диплом. диплом томск. Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования национальный исследовательский томский политехнический университет
 Скачать 1.08 Mb.
|
|
d V ) l L ( h вн 2 ср тр 2 , (4.5) где L глубина спуска насоса, м, h h h L ст ; (4.6) h - глубина погружения насоса под динамический уровень; l - расстояние от скважины до сепаратора, м; λ - коэффициент гидравлического сопротивления, Коэффициент λ определяют в зависимости от числа Re и относительной гладкости труб Ks: вн ср d V Re , (4.7) где ν - кинематическая вязкость жидкости, м 2 /с; 2 вн s d К , (4.8) 47 где Δ - шероховатость стенок труб, принимаемая для незагрязненных отложениями солей и парафина труб равной 0,1 мм. Способом определения λ является вычисление ее по числу Рейнольдса, независимо от шероховатости: Re 64 , если Re < 2300 (4.9) 25 0 3164 0 , Re , , если Re > 2300 (4.10) Потери напора на преодоление давления в сепараторе g Р h ж с с , (4.11) где Pc - избыточное давление в сепараторе. Подставляя вычисленные значения Δh, hтр и hc и наперед заданные hст и hг в формулу (4.3), найдем величину необходимого напора для данной скважины. в) Выбор центробежного насоса Подбор насоса для заданной подачи, необходимого напора и диаметра эксплуатационной колонны скважины производят по характеристикам погружных центробежных насосов. При этом необходимо иметь в виду, что в соответствии с характеристикой ЭЦН напор насоса увеличивается при уменьшении подачи, а КПД имеет ярко выраженный максимум. Учитывая, что характеристики ЭЦН построены для воды, следует изменить табличные значения напора в соответствии с плотностью реальной жидкости по соотношению ж в в ж H H , (4.12) где Нв - табличное значение напора ЭЦН; ρв - плотность пресной воды; ρж - плотность реальной жидкости, 48 Для учета вязкости реальной жидкости (более 0,03 - 0,04 см 2 /с) и пересчета характеристики ЭЦН следует воспользоваться известными методиками пересчета, например. Для совмещения характеристик скважины и насоса применяют два способа. 1. На выкиде из скважины устанавливают штуцер, на преодоление дополнительного сопротивления которого расходуют избыточный напор насоса ΔH = H - Нc. Однако, этот способ прост, но не экономичен, так как снижает КПД насоса и установки в целом. 2. Второй способ предусматривает разборку насоса и снятие лишних ступеней. Этот способ трудоемкий, но наиболее экономичный, так как КПД насоса не изменяется. Число ступеней, которое нужно снять с насоса для получения необходимого напора, равно: z Н Н z с 1 , (4.12a) где Н - напор насоса по его характеристике, соответствующий дебиту скважины; Нс - необходимый напор скважины; z - число ступеней насоса. Выбор электродвигателя Необходимую (полезную) мощность двигателя, кВт, определяют по формуле н с ж н с ж п H Q H g Q N 102 86400 1000 86400 , (4.13) где ηн - КПД насоса по его рабочей характеристике, ρж - наибольшая плотность откачиваемой жидкости. Учитывая, что КПД передачи от двигателя до насоса (через протектор) составляет 0,92 ÷ 0,95 (подшипники скольжения), определим необходимую мощность двигателя: 49 92 0, N N п н . (4.14) 4.4.2 Расчет задачи Рассчитать необходимый напор ЭЦН, выбрать насос и электродвигатель для заданных условий скважины. Дано: наружный диаметр эксплуатационной колонны - 140 мм; глубина скважины - 2000 м; дебит жидкости Q = 120 м 3 /сут; статический уровень hст = 850 м; коэффициент продуктивности скважины К = 60 м 3 /(сут · МПа); глубина погружения под динамический уровень h = 40 м; кинематическая вязкость жидкости ν = 2·10 -6 м 2 /с; превышение уровня жидкости в сепараторе над устьем hг = 15 м; избыточное давление в сепараторе Рс = 0,2 МПа; расстояние от устья до сепаратора l = 60 м; плотность добываемой жидкости ρж = 880 кг/м3. Решение: Определяем площадь внутреннего канала НКТ по формуле (4.1) при Vср = 1,3 м/с: 2 вн см , F 68 10 130 86400 10 120 6 Внутренний диаметр по формуле (5.2) мм 37 см , , , d вн 69 3 785 0 68 10 Ближайший больший dвн имеют НКТ диаметром 48 мм (dвн = 40 мм). 