Технологическая часть. Станции управления погружными насосами на сегодня выполняют следующие функции
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
1.3 Маркировка и обозначение УЭЦН отечественного и зарубежного производства УЭЦН производства Новомет в зависимости от поперечного диаметра двигателя условно делятся на 3 группы: УЭЦН5 (103 мм), УЭЦН5А (117 мм), УЭЦН6 (123 мм). Наружный диаметр УЭЦН позволяет спускать их в скважины с минимальным внутренним диаметром эксплуатационной колонны: УЭЦН5 - 121,7 мм; УЭЦН5А – 130 мм; УЭЦН6 - 144,3 мм. Условное обозначение насоса (обычного исполнения) - ЭЦНМ5 50-1300, где: Э-привод от погружного двигателя; Ц-центробежный; Н-насос; М-модульный; 5 - группа насоса (условный диаметр скважины в дюймах); 50 - подача, м3/сут; 1300 - напор, м. Для насосов коррозионостойкого исполнения перед обозначением группы насоса добавляется буква «К». Для насосов износостойкого исполнения перед обозначением группы насоса добавляется буква «И». Условное обозначение двигателя ПЭДУ 45(117), где: П – погружной; ЭД – электродвигатель; У – универсальный; 45 - мощность в кВт; 117 - наружный диаметр, в мм. Для двухсекционных двигателей после буквы «У» добавляется буква «С». Условное обозначение гидрозащиты Протектор 1Г-51, компенсатор ГД-51, где: Г – гидрозащита; Д – диафрагменная.  Рисунок 1 – Структура условного обозначения погружных насосов Пример записи обозначения центробежно-вихревого насоса (ВНН) базовой конструкции (КВЧ до 0.2 г/л), плавающая ступень, осевая опора в насосной секции, условный габарит 5, с номинальной подачей 25 м3/сут, напором при номинальной подаче 500 м при заказе, переписке и другой документации: ВНН5-25-500/00-01Х ТУ 3665-015-12058737-2006 (рисунок 1). Пример записи обозначения центробежно-вихревого насоса (ВНН) износостойкой модификации (КВЧ до 0.5 г/л) (01), плавающая ступень, осевая опора в насосной секции, условный габарит 5, с номинальной подачей 59 м3/сут, напором при номинальной подаче 1450 м при заказе, переписке и другой документации: ВНН5-59-1450/03-01X ТУ 3665-015-12058737-2006.  Рисунок 2 – Структура условного обозначения электродвигателей Пример записи условного обозначения односекционного электродвигателя мощностью 16 КВт, 103 габарита, на номинальное напряжение 600 В, термостойкого, базовой модификации по наличию погружного блока контроля параметров установки при его заказе и в документации другого изделия: ПЭДН16–103-600/00 ТУ 3381– 003 – 12058737 – 2008 (рисунок 2). Условное обозначение насоса (обычного исполнения) DN-440 (268 ступеней). Серия 387, где: DN- рабочие органы из NI-RESIST (сплав железа с никелем); 440 - подача в баррелях/сутки; 268 - количество рабочих ступеней; 387 - наружный диаметр корпуса в дюймах. Для насосов износостойкого исполнения после величины подачи ARZ (абразивно стойкий цирконий). Условное обозначение электродвигателя 42 Л.С, 1129 Вольт, 23 Ампер, серия 456. 42 - мощность в лошадиных силах; 1129 - номинальное напряжение в вольтах; 23 – номинальный ток в амперах; серия 456 - наружный диаметр корпуса в дюймах. Условное обозначение гидрозащиты: LSLSL и BSL. L – лабиринт; B – резервуар; P - параллельное соединение; S - последовательное соединение. 1.4 Анализ УЭЦН отечественного и зарубежного производства В отличие от насосов УЭЦН REDA, отечественные насосы по своей конструкции лучше приспособлены к работе в скважинах с высоким содержанием солей и механических примесей, так как они имеют большее сечение приточных каналов и меньшую агдезию к осаждению солей. Но исследования на испытательных стендах УЭЦН российского производства показали, что они по своей конструкции более подвержены вибрации, чем УЭЦН REDA. Поэтому проблемы «полетов» для российских УЭЦН более актуальны, чем для западных. «Полеты» в основном связаны с вибрацией, вызванной как износом пар трения насоса, так и конструктивными особенностями УЭЦН. В отличие от насосов УЭЦН REDA на насосах отечественного производства имеется упорный подшипник вала, в результате чего осевые нагрузки не передаются на протектор. Материалы рабочих колес и направляющих аппаратов на отечественных насосах изготовлены из специально модифицированного чугуна или чугуна типа «нирезист». Высокопрочные и высокоточные валы насосов изготовлены из нержавеющей стали или из сплава «К-монель». Рабочие колеса и диффузоры УЭЦН REDA отлиты из чугуна с высоким содержанием никеля с целью повышения антиабразивных и антикоррозийных свойств, на последних моделях колеса