывает защита, либо насос преждевременно выходит из строя. При этом всегда существует опасность аварии, связанной с разрушением ЭЦН и полетом его на забой скважины. В итоге на скважине производится внеплановый ПРС или КРС, при котором ЭЦН заменяется на новый. Извлеченный ЭЦН отправляют на капитальный ремонт. В спущенном в скважину новом насосе спустя короткое время опять начинается осадкообразование, сопровождающееся снижением производительности и т.д. Все это приводит к значительным материальным и финансовым затратам.. На рисунке 3 показана схема обработки скважины для предотвращения образования сульфидосодержащих осадков  Рисунок 3 Схема обработки скважины для предотвращения образования сульфидосодержащих осадков 1- насосный агрегат; 2- цистерна с раствором соляной кислоты; 3- цистерна с раствором ингибирующий композиции; 4- цистерна с раствором бактерицида; 5- цистерна с продавочной жидкостью; 6- скважина; 7- УЭЦН; 8- продуктивный пласт Неисправность ПЭД Определяются следующие дефекты ремонта ПЭД: а) засорение фильтра или маслопроводов, б) неравномерное прилегание пяты к подпятнику, в) изгиб вала ПЭД, г) изгиб корпуса ПЭД, д) износ подшипников ротора, е) износ подшипника головки, ж) износ подпятника, з) осевой люфт вала, и) поломка стопорных колец, к) поломка шпонок. Но этих сведений не достаточно для того, чтобы УЭЦН отправлять в эксплуатацию на промысел. Очень важно снятие характеристик Q-H, Q-N, Q-?. Для этого УЭЦН монтируют на стенд-скважину для проведения приемо-сдаточных испытаний. В качестве рабочей жидкости применяется индустриальное масло. Полученные результаты сравниваются с заводскими данными, и делается вывод о качестве проведенного ремонта установки. Если результат положительный, то установку обкатывают на масле в течение 3-5 часов, а только потом дается разрешение о дальнейшем использовании установки. Если полученные результаты испытаний не входят в рамки допустимых, то по полученным данным определяется причина неисправности и устраняется. Установки после ремонта обязательно проходят диагностику на стенде-скважине и вибродиагностику. Новые установки ЭЦН не все проходят диагностику, а выборочно. При обнаружении неисправностей, вся поступившая партия подвергается входному контролю с последующей отбраковкой и возвратом заводу-изготовителю бракованных частей УЭЦН. Но такое бывает редко при сегодняшней рыночной экономике и конкурентоспособности заводов по изготовлению УЭЦН. Базы данных, составленные в ООО “ЮЭПУС”, наосновезамеровзанескольколет, позволяютдостаточноточноопределитьосновныекритериинеисправностейПЭДиЭЦН, иорганизоватьполныйвходнойивыходнойконтрольпогружногооборудования. 4 Пробой изоляции кабеля Пробой изоляции кабеля является достаточно распространенным явлением в практике эксплуатации скважин УЭЦН, занимая примерно 15% от общего объема ремонтов электрической части. Основными причинами аварий с кабелем являются: 1. Зависящие от деятельности НГДУ а) Механическое повреждение при спуско-подьемных операциях, вследствие нарушения скоростей спуско-подьема установки и недостаточности крепления кабеля к трубам; б) недостаточная электрическая прочность в месте сращивания круглого и плоского кабеля; 2. Не зависящие от деятельности НГДУ а) недостаточная стойкость резиновой изоляции к действию пластовой воды, нефти и газа, что приводит к разбуханию ее и насыщению газовыми пузырьками; б) недостаточно высокая герметичность резиновых кабелей; в) неравномерная толщина резиновой изоляции по длине кабеля; г) недостаточная механическая прочность металлической брони. Основными мероприятиями для снижения аварийности с УЭЦН, происходящей по вине НГДУ, следует считать: а) тщательный подбор установок и электрических параметров их работы в соответствии с опытом эксплуатации УЭЦН и инструкциями по подбору к монтажу; б) бязательная подготовка скважины (промывка, очистка забоя и шаблонирование колонны); в) организация эффективного контроля и испытания отремонтированных двигателей на специальных стендах (испытание повышенными напряжениями при предельно допустимой температуре окружающей среды); г) проверка и отбраковка кабельных муфт, мест сращивания кабеля под высоким давлением и повышенным напряжением; д) систематический контроль сопротивления изоляции при сборке, установке на устье скважины, во время спуска установки и после ее запуска; е) отладка и отстройка релейной защиты станции управления; 5 Влияние газа Количество газа, выделяющегося из жидкости в процессе её движения по стволу скважины, является величиной переменной и зависит от термодинамических условий и характеристики газожидкостной смеси, следовательно, меняется плотность смеси. Влияние газа в рабочих органах насоса проявляется в ухудшении энергообмена между рабочим колесом и жидкостью, изменяется рабочая характеристика насоса. Максимальные наработки УЭЦН для добычи нефти обеспечиваются безусловным выполнением всех ограничений на параметры эксплуатации установок, и их узлов и элементов в соответствии с техническими условиями, руководствами по эксплуатации и другими нормативными документами. Однако при откачке газожидкостной смеси повышенного газосодержания на входе насоса возникают условия, не регламентированные в перечисленных документах, и игнорирование ими может существенно снизить наработки насосов. В нормативно-технической документации изготовителем для каждого типа насоса приводится рабочий диапазон подач, который относительных координатах подач целесообразно давать в пределах 0,6 - 1,2 из-за подъема рабочих колес на относительных подачах более 1,2, повышенных осевых сил на рабочие колеса и кратного повышения уровня вибрациях на подачах менее 0,6. 6 Отказ НКТ Полеты происходят по следующим причинам: Данный тип аварии подразделяется на два основных вида: 1) По НКТ; 2) Самопроизвольное расчленение по узлам УЭЦН. Большое количество «полётов» УЭЦН происходило по расчленению установки, наибольшее число аварий произошло из-за расчленения между верхней и нижней секций насоса. Основной причиной самопроизвольного расчленения является нарушение технологическими службами нефтепромыслов ТУ расположения УЭЦН в скважине по кривизне, Самопроизвольное расчленение также происходит из-за износа рабочих органов УЭЦН и снижением дебита более чем на 50%. Причиной «износа» ЭЦН является: - односторонний износ (кривизна); - воздействие мех. примесей (КВЧ); - работа УЭЦН в экспериментальном режиме (периодическая работа); - неправильный подбор установки (без расчета подбора оборудований и исследований); - сборка отремонтированных узлов УЭЦ УЭЦН с повышенными допусками в деталях из-за отсутствия комплектующих узлов. Причинами «полётов» по НКТ являются: - усталость металла НКТ; - износ резьбы НКТ. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||