Комплекс оборудования и его обслуживание для предупреждения отложений парафина в скважинах. КП пример. Изм. Лист докум. Подпись Дата
 Скачать 0.93 Mb.
|
|
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 - 6 - ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ Введение При движении нефти с забоя скважины снижаются температура и давление, происходит выделение газа, поток охлаждается, снижается растворяющая способность нефти и при этом выделяются твердый парафин, асфальтены и смолы. Отложения приводят к снижению дебита. 1) Механический метод используется для периодического удаления АСПО компонентов с поверхностей нефтяного оборудования. При этом способе применяют скребки различных конструкций, опускаемых в скважину на проволоке. 2) Термические методы (горячие промывки нефтью) применяются как для удаления, так и для предотвращения образований АСПО. Предотвращение образований АСПО проводятся путем поддержания температуры нефти выше температуры плавления парафина с помощью разогретой нефти (АДПМ) или с помощью электронагревателей (электропрогрев). 3) Физические методы борьбы с АСПО предусматривают применение электромагнитных колебаний (магнитные активаторы, различных модификаций, покрытие твердых поверхностей эмалями, стеклом, бакелитовым лаком и т.д. 4) Химические методы включают в себя использование различных химических реагентов, полимеров, ПАВ: ингибиторы парафиноотложений, смачиваемой, ПАВ-удаляемой, растворителей и т.д. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 - 7 - ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ 1 Раздел нефтегазопромыслового оборудования 1.1 Назначение, классификация и принцип действия оборудования 1.1.1 Область применения, комплектность, принцип работы и маркировка ШСНУ ШСНУ могут обеспечить высокий напор в ограниченном диапазоне подач от 5 до 50 м 3 /сут. В области подач от 1 до 40 м 3 /сут ШСНУ имеют более высокий КПД по сравнению с другими способами добычи нефти, и при подаче, равной 35м 3 /сут, он может достигать максимального значения (37%). Однако в некоторых случаях подача может достигать 200 м 3 /сут, и глубины подвески насосов достигают 2500 м. Оборудование ШСНУ очень чувствителен к целому ряду осложняющих факторов, среди которых одним из самых весомых являются кривизна ствола скважины, обводненность продукции, наличие механических примесей. ШСНУ включает: а) наземное оборудование-станок-качалка (СК), оборудование устья, блок управления б) подземное оборудование-насосно-компрессорные трубы (НКТ), штанги насосные (ШН), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях. Условное обозначение на примере СК5-3-2500 расшифровывается следующим образом: СК5 – станок-качала с максимальной нагрузкой на головку балансира 5 т или 50 кН; 3 – максимальная длина хода устьевого штока 3 м; 2500 – максимальный крутящий момент на ведомом валу редуктора 2500 кгс·м или 25 кН·м. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 - 8 - ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ 1-станция управления; 2-балансир; 3-головка балансира; 4-стойка; 5-шатун; 6-кривошип; 7-редуктор; 8-электродвигатель; 9-тормоз; 10-противовес; 11-металлическая рама; 12-бетонный фундамент; 12-канатная подвеска; 13-траверсы; 14-полированный шток; 15-устьевой сальник; 16-колонна штанг; 17-колонна НКТ; 18-плунжер насоса; 19-нагнетательный клапан; 20-всасывающий клапан; 21-цилиндр насоса; 22-хвостовик Рисунок 1 – Схема ШСНУ Установка работает следующим образом. Крутящий момент от электродвигателя через клиноременную передачу передается на ведущий вал редуктора, а затем на ведомый вал. На последнем укрепляется кривошип с противовесами. Кривошип с помощью шатунов и траверсы связан с балансиром, качающимся на опоре, укрепленной на стойке. Балансир со стороны переднего плеча снабжен откидной головкой, на который монтируется канатная подвеска. При ходе головки балансира вверх плунжер также перемещается вверх при этом нагнетательный клапан закрывается под действием веса продукции скважины, находящейся в НКТ. При снижении давления в цилиндре насоса до величины, меньше, чем давление на приеме, всасывающий клапан открывается и Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 - 9 - ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ цилиндр насоса заполняется скважинной продукцией. При ходе плунжера вниз давление в цилиндре насоса повышается, всасывающий клапан закрывается, а когда давление в цилиндре насоса становится большим, чем давление над плунжером, открывается нагнетательный клапан, и продукция из цилиндра через плунжер перетекает в колонну НКТ. Затем цикл повторяется. 