изготовлены из сплава «Манель». Вал делается из стали «Найтроник 50» или высокопрочной антикоррозийной нержавеющей стали. Основной особенностью конструкторского исполнения отечественных насосов является расчет на изначально тяжелые условия работы. Исходя из соображения большой осевой нагрузки на вал, в конструкции применяется узел пяты, призванный принимать на себя все осевые нагрузки на вал. Для предотвращения перемещения вала вверх применяется в нижней части упорная шайба. В ЭЦН REDA подобных узлов нет. От осевого перемещения вверх или вниз сдерживает замковая втулка. Со стороны втулки головки насоса устанавливается текстолитовая шайба, служащая для уменьшения трения при контакте втулки с рабочими органами насоса и втулкой подшипника скольжения головки. Если выполняются условия эксплуатации (вертикальное расположение насоса, отсутствие механических примесей), то такая сложная конструкция как в отечественных ЭЦН не требуется и данный простейший узел обеспечивает необходимую надежность. В реальных условиях нет таких осевых нагрузок, как конструктивно за-кладываются в наши ЭЦН. В насосе REDA большая свобода перемещения вала в осевом направлении до – 20 мм (в отечественных насосах – 0,5 – 1 мм). Это в дальнейшем облегчает разбор насоса (в отечественных насосах разбор намного сложнее, т.к. свобода перемещения вала исчезает в процессе эксплуатации, зазор зарастает солями, и чтобы освободить вал от ступеней насоса приходится разбивать 2-3 ступени для подачи вала в осевом направлении и освобождении стопорного кольца). В насосах REDA единственной фиксацией ступеней на валу является стопорное кольцо и замковая втулка над ним фиксирующая двумя винтами. Недостатком насоса REDA является исполнение рабочего колеса и за-щитной втулки направляющего аппарата как единое целое. Казалось бы, годное рабочее колесо REDA приходится отбраковать из-за износа второй его части – защитной втулки аппарата. Как следствие, невозможность вторичного использования направляющих аппаратов с износом внутреннего диаметра отверстия больше допуска – 0,07 дюйма. Исходя из сложившихся условий разработки низкодебитных месторождений фирма REDA наладила выпуск насосов типа ЭЦН-30 с минимальной производительностью – 13 куб.м\сут. Погружной электродвигатель важнейший узел насосной установки является погружной электродвигатель, который должен надежно работать в агрессивный жидкой среде на большой глубине, в условиях высокого давления и высоких температур. Отечественные электродвигатели имеют диаметр корпуса 103, 117, 122 мм. В роторе электродвигателя применены оригинальные подшипники, имеющие механическую фиксацию от проворота и сохраняющую возможность легкого перемещения вдоль оси вала. Электродвигатели REDA имеют диаметр корпуса 95, 116, 122, 137, 187 мм. Валы электродвигатели имеют каналы, способствующие поступлению масла ко всем внутренним подшипникам. Герметизация статорной обмотки обеспечивается кроме всего прочего специальным компаундом, которым заливается обмотка. Узел пяты в электродвигателе REDA снаружи, а в отечественных ПЭД – внутри. Гидрозащита УЭЦН REDA отличается от отечественных УЭЦН тем, что кроме достаточно высокого качества гидрозащиты, герметичность электрической изоляции двигателя обеспечивается еще и торцевыми уплотнениями фирмы «Лассаль». Кабель в отличие от отечественных кабелей КПБК, КПБП, кабель уста-новок поверх полиэтиленовой изоляции освинцовывается (каждая жила от-дельно), что увеличивает продолжительность его службы и уменьшает влаго-проницаемость. Срок службы кабеля УЭЦН REDA на 1-2 года больше чем у отечественных кабелей. В отечественных кабелях применяется мягкая медь, которая работает на растяжение до 30%, а у кабелей УЭЦН REDA твердая медь – растяжение до 100%. В отечественных установках сечение кабеля 6, 10, 25, 35, 50 мм2, в кабелях УЭЦН REDA кроме этих сечений имеется сечение 21,5 мм. Это сечение самое оптимальное при спуске установки на глубину 1800 – 2200 м и мощности ПЭД от 22 до 45 КВт, т.к. обеспечивает минимальные потери напряжения. 1.5 Сравнительный анализ межремонтного периода и причин отказов УЭЦН отечественного и зарубежного производства Межремонтный период работы (МРП) является одним из основных показателей работы скважин, эксплуатируемых установками погружных центробежных электронасосов, который характеризует, прежде всего, технический уровень оборудования и качество его изготовления, а так же эксплуатационную надежность скважин, т.