Добыча нефти с помощью насосов

Добыча нефти с помощью насосов 

По статистике только чуть более 13% всех скважин в России эксплуатируются фонтанным и газлифтным способами (Хотя эти скважины дают более 30% всей российской нефти). В целом статистика по способам эксплуатации выглядит так: 

Способ эксплуатации 

Число скважин, % 

Средний дебит, т/сут 

Добыча, % от общей 





нефти 

жидкости 

нефти 

жидкости 

Фонтанный 

8,8 

31,1 

51,9 

19,5 

9,3 

Газлифтный 

4,3 

35,4 

154,7 

11,6 

14,6 

УЭЦН 

27,4 

28,5 

118,4 

52,8 

63,0 

ШСН 

59,4 

3,9 

11,0 

16,1 

13,1 

Прочие 

0,1 

- 

- 

- 

- 

ШСН – Штанговые скважинные насосы;

УЭЦН – установки центробежных электронасосов. 

Эксплуатация скважин штанговыми насосами

Вообще, у обывателя при разговоре о нефтяном деле всегда появляется образ двух станков: первый из них – это буровой станок, второй – станок-качалка. Изображения этих двух устройств встречаются всюду в нефтегазовой отрасли: на эмблемах, плакатах, гербах нефтяных городов и пр. Поэтому, я думаю, что внешний вид станка-качалки известен всем. Все же, на всякий случай, вот как выглядит станок-качалка.



Рисунок 15.1. 

Если кто не видел такое устройство в жизни, то в кино уж точно встречал.

Станок-качалка и есть один из элементов эксплуатации скважин штанговым насосом. По сути, станок-качалка является приводом штангового насоса, расположенного на дне скважины. Этот насос по принципу действия очень похож на ручной насос велосипеда, который возвратно-поступательные движение преобразует в поток воздуха. Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность. 

Если уж по порядку описать происходящие процессы при данном виде эксплуатации, то получится следующее:

На электродвигатель станка-качалки подается электричество. Двигатель вращает механизмы станка-качалки так, что балансир станка начинает двигаться как качели и подвеска устьевого штока получает возвратно-поступательные движения. Далее энергия передается через штанги – длинные стальные стержни, скрученные между собой специальными муфтами. В свою очередь от штанг энергия передается штанговому насосу, который захватывает нефть и подает ее наверх.

Эксплуатация скважин штанговыми насосами характерна тем, что к добываемой нефти не предъявляются строгие требования, которые имеют место при других способах эксплуатации, такие как наличие мех.примесей, высокий газовый фактор и пр. Так же данный способ эксплуатации отличается достаточно высоким КПД.

В России изготавливаются станки-качалки 13 типоразмеров по ГОСТ 5688-76. Штанговые насосы производят ОАО «Элкамнефтемаш» г.Пермь и ОАО «Ижнефтемаш» г.Ижевск.

Эксплуатация скважин бесштанговыми насосами.

Для отбора из скважин больших количеств жидкости используют лопастный насос с рабочими колесами центробежного типа, обеспечивающий большой напор при заданных подачах жидкости и габаритах насоса. Наряду с этим, в нефтяных скважинах некоторых районов с вязкой нефтью необходима большая мощность привода относительно подачи. В общем случае эти установки носят название электропогружные электронасосы. В первом случае — это установки центробежных электронасосов (УЗЦН), во втором — установки погружных винтовых электронасосов (УЗВНТ).

Скважинные центробежные и винтовые насосы приводятся в действие погружными электродвигателями. Электроэнергия подводится к двигателю по специальному кабелю. Установки ЭЦН и ЭВН довольно просты в обслуживании, так как на поверхности имеются станция управления и трансформатор, не требующие постоянного ухода.

При больших подачах УЭЦН имеют достаточный КПД , позволяющий конкурировать этим установкам со штанговыми установками и газлифтом.

При этом способе эксплуатации борьба с отложениями парафина проводится достаточно эффективно с помощью автоматизированных проволочных скребков, а также путем нанесения покрытия внутри поверхности НКТ.

Межремонтный период работы УЭЦН в скважинах достаточно высок и составляет до 600 сут.

Скважинный насос имеет 80—400 ступеней. Жидкость поступает через сетку в нижней части насоса. Погружной электродвигатель маслозаполненный, герметизированный. Во избежание попадания в него пластовой жидкости устанавливается узел гидрозащиты. Электроэнергия с поверхности подается по круглому кабелю, а около насоса — по плоскому. При частоте тока 50 Гц частота вращения вала двигателя синхронная и составляет 3000 мин(-1).

Трансформатор (автотрансформатор) используют для повышения напряжения тока от 380 (напряжение промысловой сети) до 400— 2000 В.

Станция управления имеет приборы, показывающие силу тока и напряжение, что позволяет отключать установку вручную или автоматически.

Колонна НКТ оборудуется обратным и сливным клапанами. Обратный клапан удерживает жидкость в НКТ при остановках насоса, что облегчает запуск установки, а сливной освобождает НКТ от жидкости перед подъемом агрегата при установленном обратном клапане.

Для повышения эффективности работы для вязких жидкостей скважинные винтовые насосы с погружным электродвигателем. Установка скважинного винтового насоса, подобно установке ЭЦН, имеет погружной электродвигатель с компенсатором и гидрозащитой, винтовой насос, кабель, обратный и сливной клапаны (встроенные в НКТ), оборудование устья, трансформатор и станцию управления. За исключением насоса, части установки идентичны.