книги / Монтаж, обслуживание и ремонт скважинных электронасосов
..pdfП р о д о л ж е н и е
Неисправность и ее внешние проявления
Установка отключена защитой от пере грузки
После кратковремен ной остановки уста новка при пуске от ключается защитой от перегрузки
т а б л . |
45 |
|
Вероятная причина |
Методы устранения |
|
Ротор погружного |
Поменять местами присоедине |
|
насосного агрегата |
ние к комплектному устройст |
|
вращается в обратную |
ву двух жил кабельной линии |
|
сторону |
|
Поднять погружной насосный |
Засорена приемная |
||
сетка насоса |
агрегат |
|
Перекрыта напорная |
Ликвидировать причину пере |
|
линия (закрыта за |
крытия напорной линии |
|
движка, упали плашки |
|
|
в задвижке, замерза |
|
|
ние напорной линии) |
Поднять погружной насосный |
|
Заклинен ротор по |
||
гружного |
насосного |
агрегат |
агрегата |
|
Выяснить причины и прин |
Отклонение напряжения |
||
питающей сети выше 1 0 меры по стабилизации |
||
или ниже |
15% от номи напряжения |
|
нального |
|
Выявить причины и устранить |
Неодинаковое напряже |
||
ние по фазам (разница |
их |
|
более 5%) |
Увеличить время между пуска |
|
Отсутствует или не |
||
работает обратный |
ми установки для стабилиза |
|
клапан |
|
ции уровня жидкости в лифто |
|
|
вых трубах и эксплуатацион |
|
|
ной колонне |
П р и м е ч а н и е . Если не удается запустить установку указанными выше способами, то следует поднять погружной насосный агрегат для выясне ния причин.
В процессе эксплуатации установок скважинных электрона сосов необходимо вести наблюдение за работой насосного аг регата:
в течение недели не реже одного раза замеряют подачу насоса;
еженедельно замеряют напряжение и силу тока электродви гателя;
устанавливают на трансформаторе или трансформаторной под станции КТППН минимальный ток, потребляемый двигателем;
при снижении сопротивления изоляции ниже 0,05 МОм из скважины поднимают электродвигатель;
при отключении устройства контроля за изоляцией на уста новке после предварительного замера сопротивления изоляции системы кабель - двигатель из скважины поднимают погружной агрегат;
при отключении установки повторный запуск проводят после замера сопротивления изоляции системы кабель - двигатель;
устраняют все неисправности аппаратуры согласно инструк ции по эксплуатации.
.ДЕМОНТАЖ УСТАНОВКИ СКВАЖИННЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ
Кабель, по которому электроэнергия подавалась к погруж ному насосному агрегату, отсоединяют от комплектного уст ройства. Отсоединенный конец кабельной линии протягивают через ролик к кабельному барабану, установленному на меха низированном кабеленаматывателе. Затем проводят демонтаж устьевой арматуры. Приподнимают колонну НКТ с погружным насосным агрегатом и устанавливают на фланце колонной го ловки пьедестал. Затем из скважины поднимают насосный аг регат. По мере подъема труб кабель освобождают от поясов. Повторное использование поясов недопускается.
После подъема всех труб снимают пьедестал и проводят разборку погружного насосного агрегата в следующей последо вательности:
освобождают от поясов спускной клапан, ловильную головку и головку верхней секции насоса. Монтажный хомут-элеватор устанавливают в проточку головки верхней секции и опускают погружной насосный агрегат на фланец колонной головки. Спускной и обратный клапаны выворачивают и закрывают упа ковочными пробками и крышками. Упаковочную пробку устанав ливают в ловильную головку верхней секции. Плавно поднимают агрегат, освобождая кабель от поясов, устанавливают мон тажный хомут-элеватор в проточку головки средней секции и опускают агрегат на фланец колонной головки. Раскрепляют болты фланцевого соединения, приподнимают верхнюю секцию и проверяют вращение ротора. Затем верхнюю секцию насоса ус танавливают на мостики и хомут-элеватор снимают;
проверяют наличие шлицевой муфты на головке средней секции, на головку устанавливают упаковочную крышку и за крепляют болтами. Плавно поднимают оставшуюся часть агре гата, освобождая кабель от поясов, устанавливают монтажный хомут-элеватор в проточки головки нижней секции и опускают на фланец колонной головки. Раскрывают болты фланцевого соединения, приподнимают среднюю секцию, проверяют вращение ротора, устанавливают на основание упаковочную крышку и за крепляют ее болтами. Опускают среднюю секцию на мостики.