е. качество подготовки скважин и эксплуатацию оборудования УЭЦН в определенных геолого-физических условиях работы. Под межремонтным периодом работы скважины или групп скважин понимают среднее время работы между двумя очередными подземными ремонтами, связанными с подъемом оборудования из скважин, при одном и том же способе эксплуатации или эксплуатации одним видом оборудования. МРП работы скважин проводится, как правило, за скользящий год, т.е. помесячно за перемещающийся двенадцатимесячный период. Расчет МРП работы скважин может проводиться за любой расчетный период (месяц, квартал, полугодие, год). Первое место по причинам повторных ремонтов УЭЦН «REDA» занимает заклинивание отложениями солей, что составляет 35% числа всех ремонтов. Большая чувствительность к забиванию солями установок обуславливается их конструктивными особенностями. Очевидно, рабочие колеса имеют меньший зазор и большую центробежную кривизну. Это, по-видимому, способствует и ускоряет процесс солеотложения. Механические повреждение кабеля можно объяснить только браком работы бригад приводной радиостанция (ПРС) при спускоподъемных операциях. Все отказы по этой причине - преждевременные. Негерметичность НКТ по причине некачественной поставки трубы заводом-изготовителем. Снижение сопротивления изоляции кабеля - в сростке кабеля (прогар), там, где был использован не освинцованный кабель REDALENE. Снижение притока объясняется понижением пластового давления. На шестом месте стоят отказы по причине повышенного КВЧ, но это не говорит о том, что УЭЦН «REDA» не боятся механических примесей. Объясняется это тем, что такие установки ЭЦН эксплуатируются в скважинах с допустимой концентрацией механических примесей, другими словами, работают в «тепличных условиях», т.к. стоимость установок REDA очень высока (превышает отечественные установки более чем в 5 раз). Снижение сопротивления изоляции двигателя - электрический пробой обмотки статора из-за перегрева двигателя или попадания в полость двигателя пластовой жидкости. Остановки по геолого-техническим мероприятиям (ГТМ) (перевод в поддержание пластового давления (ППД), под газорегуляторным пунктом (ГРП) и т. д.) Высоконапорные установки, работавшие с низкими динамическими уровнями обозначили проблему выделения газа практически в условиях пласта, что отрицательно повлияло на работу УЭЦН (кстати, что подтверждает и эксплуатация высоконапорных отечественных УЭЦН), поэтому в дальнейшем от спуска высоконапорных УЭЦН на месторождениях нефтегазодобывающих управлениях (НГДУ) «НСН» отказываются. Ведутся работы в настоящее время по испытанию кожухов обратного потока. О результатах испытаний говорить еще рано. Технологические службы стали шире использовать применение штуцеров. В заключении хочется отметить, что УЭЦН импортного производства намного более устойчивы для работы в осложненных условиях. Это четко выражено по результатам сравнения УЭЦН отечественного и импортного производства. Причем и те и другие имеют свои достоинства и недостатки: Рассмотрим основные причины отказов отечественных УЭЦН: - неправильный подбор УЭЦН, при котором производительность установки больше притока пластовой жидкости из пласта. В режиме малых подач происходит интенсивный нагрев рабочих органов и корпуса насоса. Возможно плавление изоляции, смещение токоведущих жил удлинителя и кабеля, что приводит к снижению сопротивления изоляционного слоя; - некачественный вывод на режим, при котором нарушается режим охлаждения ПЭД, что влечет за собой перегрев и отказ двигателя; - механическое повреждение кабеля. Чаще всего происходит при спуске УЭЦН; - солеотложения, происходящие интенсивно, при нахождении УЭЦН в растворе глушения до или при эксплуатации. Увеличивается радиальный износ в рабочих органах насоса (износ рабочих колес, направляющих аппаратов, защитных втулок вала и промежуточных радиальных подшипников ЭЦН) и повышении вибрации; - повышенное содержание количества взвешенных частиц (КВЧ) неблагоприятно сказывается на работе ЭЦН: забиваются проходные сечения и изнашиваются рабочие органы насоса, что приводит к увеличению уровня вибрации; - некачественная эксплуатация УЭЦН; - некачественный монтаж УЭЦН, нарушение технологии монтажа, которая привела к отказу; - отказы по наземному электрооборудованию; - скрытый дефект в теле кабеля (микротрещины в изоляционном слое необнаруженные при испытании кабеля, но проявившие себя при спуско-подъемных операциях или эксплуатации УЭЦН); - старение изоляции кабеля (снижение электроизоляционных свойств кабеля