50 Скорректируем выбранное значение Vср = 130 см/с: с см , , V ср 6 110 4 785 0 86400 10 120 2 6 При выборе НКТ при дебите 120 м 3 /сут и КПД = 0,96 также получим НКТ диаметром 48 мм. Депрессия по формуле (4.4) будет равна м , h 232 81 9 880 60 10 120 6 Число Рейнольдса по формуле (4.7) 22120 10 2 04 0 106 1 6 , , Re Относительная гладкость труб по формуле (4.8) 200 10 1 0 2 04 0 3 , , К s По графику, находим λ = 0,03. Определим λ по формуле (4.10) для сравнений. 025 0 22120 3164 0 25 0 , , , Глубина спуска насоса по формуле (4.6) м L 1112 40 232 850 Потери на трение в трубах по формуле (4.5) м , , , , ) ( h тр 3 55 81 9 2 04 0 106 1 60 1122 03 0 2 Потери напора в сепараторе по формуле (4.11) м , , , h с 2 23 81 9 880 10 2 0 6 Величина необходимого напора (формула (4.3)) м , , , H с 5 1175 2 23 15 3 55 232 850 Для получения дебита Q = 120 м 3 /сут и напора Нс =1176 м выбираем 51 ЭЦН5-130-1200 с числом ступеней 282, учитывая, что эксплуатационная колонна у нас диаметром 140 мм . Из полученной рабочей области характеристики найдем, что при дебите 120 м 3 /сут напор ЭЦН на воде составит 1250 м. По соотношению (4.12) найдем напор насоса на реальной жидкости, если по условию ρж = 880 кг/м3; м H ж 1420 880 1000 1250 Так как вязкость жидкости не превышает 3 сантипуаз, то пересчет по вязкости жидкости не требуется. Для совмещения характеристик насоса и скважины определим по формуле (4.12а) число ступеней, которое нужно снять с насоса: 0 48 282 1420 1176 1 , z Следовательно, насос должен иметь 234 ступени, вместо снятых устанавливаются проставки. Напор одной ступени составит 5,03 м. При установке штуцера на выкиде из скважины мы совмещаем напоры ЭЦН и скважины, но уменьшаем подачу ЭЦН, одновременно уменьшая его КПД. Полезная мощность электродвигателя (формула (4.13)) кВт , , N п 7 24 57 0 102 86400 1176 880 120 , где 0,57 - КПД насоса. Необходимая мощность двигателя кВт , , , N н 3 26 94 0 7 24 Ближайш….ий типоразмер это ПЭД 28 - 103 с КПД 0,73, напряжение 850 В, сила тока 34,7 A, cosα = 0,75, температура окружающей среды до 70°С. Этому двигателю соответствует гидрозащита П92, ПК92, П92Д [9]. 52 5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ Целью расчетов является анализ эффективности внедрения УЭЦН с меньшей подачей на месторождении. В связи с этим, проводится экономический расчет стоимости проведение данной операции. Расчет эксплуатационных затрат на основе стоимости оборудования, с учетом НДС. 5.1 Расчет времени на проведение мероприятий по установке УЭЦН Дебит скважин по сравнению с прошлыми годами падает, что дает основание использовать на скважинах электроцентробежные насосы с меньшей подачей. При эксплуатации скважин УЭЦН ЭЦНМИК5А25-1700(800) повышается межремонтный период и наработка на отказ. Переводим подачу на 25 м 3 /сут. Этим мы получаем насос с подачей 25 м 3 /сутки для использования на малодебетных скважинах. За счет этого мы получаем экономию денежных средств, так, как не приходится запускать с заводов электроцентробежные насосы для малодебетных скважин Определим нормы времени для установки УЭЦН на месторождения. Время на проведение мероприятия включает себя следующие этапы: первый этап подготовительные работы, на втором этапе производятся монтаж и спуск УЭЦН на колонне НКТ. Согласно справочнику «Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы». Время на выполнение мероприятия представлено в таблице 5.1. 53 Таблица 5.1 – Время на выполнение мероприятия Операция Общее время, ч Подготовительные работы 18 Спуск компоновки в скважину на необходимую глубину с поинтервальной опрессовкой НКТ, с поинтервальным замером изоляции. 