В такой же последовательности разбирают нижнюю секцию насоса.
Разборку двигателя осуществляют в последовательности, обратной процессу сборки в соответствии с требованиями экс плуатационных документов.
МОНТАЖ ГАЗОСЕПАРАТОРА
К монтажу газосепаратор подготавливают в мастерской в следующей последовательности:
снимают транспортировочную крышку входного модуля;
проверяют наличие шлицевой муфты на верхнем конце вала; проверяют вращение вала (он должен проворачиваться в обе
стороны при приложении момента не более 3 Н*м); устанавливают муфту шлицевого газосепаратора на верхний
конец вала входного модуля насоса, соединяют ее с газосепаратором и затягивают фланцевое соединение;
проверяют наличие шлицевой муфты на нижнем конце вала входного модуля;
устанавливают и закрепляют транспортировочную крышку.
МОНТАЖ УЭВН
Монтаж УЭВН осуществляют в следующей последовательности: проводят промывку скважины; проверяют обсадную колонну с помощью специального шаблона
(см. рис. 42); осуществляют центровку вышки или мачты;
проводят линию электропередачи от силового трансформато ра до скважины;
устанавливают стойки кабельных барабанов параллельно с совпадением осей роликов на утрамбованной площадке;
проверяют установку хомута на электродвигателе; проверяют легкость вращения ролика; поднимают с помощью элеватора насос над скважиной; снимают транспортировочные крышки;
вынимают из переводника насоса ведущую трубу; опускают насос на протектор; затягивают гайки на шпильках;
снимают хомут с протектора и спускают насос до упора элеватора, надетого на верхний патрубок насоса;
заворачивают шламовую трубу в верхний патрубок и проводят дальнейший спуск установки в скважину.
МОНТАЖ И СПУСК УЭДН В СКВАЖИНУ
Монтаж диафрагменного электронасоса осуществляют в сле дующей последовательности:
очищают наружную поверхность электронасоса от грязи; заворачивают рукоятку из комплекта монтажных частей в
головку электронасоса; устанавливают элеватор насосно-компрессорных труб диа
метром 60 мм под муфту патрубка электронасоса; поднимают электронасос над устьем скважины с помощью
талевой системы агрегата подземного ремонта; опускают электронасос в отверстие пьедестала до посадки
рукояток на верхнюю плиту пьедестала; отсоединяют элеватор от патрубка и приподнимают его на
1 - 1,5 м над муфтой электронасоса;
отворачивают гайки и болты накладок и гайки зажима и снимают две накладки, два зажима и сетку;
отворачивают две гайки, снимают пружинные шайбы и фланец муфты;
протирают насухо от грязи и влаги транспортировочные крышки токовводов электронасоса;
снимают поочередно все крышки токовводов с помощью съем ника кабельной муфты;
тщательно осматривают все резиновые уплотнительные коль ца на токовводах;
проверяют сопротивление изоляции электронасоса с помощью мегаомметра на напряжение 500 В (сопротивление изоляции электронасоса, измеренное между штеккером любого токоввода и корпусов должно быть не менее 100 МОм, при температуре воздуха 20 С);
закрывают токовводы транспортировочными крышками; внутри сетки электронасоса пропускают кабельную муфту и
подтягивают ее к устью скважины; все наконечники муфты вставляют в пазы фланца крепления
муфты и освобождают их от транспортировочных крышек; снимают транспортировочные крышки с токовводов, подтя
гивают муфту к токовводам и закрепляют; устанавливают и натягивают пояс с помощью плоскогубцев;
проверяют сопротивление изоляции между жилами и между жилой и броней кабеля на барабане (в первом случае стрелку
мегоомметра устанавливают на нулевую отметку, что показывает на соединение контактов муфты с токовводом; во втором слу
чае сопротивление изоляции системы кабель |
электронасос |
|
определяют по формуле |
|
|
Яобш = ЛЛ/СКх + Д,> > 30, |
|
|
где Я, |
допустимое сопротивление 0изоляции |
электронасоса |
при температуре окружающей среды 20 С (не менее 100 МОм);
Як |
допустимое сопротивление |
изоляции кабельной |
линии |
при |
|
температуре окружающей среды 20 С, |
Кк = К' /I*; |
Я* - допус |
|||
тимое |
сопротивление изоляции |
1 км |
кабеля; |
длина |
ка |
бельной линии); вкладывают свободный конец кабельной линии в бочку ба