1.1.2 Область применения, комплектность, принцип работы и маркировка УЭЦН Установки ЭЦН выпускают для эксплуатации высокодебитных, обводненных, глубоких и наклонных скважин с дебитом 20-1000 м 3 /сут и высотой подъема жидкости 500-2000 м. Таблица 1 - Область применения Показания Значения 1 2 Содержания воды, % Не более 99 Содержание механических примесей: насосы обычного исполнения, г/л насосы износостойкого исполнения, г/л насосы коррозионностойкого исполнения, H2S г/л 0,1 0,5 1,25 Температура, Не более 90 Средний дебит, м 3 /сут 100-500 Общий дебит, м 3 /сут 40-1000 Напор насоса, м 550-1800 К подземному оборудованию относятся: а) электроцентробежный насос, являющийся основным исполнительным узлом установки (ЭЦН); Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 10 - 10 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ б) погружной электродвигатель (ПЭД), являющийся приводом насоса; в) система гидрозащиты, осуществляющая защиту ПЭД от попадания в него пластовой жидкости и состоящая из протектора и компенсатора; г) токоведущий кабель, служащий для подачи электроэнергии к ПЭД; д) насосно-компрессорные трубы (НКТ), являющиеся каналом, по которому добываемая жидкость поступает от насоса на дневную поверхность. К наземному оборудованию относятся: а) устьевая арматура, служащая для направления и регулирования поступающей жидкости из скважины и герметизации устья и кабели; б) станция управления погружным двигателем, осуществляющая запуск, контроль и управление работой УЭЦН; в) трансформатор, предназначенный для регулирования величины напряжения, подаваемого к ПЭД; г) подвесной ролик, служащий для подвески и направления кабеля в скважину при спускоподъемных операциях. Ток с промысловой электросети поступает на трансформатор, где напряжение стабилизируется и далее через станцию управления по токоведущему кабелю подводится к ПЭД. Вращение вала ПЭД через шлицевую муфту передается валу ЭЦН. На валу ЭЦН насажены рабочие колеса. Жидкость пройдя через все ступени насоса выбрасывается в колонну НКТ, а далее до устьевого оборудования в выкидную линию. Каждая установка имеет свой шифр, УЭЦН5А-500-800, в котором приняты следующие обозначения цифр: 5А – допустимый внутренний диаметр обсадной колонны 130 мм; второе число шифра обозначает номинальную подачу насоса (м 3 /сут) и третье примерный напор в м. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 11 - 11 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ 1 – автотрансформатор; 2 – станция управления; 3 – кабельный барабан; 4 – устьевое оборудование; 5 – колонна НКТ; 6 – бронированный электрический кабель; 7 – зажимы для кабеля; 8 – погружной многоступенчатый центробежный насос; 9 – приемная сетка насоса; 10 – обратный клапан; 11 – сливной клапан; 12 – узел гидрозащиты (протектор); 13 – погружной электродвигатель; 14 – компенсатор Рисунок 2 – Схема УЭЦН 1.2 Конструкция основных узлов и деталей оборудования 1.2.1 Конструкция установки УДЭ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 12 - 12 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ Скважинное, или глубинное дозирование – способ подачи химреагента непосредственно на прием насосу, для этой цели используют несколько конструкций скважинных дозаторов. В настоящее время применяют дозированные установки УДЭ представленный на (рисунке 3) монтируемый в закрытом блоке и устанавливаемый на устье скважины. 1 - дозировочный блок, 2 – электроконтактный манометр, 3- указатель уровня, 4- заливная горловина, 5 – бак, 6 – фильтр, 7 – рама, 8 – сливной вентиль, 9, 10, 15 – вентили, 11 - всасывающий трубопровод, 12 – обратный клапан, 13 – электронасосный агрегат, 14 – нагнетательный трубопровод, 16 – кожух Рисунок 3 – Дозировочная электронасосная установка УДЭ Блок включает в себя емкость с реагентом, из которой дозировочным электронасосом, реагент подается в нагнетательный трубопровод, а затем в затрубное пространство в скважины. Блок быстро монтируется, однако, для его установки требуется свободная площадка на устье, прокладка трубопроводов. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13 - 13 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ При ремонтных работах на устье скважины требуется перенос блока и коммуникаций, что удлиняет время ремонта и увеличивает его стоимость. Установка дозировочная, входящая в состав УДЭ, состоит из технологического отсека и технологической емкости, примыкающих друг к другу и размещенных на общем основании (раме). В технологическом отсеке в зависимости от варианта исполнения УДЭ могут быть смонтированы: - дозировочный электронасосный агрегат (насос-дозатор), осуществляющий непрерывное объемное дозирование реагента; - трубопроводная технологическая обвязка (с арматурой) насоса-дозатора и технологической емкости; - взрывозащищенный электромагнитный пускатель; - электроконтактный манометр; - выключатель ВПВ. Насос-дозатор может быть снабжен регулирующим механизмом с ручным приводом, обеспечивающим возможность изменения размера дозы как при работающем, так и при остановленном дозировочном агрегате, либо преобразователем частоты для управления асинхронными электродвигателями, позволяющим производить автоматическое регулирование подачи насоса- дозатора. Включение насоса-дозатора предусмотрено выключателем, расположенным внутри на стене технологического отсека или дистанционно со щита управления. Стеклянный указатель уровня жидкости, установленный на технологической емкости, служит для визуального контроля уровня реагента в емкости. При включении насоса-дозатора начинается отбор реагента из емкости и его дозирование в выходной трубопровод с параметрами, установленными для данного насоса-дозатора. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 14 - 14 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ Электроконтактный манометр, установленный на выходном трубопроводе, следит за величиной давления нагнетания и при выходе его за заданные уставки происходит отключение насоса-дозатора. При снижении уровня реагента в емкости ниже предельной отметки сигнализатор нижнего уровня или датчик текущего уровня (при их монтаже) отключают насос-дозатор. 1.2.2 Конструкция установки СК с насосом типа НД Использование в качестве привода дозировочных насосов станка-качалки привело к созданию конструкций, приведенной на (рисунке 4). Здесь движение балансира передается с помощью тяги насосу, который подает химреагент из бака через клапанную систему в затрубное пространство скважины. Устройство содержит контейнер для реагента, снабженный крышкой с клапаном и размещенный под насосной частью станка-качалки, и дозатор, состоящий из жестко связанного с контейнером корпуса дозатора, выполненного с внутренней полостью, в верхней части которой размещен шлюз с поперечным и продольным каналами для прохождения реагента, скважинной жидкости и газа и в котором размещен шарик клапанный, выполняющий функцию запирающего устройства при посадке на седло в виде кольца или на седло, образованное продольным каналом шлюза, с образованием системы контейнер-корпус, выполненной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по полому цилиндру, имеющему в нижней части вертикальные каналы для сообщения со скважиной и зафиксированного в скважине посредством упорных пружин или пакера, плунжер с осевыми канавками для пропускания реагента, скважинной жидкости и газа размещен в осевом отверстии корпуса дозатора и жестко закреплен с полым цилиндром и мерный узел, состоящий из мерного кольца с уплотнительными элементами, которые с внутренней стенкой нижнего седла клапана образуют мерную полость для реагента, ограничители хода Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 15 - 15 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ системы контейнер-корпус, которыми являются упорное кольцо и жестко связанные с полым цилиндром и клапанный шарик. Дозирующие насосы – это специальные агрегаты, функция которых заключается в дозировании жидкостей, циркулирующих под напором. Независимо от конструкции и производителя, данные насосные системы являются неотъемлемым атрибутом во многих сферах промышленности. В действие дозирующий насос приводится посредством электрического двигателя, питающегося от тока при помощи магнитного элемента. Помимо мотора в конструкцию дозирующего насоса входят такие элементы: - редуктор; - регулировочный механизм; - гидравлический цилиндр; - кнопки управления. Регулировочный механизм используется с целью преобразования крутящего момента, создаваемого приводным валом. Результатом этого становится генерация возвратно-поступательного движения поршня. Устройство дозировочного насоса также дает возможность отрегулировать длину хода поршня. Гидравлический цилиндр требуется для осуществления рабочего процесса всем устройством. Принцип работы насоса основывается на всасывании определенной дозы жидкости, после чего она выталкивается в линию дозировки. Изменив длину и частоту хода устройств, операторы могут задать требуемую производительность агрегатов. При этом диапазон этого показателя будет достаточно широким – от 5 мл./ч. до 40 тыс. л./ч. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 16 - 16 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ 1 – насос; 2 – бак для химпродукта; 3 – всасывающий трубопровод; 4 – нагнетательный трубопровод; 5 – тяга; 6 – рычаг; 7 – клапанная система; 8 – манометр; 9,10 – обратные клапаны. Рисунок 4 – Установка с приводом от станка- качалки с насосом типа НД 1.2.3 Конструкция устройства СПКУ На (рисунке 5) представлены элементы электрического кабеля УЭЦН с капиллярной трубкой. Капиллярная трубка изготавливается из того же полипропилена, что и двухслойная изоляция трех жил кабеля питания УЭЦН. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 17 - 17 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ Рисунок 5 - Конструкция специального погружного кабельного устройства (СПКУ) Полипропилен отличает высокая химическая стойкость к действию самых различных реагентов: кислот, щелочей, солей, органических растворителей, нефтепродуктов. Он обладает требуемой инертностью к применяемым в нефтедобыче реагентам. В соответствии с механизмом действия химический реагент дозируют либо в интервал перфорации, либо на прием глубинного насоса. При этом замену кабеля УЭЦН на специальный кабель с капиллярной трубкой обычно производят при очередном подземном ремонте осложненной скважины. При этом схема пуска и остановки дозировочного насоса должна обеспечивать синхронную остановку и его запуск совместно с погружным электродвигателем УЭЦН. Это гарантирует дозирование химического реагента только при работе скважинного насоса. По этой причине дозируемый реагент необходимо подавать как можно ближе к интервалу перфорации. На рисунке 6 приведена схема осуществления технологии дозирования химических реагентов. В этом случае канал подачи реагента в специальном кабеле наращивается через ниппель отдельной капиллярной трубкой 11 расчетной длины и грузом- форсункой 12, который обеспечивает надежность спуска и ввод реагента в добываемую жидкость. Ввод кабеля и капиллярной трубки через планшайбу и спуск оборудования в скважину осуществляется согласно стандартной Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 18 - 18 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ технологии. Для исключения повреждения капиллярной трубки в интервале расположения электродвигателя на протекторе и компенсаторе устанавливаются центраторы. Капиллярная трубка надежно фиксируется на центраторе с помощью скобы. Для придания прочности капиллярной трубке параллельно с ней через измерительный ролик со счетчиком оборотов спускается гибкий трос в полиэтиленовой оболочке (или скребковая проволока) d = 1,8...2,0 мм, которая надежно соединяется с грузом - форсункой и центратором на компенсаторе. 1-емкость с химреагентом; 2-насос-дозатор; 3-манометр; 4-регулировочный клапан; 5-клеммная коробка; 6- линия обвязки (стальная или медная трубка); 7- колонна НКТ; 8-обсадная колонна; 9-установка ЭЦН; 10-соединительный ниппель; 11-капиллярная трубка; 12 - груз - форсунка; 13-продуктивный пласт; 14 - специальный погружной кабель с капиллярной трубкой Рисунок 6 - Общая схема размещения оборудования по дозированию реагента Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 19 - 19 ННК Н191-17.035.02-21 ПЗ 1.2.4 Конструкция глубинных скважинных дозаторов Глубинные скважинные дозаторы имеет ряд преимуществ перед наземными: а) они подают химреагент непосредственно в область приема при высокой температуре, что усиливает их активность; б) они нормально работают в любое время года, так как вязкость химреагента постоянна; в) они не загромождают устьевую площадку и не требуют сложных монтажно-демонтажных работ. Но они обладают и серьезным недостатком: дозирование реагента сложно организовать в скважине. Именно на это и направлены в последние годы усилия многих разработчиков. Приведем описание некоторых конструкций, получивших применение на промыслах. 1 - фильтр; 2 – заглушка; 3 – отверстие диаметром 1,5 мм; 4 – отверстие диаметром 3 мм; 5 – штуцер; 6 – державка; 7 – контейнер Рисунок 7 – Дозатор гравитационного типа |