26 Монтаж УЭЦН 4 Итого: 48 Общее время на мероприятие по смене УЭЦН будет равно 48 ч. 5.2 Расчет количества необходимой техники и оборудования В процессе данных мероприятий потребуется следующая техника: установка электроцентробежного насоса, станция управления. Основные узлы УЭЦН: - ЭЦН (электроцентробежный насос)-важный элемент установки, собственно за счет которого осуществляется подъем жидкости из скважины на поверхность. Состоит он из секций, которые в свою очередь состоят из ступеней и большого числа рабочих колес, собранных на валу и заключенных в трубу (стальной корпус); ПЭД (погружной электродвигатель); Гидрозащита; Кабель. Кроме подъемной установки, в технологическом процессе применяются еще разнообразное оборудование и механизмы, перечислим основные из них: Газосепаратор- используют для снижения количества газа на входе в насос; 54 Термоманометрическая система, выдающая на поверхность данные о температуре и давлении среды, в которой работает насос; Трансформатор. 5.3 Затраты на амортизационные отчисления Затраты определяются, исходя из балансовой стоимости основных производственных фондов и нематериальных активов и утвержденных в установленном порядке норм амортизации, учитывая ускоренную амортизацию активной части (таблица 5.2). Нормы амортизации для УЭЦН выбираем согласно классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы (в ред. постановления правительства РФ от 07 июля 2016 г. n 640). Таблица 5.2 – Расчет амортизационных отчислений при установке УЭЦН Объект Стоимость руб. Норма амортизации % Норма амортизации в год, руб. Норма амортизации в час, руб. Кол- во Время работы, час. Сумма амортизации, руб. Установка ЭЦНМИК5А 30-1700(800) 17600000 13,5 2376000 271,2 1 240 65096 Гидрозащита 900000 9 81000 9,2 1 240 2219 Кабель погружной 215000 11,3 24295 2,8 1 240 666 Газосепаратор 138000 10 13800 1,6 1 240 378 Термоманометр ич.система 67000 8 5360 0,6 1 240 147 Трансформатор 178000 10,5 18690 2,1 3 240 512 Итого 69018 Расчет показывает, что затраты на амортизационные отчисления при установке УЭЦН и комплектующих составляют 69018 руб. 55 5.4 Затраты на материалы Стоимость материалов на проведение мероприятия по смене УЭЦН подрядной организацией А, приведена в таблице 5.3 Таблица 5.3 – Стоимость материалов на установку УЭЦН Из расчетов статьи о расходах на материалы следует, что минимальные затраты на материалы при выполнении работ организацией А составят 802 240 руб. 5.5 Расчет заработной платы бригады К расходам на оплату труда относятся (таблица 5.4): суммы, начисленные по тарифным ставкам, должностным окладам, сдельным расценкам или в процентах от выручки от реализации продукции (работ, услуг) в соответствии с принятыми на предприятии (организации) формами и системами оплаты труда; надбавки по районным коэффициентам, за работу в районах крайнего Севера и др. Наименование материалов Организация А Кол-во, кг. Цена, руб. Сумма, руб. 1 НКТ, 73мм 22080 28 618 240 2 Кабель 2300 м 80 184 000 Итог: 802 240 56 Таблица 5.4 – Расчет заработной платы По данным из таблицы 5.4 заработная плата составляет 195360 рублей. 5.6 Затраты на страховые взносы Затраты на страховые взносы в пенсионный фонд, фонд социального страхования, фонд обязательного медицинского страхования и обязательного социального страхования от несчастных случаев на производстве 1.7 -1.8. Рассчитывая затраты на страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний, выбираем класс XI с тарифом 1,2 для разведочного бурения (код по ОКВЭД 45.12) (таблица 5.5). Профессия Р аз ряд К оли че ст во, Орг.А Тарифная ставка, руб./час организация А Начисления за проведение мероприятия (48ч.), организачия А Сев. и рай. коэф. 50%+70% Заработная плата с учетом надбавок, руб. Организация. А Организация. А Технолог 12 1 350 16800 20160 36960 Мастер 11 1 300 14400 17280 31680 Бурильщик 7 1 250 12000 14400 26400 Машинист 6 1 180 8640 10368 19008 Помощник бур. Бурильщика 5 1 200 9600 11520 21120 Супервайзер 5 1 400 19200 23040 42240 Геофизик 4 1 170 8160 9792 17952 Итого 10 88800 106560 195360 57 Таблица 5.5 – Расчет страховых взносов при установке УЭЦН организацией А Показатель Техно- лог Мастер Бурильщик Машинист Помощник бурильщика Супервайзер Геофизик Количество работников 1 1 1 1 1 1 1 Начисления за проведение