рабана, устанавливают на электронасос сетку, закрепляют за жимы накладки;
устанавливают элеватор под муфту электронасоса и при поднимают электронасос, выворачивают обе рукоятки из голов ки электронасоса и опускают ее до посадки элеватора на верхнюю плиту пьедестала;
смазывают поверхность резьбовой части сливного клапана, заворачивают клапан в муфту первой НКТ диаметром 60 мм и устанавливают элеватор под этой трубой;
заворачивают верхнюю шламовую трубу в муфту шламовой трубы с крутящим моментом не менее 50 Н*м;
приподнимают трубу с электронасосом, снимают элеватор с патрубка электронасоса, прикрепляют кабель к трубам поясами на расстоянии 200-250 мм от верхнего и нижнего торцов муф ты электронасоса и опускают трубу до посадки элеватора на верхнюю плиту пьедестала;
опускают вторую и третью трубы, прикрепляя к ним кабель поясами на расстоянии 200-250 мм от верхнего и нижнего торцов муфты каждой, трубы, и заполняют спущенные трубы струей чистой жидкости, обеспечивающей выход воздуха из труб (трубы спускают плавно со скоростью не более 0,25 м/с);
спускают электронасос в скважину на заданную глубину (при прохождении электронасосом участков скважин с большой кри визной скорость спуска снижают до 0,1 м/с);
прикрепляют к трубам поясами кабель на расстоянии 150200 мм выше и ниже места сращивания;
заливают трубы жидкостью и проверяют герметичность ко
лонны через каждые 10-15 |
м спущенных труб; |
кабель |
элект |
||
измеряют |
сопротивление |
изоляции системы |
|||
ронасос |
на |
свободном конце кабельной линии через |
каждые |
||
25-30 м |
спущенных труб |
(при сопротивлении |
изоляции менее |
5 МОм спуск труб прекращают и электронасос поднимают на по верхность);
устанавливают устьевое оборудование и проводят обвязку устья скважины;
соединяют электроконтактный манометр с переводником труб ки манометра, выворачивают пробку из клапана и вворачивают штуцер шланга заправочного насоса, приподнимают свободный конец трубки и выше переводника заправляют трубку буферной жидкостью, устанавливают прокладку и соединяют трубку ма нометра со штуцером устья скважины, выворачивают штуцер за правочного насоса и устанавливают пробку в клапан в трубке манометра.
ПУСК УЭДН В РАБОТУ
Пуск установки в работу, а также освоение скважины и вы вод системы установка - скважины на эксплуатационный режим осуществляют в следующей последовательности:
измеряют сопротивление изоляции системы кабель - электро насос (между жилой и броней), которое должно быть не менее 5 МОм, при измерении изоляции между жилами и мегоомметром стрелка прибора должна находиться на нулевой отметке;
отключают или шунтируют подвижный контакт верхнего пре дела давления электроконтактного манометра и отводят его на 0,3-0,5 МПа выше ожидаемого давления в линии, при этом от крывают все задвижки наземного трубопровода на пути движе ния откачиваемой жидкости;
проводят предварительную настройку аппаратов защиты комплектного устройства Ш5103-3277У1 по номинальному зна
чению тока электронасоса типа ЭДН5 и соединяют с соответ ствующими контактами зачищенные жилы со снятой броней ка
беля; включают установку в работу и фиксируют показания ампер
метра; проверяют показания электроконтактного манометра вклю
чением его подвижных контактов верхнего и нижнего пределов давления и устанавливают их на 0,3-0,5 МПа выше и ниже ус тановившейся стрелки манометра.
ПОДБОР И ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТАНОВОК СКВАЖИННЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ
ПОДБОР СКВАЖИННЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ
Основной принцип подбора установок скважинного центробеж ного электронасоса к нефтяной скважине состоит в обеспечении извлечения из скважины нормированного дебита при минимальных затратах.
Известно несколько методик подбора УЭЦН к нефтяным сква жинам.
Правильный выбор типоразмера установок обеспечивает опти мальный режим работы системы пласт - насос.
Наиболее сложной задачей при выборе установки является определение рационального типоразмера ЭЦН и глубины его пог ружения под динамический уровень.
