1.5.Технология сбора и транспорта попутного газа

Компрессорные станции (КС) обычно строятся в местах, где имеются большие запасы попутного газа и входят в комплекс технологических сооружений ДНС. Они предназначены для сжатия низконапорного нефтяного попутного газа концевой ступени сепарации и для транспорта его с месторождений по магистральным газопроводам дальним потребителям, а также для подачи жирных газов на газоперерабатывающий завод.

На Приобском месторождении применяется типовая компрессорная станция для сбора и подачи попутного газа с компрессорными установками типа “ТАКАТ”. Компрессорные станции такого типа отличаются высокой надежностью работы в тяжелых условиях. Сжатие газа происходит по принципу вытеснения за счет сокращения рабочей полости, образованной поверхностью расточки корпуса (ее задней торцевой плоскостью) и винтовыми поверхностями сопряженных впадин роторов. Компрессоры малогабаритны, имеют небольшую массу. Газовые компрессорные станции на промыслах содержат взрывоопасные зоны, относящиеся к классу В-1а.

Работа компрессорной станции предусматривается как в аварийном режиме, при откачке нефти в аварийный резервуар, так и в постоянном режиме при использовании КСУ для полного отделения газа от нефти.

Для того чтобы определить мощность компрессорной установки, посчитаем электропотребление на сбор и транспорт попутного газа по формуле:

где k_д- коэффициент дополнительных расходов электроэнергии, k_д=1,1;

k_t- коэффициент, учитывающий температуру наружного воздуха, при температуре ниже 20 ºС, k_t=1;

z- среднее значение сжимаемости газового потока,z=0,98;

Т=t+273 – средневзвешенная абсолютная температура процесса сжатия;

Р₂/Р₁- средневзвешенная степень сжатия;

Р₂=Р_вых+1

Р₁=Р_вх+1

η= η_из·η_мех·η_эд·η_п- полный КПД агрегата;

η_из- изотермический КПД, η_из=0,60,65;

η_мех- механический КПД компрессора, η_мех=0,880,95;

η_эд- КПД электрооборудования, η_эд=0,910,95;

η_п- КПД передачи от двигателя к компрессору, η_п=0,98.

Если полученное число умножить на часовую добычу газа, то получим необходимую мощность компрессорной установки. Максимальный объем добычи газа составляет 110,99 тыс.м³/ч, значит мощность компрессорной установки равна:

Р=W·Q=36,4·110,99=4040,03 кВт

По полученному значению выбираем из каталога компрессорную установку “ТАКАТ-50.08” с 5 рабочими и 2 резервными агрегатами с приводными двигателями ВАО 500L, номинальной мощностью 1000 кВт, номинальным напряжением 6 кВ, числом оборотов 1500 об/мин, коэффициентом мощностиcosφ=0.83.

1.6.Технология внутрипромысловой перекачки нефти

Добытая нефть из скважин поступает на автоматизированные групповые замерные установки (ГЗУ) типа “СПУТНИК”, где осуществляется замер дебита скважины, контроль подачи нефти из скважин, введение реагента в жидкость и блокировка скважин при аварийном состоянии оборудования. К одной установке типа “СПУТНИК” в зависимости от ее конструкции можно подключить от 5 до 14 скважин.

Пройдя установки ГЗУ типа “СПУТНИК”, нефть поступает на блочные сепарационные установки с насосной откачкой или дожимные насосные станции (ДНС), которые перекачивают нефть на нефтесборные пункты или парки.

Откачка нефти от ГЗУ до установки по подготовке нефти осуществляется с помощью блочных сепарационных установок типа ДНС-20000. На этих установках осуществляется сепарация нефти от газа, очистка газа от жидкости, дальнейшая перекачка нефти насосами и транспортировка газа под давлением сепарации, замер суммарной производительности отдельно по жидкости и газу.

На правобережной части Приобского месторождения, на площадке ЦПС-2 расположена ДНС-20000 с установкой предварительного сброса воды (УПСВ). УПСВ подразумевает полную утилизацию пластовой воды в систему ППД.

С ДНС нефть поступает на установку комплексной подготовки нефти (УКПН). На УКПН нефть проходит необходимую подготовку и поступает на установку товарной нефти.

На ДНС для перекачки нефти установлены насосы ЦНС-300-150. Необходимое число насосов определим по формуле:

(1.7)

где V_сут- суточная производительность установки, м³/сут;

Q_нас- производительность насоса, м³/ч.

Суточная производительность ДНС составляет 20 000 м³по нефти, технически данные насосаQ=300 м³/ч, Н=150 м, η_нас=57 %.

Примем 3 рабочих насоса и один резервный. Мощность приводного двигателя определим по формуле (1.4):

По условию (1.2) из справочника [2] выбираем асинхронный электродвигатель взрывозащищенного исполнения типа ВАО 450 М-2, с характеристиками представленными в табл.1.9.

Таблица 1.9

Технические характеристики ВАО 450 М-2

Рн, кВт	Uн, кВ	η, %	nсинхр, об/мин	cos 
200	6	93,2	3000	0,81

Отделенную воду с УПСВ подают на КНС насосами ЦНС-250-450 (Q=250 м³/ч, Н=450 м, η_нас=58 %). Количество одновременно работающих насосов определим по формуле (1.7). Суточная производительность ДНС по воде составляет 20 000 м³.

Примем 4 рабочих и 1 резервный насосы. Тогда мощность приводного электродвигателя определим по формуле (1.4):

По условию (1.2) из справочника [2] выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа АТД4, с характеристиками представленными в табл.1.10.

Таблица 1.10

Характеристики АТД4

Рн, кВт	Uн, кВ	η, %	nсинхр, об/мин	cos 
630	6	95,7	2970	0,88

В связи с тем, что через некоторое время пластовое давление нефтяных скважин будет падать, мощности насосов не будет хватать, чтобы перекачать нефть на ДНС, поставим в районе куста № 251 перекачивающую насосную станцию (ПНС-1А). На которую с близлежащих кустов будет качаться нефтяная жидкость, и далее будет отправляться на ДНС.

Количество одновременно работающих насосов на ПНС-1А определим по формуле (1.7). Ожидаемая суточная производительность такой установки составит 30 000 м³. Установим насосы типа ЭЦН-500-750 (Q=500 м³/ч, Н=750 м, η_нас=60 %).

Примем 3 рабочих насоса и 1 резервный. Мощность приводного двигателя насоса определим по формуле (1.4):

По условию (1.2) выберем из справочника [5] асинхронный электродвигатель взрывозащищенного исполнения типа ВАО 710L-4, с техническими характеристиками представленными в табл.1.11.

Таблица 1.11

Характеристики двигателя ВАО 710L-4

Рн, кВт	Uн, кВ	η, %	nсинхр, об/мин	cos 
1600	6	95	1500	0,86