мероприятия (48ч.), организачия А 36960 31680 26400 19008 21120 42240 17952 ФСС (2,9%) 1072 919 766 551 612 1225 521 ФОМС(5,1%) 1885 1616 1346 969 1077 2154 916 ПФР (22%) 8131 6970 5808 4182 4646 9293 3949 Страхов-ие от несчаст. случаев (тариф 1,2%) 444 380 317 228 253 507 215 Всего, руб. 48491 41564 34636 24938 27709 55418 23553 Общая сумма, руб. 256312 Исходя из полученных значений страховых взносов, (таблица 5.5) получается, что затраты на страховые взносы при проведении данного мероприятия организацией А составят 256312 руб. 5.7 Затраты на проведение мероприятия На основании вышеперечисленных расчетов затрат определяется общая сумма затрат на проведение организационно-технического мероприятия (Таблица 5.6). 58 Таблица 5.6 – Затраты на проведение организационно-технического мероприятия Состав затрат Сумма затрат, руб. Амортизационные отчисления 69018 Затраты на материалы 802240 Оплата труда 195360 Страховые взносы 256312 Накладные расходы (20%) 264586 Всего затрат: 1587516 Таким образом, затраты на установку УЭЦН и всех комплектующих организацией А составляют 1587516 руб. [12,13]. 59 6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ ЭКСПЛУОТАЦИИ УЭЦН НА МЕСТОРОЖДЕНИИ 6.1 Производственная безопасность Любая производственная деятельность сопряжена с воздействием на работающих вредных и опасных производственных факторов. Отсюда обеспечение безопасных условий труда – одна из основополагающих целей, к которой должно стремится руководство предприятия. Все работы по монтажу, демонтажу и эксплуатации установок погружных центробежных и винтовых насосов необходимо выполнять в строгом соответствии с Правилами безопасности на нефтедобывающих промыслах. Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок и требованиями инструкций. Опасные и вредные факторы при выполнении работ с электроцентробежными насосами (таблица 6.1). Таблица 6.1 – Основные элементы производственного процесса, формирующие опасные и вредные факторы. Наиме- нование видов работ Факторы (ГОСТ 12.0.003-74-ССБТ с измен. 1999 г.) Нормативные документы Вредные Опасные Осуществле ние работ 1.Повышенный шум; 2.Отклонение показателей климата; 3.Электромагнитные поля радиочастот. 1.Опасность поражения электрическим током; 2.Опасность механических повреждений ГОСТ 12.3.003-86 ПОТ Р М 020- 2001СН2.2.4/2.1.8. 562-96 ГОСТ 12.1.003-83 60 6.1.1 Анализ вредных факторов при эксплуатации нефтяных скважин установками ЭЦН на месторождении Вредными производственными факторами называются факторы, отрицательно влияющие на работоспособность или вызывающие профессиональные заболевания и другие неблагоприятные последствия. Повышенный шум - источниками шума являются звуки, вызванные в результате производственной деятельности машин, используемых при монтаже и спуско-подъемных операций (СПО) установок электроцентробежных насосов (агрегат ЦА-320, подьемный агрегат А60-80, передвежная паровая установка (ППУ), автокран). Действие шума на человека определяется влиянием на слуховой аппарат и многие другие органы и системы организма, в том числе и нервную систему. Громкость ниже 80 дБ обычно не влияет на органы слуха. Длительное действие шума > 85 дБ в соответствии с нормативными документами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 и ГОСТ 12.1.003-83, приводит к постоянному повышению порога слуха, к повышению кровяного давления. Основные методы борьбы с шумом. Общая классификация средств и методов защиты от шума приведена в ГОСТ 12.1.029-80: а) Использование средств, снижающих шум. К акустическим средствам защиты относятся звукоизоляция, звукопоглощение, виброизоляция, вибродемпфирование. б) Применяются звукоизолирующие экраны, кожухи, кабины, облицовки, прокладки, опоры, конструктивные разрывы, демпферы, а также глушители шума - реактивные, абсорбционные, комбинированные. в) Для защиты от непосредственного, прямого воздействия шума используют звукоизолирующие экраны и перегородки; г) Средства индивидуальной защиты (СИЗ): наушники; |