При выборе УЭЦН в основном необходимо соблюдать следующий порядок выбора узлов:
производительный выбор нескольких типоразмеров установок; определение глубины погружения насоса и его напора по ус
ловиям отбора девонской нефти; уточнение параметров насоса при вязкости откачиваемой
смеси и газосодержании, отличающихся от принятых выше; проверка насоса на возможность отбора тяжелой жидкости
после ремонта скважины; проверка нагрева двигателя и уточнение его типоразмера; проверка выбранного кабеля;
проверка диаметрального габарита погружного агрегата и труб с кабелем;
проверка параметров автотрансформатора и станции управле
ния; сравнение экономических показателей первоначально приня
тых вариантов УЭЦН и выбор из них оптимального.
При выборе установок должны быть известны следующие вели-
Л'.м^сутПа-Ш5;
0,5 1 Г„5 2 2,5 3 3.5 Ч 45 5 |
7 |
в |
9 |
Ю |
Рис. 49. Номограмма для подбора ЭЦН к нефтяным скважинам:
1 1ЭЦН5А-100-1350; 2 - 2ЭЦН5Л-160-1400; 3 - 1ЭЦН5А-250-1000; 4 - 2ЭЦН5-200-800; 5 - 2ЭЦН5А-360-1100; 6 - 1ЭЦН5А-160-1100; 7 - ЗЭЦН5-130-1200; 8 - 2ЭЦН5А-360-850; 9 - 2ЭЦН5- 80-1200; 10 - 2ЭЦН5-40-1400; 11 - 2ЭЦН5А-160- 1450; 12 - У1ЭЦН5А-250-800; 13 - У2ЭЦН5А-360- 1100; 14 - У1ЭЦН5А-500-800; 15 - У1ЭЦН5А-250- 1400; 16 УЦН5А-160-1750; 17 - УЭЦН6-250- 1050; 18 - ЭЦН6-350-850; 19 - 2ЦН6-500-750; 20 - 2ЭЦН6-250-1400; 21 - 1ЭЦН6-500-1100
чины: суточный дебит скважины, глубина залегания пласта, температура и давление пласта, коэффициент продуктивности, объемный коэффициент нефти, давление насыщения, плотность сепарированной нефти, газовый фактор, плотность газа, обвод ненность, плотность воды, диаметр подъемных труб, внутренний диаметр обсадной колонны, буферное давление, вязкость отка чиваемой смеси.
Подбор УЭЦН по номограмме (рис. 49) практически облегчает работу по определению их типоразмеров. Номограмма содержит четыре квадранта. В первом квадранте дается зависимость деп
рессии |
Ар, коэффициента продуктивности К и дебита скважин |
^ [5]. |
Второй квадрант содержит стендовые характеристики |
ЭЦН, которые получены испытанием их после ремонта на транс форматорном масле вязкостью 22 «10'6 м2/с. Номограмма раз работана для скважин угленосного горизонта. Третий квадрант служит для пересчета давления на приеме рпр УЭЦН (Па). Плотность нефти принята равной 850 кг/м3. В четвертом квад ранте даны кривые зависимости газосодержания от давления на приеме насоса для нефтей с различным содержанием воды.
Порядок подбора УЭЦН к скважине
1. Дебит скважины определяют по формуле
(2 = |
Я (/? л л |
- Рзаб)> |
|
где |
К |
коэффициент продуктивности пласта; рпл |
давление |
пласта; рМб - забойное давление.
Оптимальный дебит определяют в первом квадранте. Зная ве личину депрессии скважин Ар, на ординате отмечают эту точку. Затем из этой точки восстанавливают перпендикулярную линию до пересечения с соответствующей кривой, определяющей вели чину К. Из точки К опускают перпендикуляр на ось дебитов (2
иопределяют это значение.
2.Типоразмер насоса выбирают по двум известным значениям
параметра * производительность и напор Яи. Напор насоса
Н н = Яд + Ябуф + Ятр,
где Яд - динамический уровень; Ябуф напор, затрачиваемый на преодоление различного рода потерь в наземном трубопрово
де от скважины |
до сборного пункта; |
Ятр - потери напора в |
НКТ. |
уровень определяют |
непосредственным за |
Динамический |
мером.
Буферное давление рвуф фиксируют по манометру и переводят в метры столба жидкости по формуле
Ябуф = Рбуф/рж&
где рж плотность добываемой смеси; # * ускорение свободно го падения.