при эксплуатации из-за работы в условиях повышенной температуры, газосодержания); - экспериментальные работы, проводимые для испытания новых видов оборудования, узлов, новых технологий. Рассмотрим отказы узлов УЭЦН и их причины. Снижение сопротивления изоляции происходит по следующим причинам: - механическое повреждение изоляции кабеля при спуске УЭЦН, вследствие нарушения скорости спуска установки или наличии в скважине посторонних предметов; - смещение токоведущих жил удлинителя или основного кабеля, проходящего до обратного клапана, вследствие некачественного вывода или некачественной эксплуатации; - попадание пластовой или продавочной жидкости в полость двигателя в район звезды, лобовой части или выводных концов (не герметичность торцовых уплотнений ГЗ, нарушения герметичности токоввода или фланцевого соединения двигатель - гидрозащита), вследствие вибрации или попадании атмосферных осадков при монтаже; - перегрев ПЭД (при нарушении режима охлаждения, происходит нагрев, снижение изоляции и замыкание обмотки электродвигателя). (Приложение Б) 2 Безопасность и экологичность 2.1 Безопасность труда 2.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов Погружное электрооборудование входящее в состав УЭЦН, является важным звеном в процессе добычи нефти, газа и газового конденсата. На обеспечение работоспособности наземного электрооборудования сосредотачивается основное внимание. Опасные производственные факторы (ОПФ) – факторы, приводящие к травме, в том числе смертельной. Опасными производственными факторами являются: - возможность поражения электрическим током; - взрывоопасность; - получение механических травм; - пожароопасность. Вредный производственный фактор — это фактор среды и трудового процесса, под воздействием которого у работающего при определенных условиях может возникнуть профессиональное заболевание или нарушение состояния здоровья, временное снижение работоспособности или полная ее потеря. Вредными производственными факторами являются: - шумы и вибрации; - высокий уровень электромагнитных полей; - низкий уровень освещенности; 2.1.2 Меры безопасности при эксплуатации силовых трансформаторов типа ТМПН Силовой повышающий трансформатор относится к категории высоко-вольтных электрических установок. По этой причине при монтаже и эксплуатации необходимо неукоснительно соблюдать нормы и правила технической эксплуатации электроустановок. Проверка сопротивления изоляции, целостность обмоток трансформатора производится исключительно с применением средств индивидуальной защиты, а именно: - диэлектрические перчатки; - диэлектрические боты; - диэлектрический коврик или подставка; - инструмент ручной, с изолирующими рукоятками; - электроизмерительные клещи; - переносные заземлители. Все средства индивидуальной защиты, как основные, так и дополнительные, должны проходить соответствующие проверки и испытания о результатах которых на СИЗ должна присутствовать соответствующая бирка с датой проверки и испытания. 2.1.3 Требования к персоналу, выполняющему ремонтные работы К самостоятельной работе электромонтером по ремонту и обслуживанию электрооборудования, далее – электромонтер, допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, вводный инструктаж, первичный инструктаж, обучение и стажировку на рабочем месте, проверку знаний требований охраны труда, имеющие группу по электробезопасности не ниже третьей, соответствующую подготовку, имеющие профессиональные навыки и соответствующую квалификацию согласно тарифно-квалификационного справочника. Электромонтер обязан: - выполнять только ту работу, которая определена рабочей инструкцией; - выполнять правила внутреннего трудового распорядка; - правильно применять средства индивидуальной и коллективной защиты; - соблюдать требования охраны труда; - немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей, о каждом несчастном случае, происшедшем на производстве, или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о проявлении признаков острого профессионального заболевания, отравления; - проходить обучение безопасным методам и приемам выполнения работ и оказанию первой помощи, пострадавшим на производстве, инструктаж по охране труда, проверку знаний требований охраны труда; - проходить обязательные периодические, в течение трудовой деятельности, медицинские осмотры, обследования, а также проходить внеочередные медицинские осмотры, обследования, по направлению работодателя в случаях, предусмотренных Трудовым кодексом и