1.3.Технология установок механизированной добычи нефти оборудованных эцн

Погружные электроцентробежные насосы (ЭЦН) - это многоступенчатые насосы, имеющие большое число ступеней, каждая из которых состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата, собранных на валу и вставленных в стальную трубу- корпус насоса.

ЭЦН приводится в движение погружным электродвигателем специальной конструкции (ПЭД). ЭЦН предназначены для механизированной добычи нефти и воды из скважин. Промышленностью выпускаются ЭЦН около 30 типоразмеров с подачей 40700 м³/сут и номинальным напором 1002500 м, в зависимости от того, какая жидкость добывается (нефть или вода).

Нижняя часть насоса с полостью всасывания жидкости отделена от протектора и двигателя сальником. Насосный протектор и двигатель являются отдельными узлами, соединенные болтовыми шпильками. Концы валов имеют шлицевые соединения, и стыкуются при сборке всей установки. При необходимости подъема жидкости с большой глубины секции ЭЦН соединяются друг с другом так, что общее число ступеней достигает 400.

Для привода ЭЦН используются маслонаполненные вертикальные асинхронные электродвигатели типа ПЭД. ПЭД питается электроэнергией по трехжильному кабелю, спускаемому в скважину параллельно с насосно-компрессорными трубами (НКТ).

Все кусты нефтедобывающих скважин оснащены 2 типами насосов.

Насосный агрегат УЭЦН-5-400-1450 имеет технические характеристики: Q=400 м³/сут (Q=0,0046 м³/с), Н=1450 м, η_нас=60 %.

Мощность приводного двигателя насоса УЭЦН-5-400-1450 определим по формуле:

(1.4)

где Q– максимальная теоретическая подача, м³/с;

Н- напор, развиваемый насосом, м;

ρ- плотность перекачиваемой жидкости, ρ=1000 кг/м³;

_нас– полный КПД насоса, %.

По условию (1.2) выбираем из справочника [3] погружной электродвигатель типа ПЭД100-123У. Технические характеристики двигателя сведены в табл.1.5. Эти двигатели приняты отечественной поставки, в комплект которых входят: станция управления типа ШГС и повышающий трансформатор 0,4/U_раб.

Таблица 1.5

Технические характеристики ПЭД100-123У

Рн, кВт	, %	Uн, кВ	nсинхр, об/мин	cos 	Ic, А
125	78	1	3000	0,84	84

Вторая половина насосов имеет технические данные: Q=500 м³/сут (Q=0,0057 м³/с), Н=1450 м, η_нас=60 %. Тогда мощность привода насоса определим по формуле (1.4):

Погружные электродвигатели приняты импортной поставки на мощность 180 кВт и рабочее напряжение 1000 В. В комплект входят: частотный преобразователь со станцией управления и повышающий трансформатор 0,4/U_раб.

1.4.Технология поддержания пластового давления закачкой воды

Основное назначение системы поддержания пластового давления (ППД) - добыть необходимое количество воды, пригодной к закачке в пласт, распределить ее между нагнетательными скважинами и закачать в пласт. Для соблюдения мер по охране природы и окружающей среды система ППД должна предусматривать свою работу по замкнутому циклу и обеспечивать 100% утилизацию сточных вод. За счет поддержания пластового давления увеличивается нефтеотдача скважин.

Воду для закачки в пласт забирают из карьеров, а также производится добыча подземных вод (сеноманские). Помимо этого используется вода с очистных сооружений дожимных насосных станций (ДНС), пройдя предварительную очистку. В большинстве случаев предпочтение отдается подземным водам, т.к. они почти не требуют очистки.

Начальными звеньями системы водоснабжения являются водозаборные скважины и плавучие насосные станции (ПлНС), от которых вода, пройдя через водоочистительные сооружения, поступает в магистральные трубопроводы. Из последних вода забирается кустовыми насосными станциями (КНС), где насосы высокого давления повышают ее давление и по разводящим напорным трубопроводам направляют в скважины.

На месторождении применяются КНС блочного исполнения (БКНС). Электрооборудование БКНС - нормального исполнения, т.к. взрывоопасные смеси отсутствуют. БКНС оборудуются насосами типа ЦНС-180-1900 (Q=180 м³/ч, Н=1900 м, η_нас=60 %).

Количество одновременно работающих насосов определим по формуле:

(1.5)

где Q- объем годовой закачки воды,Q=570∙10⁵м³;

8000- время работы установки в течение года, час;

Q_нас- производительность одного насоса, м³/час.

Примем 4 рабочих насоса и 1 резервный. Мощность приводного электродвигателя насоса определим по формуле (1.4):

По условию (1.2) выберем из справочника [2] двигатель синхронный типа СТД-1600-2УХЛ4, с характеристиками представленными в табл.1.6.

Таблица 1.6

Технические характеристики СТД-1600-2УХЛ4

Рн, кВт	, %	Uн, кВ	nсинхр, об/мин	cos 
1600	96,8	6	3000	0,93

Добыча подземной воды производится с помощью погружных электронасосов. Такой насос откачивает воду из водозаборных скважин и подает ее в напорный трубопровод. Такие насосы оснащаются двигателями ПЭД, питающиеся от комплектного устройства КУПНА-700.

Определим количество одновременно работающих насосов на КНС-4. Здесь применяются насосы типа УЭЦН-300-120 (Q=300 м³/ч, Н=120 м, η_нас=57 %) с объемом годовой закачки воды 170∙10⁵м³.

Примем 8 рабочих и 2 резервных насоса. Мощность двигателей вычислим по формуле (1.4), технические данные которых представлены в табл.1.7.

Таблица 1.7

Технические данные ПЭДВ-180-320

Рн, кВт	Uн, кВ	nсинхр, об/мин	cos 
180	3	3000	0,87

Как уже упоминалось выше, вода из карьеров забирается ПлНС. ПлНС представляют собой металлический понтон с надстройкой из утепленных металлических панелей. Водоводы от ПлНС имеют гибкие вставки, т.к. понтон с насосной станцией перемещается по вертикали в соответствии с колебаниями уровня воды. В надстройке смонтированы три насосных агрегата и 1 резервный, вспомогательное оборудование, распределительный щит напряжением 0,4 кВ, аппаратура управления. Производительность такой установки 20 млн.м³/год [1].

На ПлНС установлены насосы типа ЦНС 300x300 (Q=300 м³/ч, Н=300 м, η_нас=73 %). Мощность приводного электродвигателя определим по формуле (1.4):

По условию (1.2) выберем из справочника [2] асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, общего исполнения типа 4АН355М2У3, с характеристиками представленными в табл.1.8.

Таблица 1.8

Технические данные 4АН355М2У3

Рн, кВт	Uн, кВ	η, %	nсинхр, об/мин	cos 
400	6	95	2970	0,84