138
Необходимый напор насоса откладывают на ординате Н п (квадрант 2) на пересечении перпендикуляров, восстановленных
из |
точек |
Я„) и |
находят точку К2 и выбирают соответствую |
щий типоразмер УЭЦН. |
|||
|
3. Глубина спуска насоса |
||
Ясп = Я д |
+ Япогр + Як, |
||
где |
Япогр |
погружение насоса под динамический уровень; Як |
колебание уровня жидкости в скважине из-за неравномерности закачки воды в пласт.
Погружение насоса под динамический уровень диктуется зна чением газосодержания на приеме насоса.
Газосодержание определяют по кривым, представленным в квадранте 4 (см. рис. 50).
По значению газосодержания находят давление на приеме на соса.
Установлено, что для скважин с обводненностью до 20% га зосодержание составляет 0,04-0,06, а с обводненностью свыше 20% - 0,08-0,16.
Допустимое значение газосодержания откладывают на орди нате С и, восстановив из этой точки перпендикуляр до пере сечения с кривой, соответствующей обводненности расчетной скважины, на оси абсцисс получают искомое давление на прие ме насоса рпР.
Проектируя полученное значение давления на кривую плот ности Рзатр, на оси напоров получают значение погружения на
соса Япогр*
Номограмма разработана применительно к условиям Туймазинского месторождения. При использовании номограммы для других месторождений следует получить данные для квадрантов 3 и 4, а также значения Ятр и Ян [5].
ПОДБОР МОДУЛЬНЫХ НАСОСОВ К СКВАЖИНАМ
Подбор насосов к скважинам осуществляют в следующей пос ледовательности [9].
1. Задают интервал подвесок Ьтюд, т.е. Ьт1 $ АюД <
^Апах*
2.Выбирают значение текущей подвески ЯпоД.
3.Определяют объемный коэффициент водонефтяной смеси при
давлении насыщения Ям по формуле
Вы = Я„( 1 - Ь) + 5, |
(1) |
где Ям - объемный коэффициент нефти при давлении насыщения;
Ъ- объемная обводненность, продукция.
4.Вычисляют плотность нефтегазовой смеси в пластовых условиях Упл по формуле
где |
упс |
плотность |
сепарированной нефти; |
згг |
плотность |
га |
||
за |
в |
стандартных условиях; Гпл.о |
газовый |
фактор пластовый |
||||
объемный; |
- плотность воды. |
|
|
|
|
|||
5. |
Вычисляют первое приближение давления на входе в насос |
|||||||
Рас |
по формуле |
|
|
|
|
|
||
Рвх= |
Рпл “ 0,1Упло* |
“ ^под) “ Ож.м/^пр, |
|
|
|
(3) |
||
где |
рпл |
давление |
в пласте; |
глубина |
до верхних |
дыр |
перфорации; (}жм - дебит объемной жидкости в мернике; Кпр - коэффициент продуктивности скважины.
6. |
Определяют первое приближение объемного коэффициента |
|
жидкости при давлении на входе в насос 2?ж.вх по формуле |
|
|
Вж„ |
= Ь + (1 Й[1 + <Я„ - 1)1е т з . |
(4) |
где рнас - давление насыщения.
7.Определяют первое приближение дебита жидкости на входе
внасос 2* .вх по формуле
С^ж.вх = ^ж.м•^ж.вx• |
(б) |
8. Вычисляют объемное количество свободного газа на вхо де в насос Свх по формуле
Свх = Г Ш Ц М ^ -)т 1, |
<6) |
Рнас
где т показатель степени кривой разгазирования пластовой пробы.
9.Определяют первое приближение газосодержания на входе
внасос Эвх по формуле
1 |
|
Эвх---------------;-----;----------- |
<7) |
<1 + РВX)Дж . в и + | |
|
Свх |
|
10. Вычисляют расход газа на |
входе в насос Огл* по фор |
муле |
|
Ог.вх = бж.вхРвх/(1 “ Эвх)» |
(8) |
11. Определяют приведенную скорость газа в сечении на |
|
входе в насос спр из равенства |
|
СПр ** О глх//ска» |
(9) |
где /осв * площадь сечения скважины. |
насос |
||
(рвх |
12. Определяют истинное газосодержание на входе в |
||
по формуле |
|
|
|
фпх |
= Эвх/I I |
(сп/Спр)13ях] 9 |
( 10) |