иными федеральными законами. - уметь оказывать первую доврачебную помощь пострадавшим от электрического тока и при других несчастных случаях; - уметь применять средства первичного пожаротушения; Электромонтёр должен быть обеспечен спецодеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты. В процессе повседневной деятельности электромонтеры должны: - применять в процессе работы инструмент по его прямому назначению, в соответствии с инструкциями завода-изготовителя; - поддерживать инструмент и оборудование в технически исправном состоянии; - быть внимательными во время работы и не допускать нарушений требований безопасности труда. - в случае получения травм или возникновение недомогания необходимо прекратить работу и оповестить руководителя работ, далее обратиться в медицинское учреждение. Перед началом работы электромонтер обязан: - предъявить руководителю удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ, получить задание и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемых работ; - надеть спецодежду и специальную обувь установленного образца; - при выполнении работ повышенной опасности ознакомиться с мероприятиями, обеспечивающими безопасное производство работ, и расписаться в наряде-допуске, выданном на поручаемую работу. После получения задания у руководителя работ и ознакомления, в случае необходимости, с мероприятиями наряда-допуска электромонтер обязан: - подготовить необходимые средства индивидуальной защиты, проверить их исправность; - проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности; - подобрать инструмент, оборудование и технологическую оснастку, необходимые при выполнении работы, проверить их исправность и соответствие требованиям безопасности; Электромонтер обязан выполнять работы при соблюдении следующих требований: - произвести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры; - наложить заземление на токоведущие части; - оградить рабочее место инвентарными ограждениями и вывесить предупреждающие плакаты; - принять дополнительные меры, препятствующие ошибочной подаче напряжения к месту работы, при выполнении работы без применения переносных заземлений; - на пусковых устройствах, а также на основаниях предохранителей вывесить плакаты «Не включать – работают люди!»; - на временных ограждениях вывесить плакаты или нанести предупредительные надписи «Стой – опасно для жизни!»; - проверку отсутствия напряжения производить в диэлектрических перчатках; - зажимы переносного заземления накладывать на заземляемые токоведущие части при помощи изолированной штанги с применением диэлектрических перчаток; - при производстве работ на токоведущих частях, находящихся под напряжением, пользоваться только сухими и чистыми изолирующими средствами, а также держать изолирующие средства за ручки-захваты не дальше ограничительного кольца. Перед пуском оборудования, временно отключенного по заявке не электротехнического персонала, следует осмотреть его, убедиться в готовности к приему напряжения и предупредить работающих на нем о предстоящем включении. Измерение сопротивления изоляции мегомметром следует осуществлять только на полностью обесточенной электроустановке. Перед измерением следует убедиться в отсутствии напряжения на испытываемом оборудовании. По окончании работы необходимо: - привести в порядок рабочее место; - убрать инструмент, приборы и средства индивидуальной защиты в отведенные для них места; - снять спецодежду и специальную обувь и убрать в установленное место; - сообщить лицу, ответственному за производство работ обо всех недостатках, замеченных во время работы, и принятых мерах по их устранению. При несчастных случаях необходимо: - немедленно организовать первую помощь пострадавшему и при необходимости доставку его в медицинскую организацию; - принять неотложные меры по предотвращению развития аварийной или иной чрезвычайной ситуации и воздействия травмирующих факторов на других лиц; - сохранить до начала расследования несчастного случая обстановку, какой она была на момент происшествия, если это не угрожает жизни и здоровью других лиц и не ведет к катастрофе, аварии или возникновению иных чрезвычайных обстоятельств, а в случае невозможности ее сохранения – зафиксировать сложившуюся обстановку, составить схемы, провести другие мероприятия; - при поражении электрическим током необходимо как можно быстрее освободить пострадавшего от действия электрического тока, в случае работы на высоте принять меры, предупреждающие его от падения. |