USD 77.7325

0

EUR 85.7389

0

BRENT 25.83

+0.09

AИ-92 42.42

+0.01

AИ-95 46.35

0

AИ-98 51.09

+0.03

ДТ 47.67

-0.01

518

Многофазные насосные установки

В связи с ростом спроса на нестандартное оборудование, потребности в котором закрывали импортные производители, специалистами группы компаний «Корвет» ведется непрерывная работа по разработке нового оборудования.

Многофазные насосные установки

За время существования группа компаний «Корвет» зарекомендовала себя производителем насосного оборудования для перекачки сложных сред: вязких, с большим содержанием механических примесей. В связи с ростом спроса на нестандартное оборудование, потребности в котором закрывали импортные производители, нашими специалистами ведется непрерывная работа по разработке нового оборудования. Так в 2012 г была разработана линейка двухвинтовых насосов, насчитывающая 13 типоразмеров корпусов со сменными обоймами винтовых пар, разработаны новые типоразмеры оседиагональных, шнековых насосов. С 2015 г ведется работа по изготовлению многофазных насосных установок.

Конец ХХ века характеризовался увеличением спроса на нефть и газ. В настоящее время около 70% энергетической потребности в мире покрывается за счет нефти и газа.

Увеличение объемов добычи нефти все в большей степени обеспечивается за счет ввода в разработку месторождений, расположенных в отдаленных малозаселенный районах Севера, в зонах залегания многолетнемерзлых пород, в континентальных шельфах океанов и морей. Так же существует тенденция снижения начальных дебитов пробуренных скважин, что меняет отношение к эксплуатации старых месторождений, поскольку общий объем добычи на старых месторождениях возрастает по отношению к добыче на новых. Поэтому усиливается значение механизированных способов добычи нефти, которые являются основными на старых месторождениях. Для поддержания заданных дебитов нефти необходимо откачивать большие объемы жидкости из скважин (нефти и воды), которые могут быть выше, чем дебиты на новых месторождениях.

Совокупность всех естественных и искусственных факторов, определяющих процессы, проявляющиеся в пористом пласте при его дренировании системой эксплуатационных и нагнетательных скважин, принято называть режимом пласта.

Выделяют 5 режимов:

  • водонапорный (естественный и искусственный);
  • упругий;
  • газонапорный;
  • режим растворенного газа;
  • гравитационный.

В случаях, когда скважина работает в газонапорном режиме (газовые пробки) и режиме растворенного газа, возможно использование многофазных насосных станций, расположенных, равноудаленно от группы скважин. По сравнению с традиционными установками по добыче и подготовке нефти метод мультифазной добычи не требует громоздких сепараторов для продукта скважины, раздельного вращающегося оборудования, такого, как насосы и компрессоры, и множества трубопроводов для транспортировки газа и жидкости на установки по переработке. На рисунках рис.1 и рис.2 показано сравнение между способом реализации традиционным методом и с помощью мультифазных насосных станций.

Рис.1.Способ реализации традиционным методом.

А - Сепаратор, Б - Подготовка воды, В - Промывной резервуар, Г - Хранилище сырой нефти, Д - Резервуар отходов и дренажа, Е - Резервуар для хранения химреагентов, 1 - Насос для перекачки химреагентов, 2 - Насос товарной нефти, 3 - Насос для пластовой воды, 4 - Насос для отходов дренажа.

Рис.2. Способ реализации с МФНС

А - Сепаратор, Б - Подготовка воды, В - Промывной резервуар, Г - Хранилище сырой нефти, Д - Резервуар отходов и дренажа, Е - Резервуар для хранения химреагентов, 1 - Насос для перекачки химреагентов, 2 - Насос товарной нефти, 3 - Насос для пластовой воды, 4 - Насос для отходов дренажа, МФНС - мультифазная насосная станция.

В течение 2015 г группой компаний «Корвет» велась разработка многофазных насосных установок на базе двухвинтовых насосов собственного производства. Двухвинтовые насосные агрегаты уже хорошо зарекомендовали себя при перекачке мазута, нефти, масла и т.д. с содержанием газа до 50%. Изучив принципы работы мультифазных установок, были внесены изменения в конструкцию насосных агрегатов, что позволило перекачивать среды с большим газовым фактором.

Конструкция и принцип работы:

Благодаря конструкции двойной рабочей камеры не создается каких-либо осевых усилий и насосы являются гидравлически сбалансированными. Винтовые пары с противоположным направлением витков устанавливаются в сменной гильзе. Оба винта, изготовленные из цельной заготовки для достижения максимальной жесткости, не соприкасаются друг с другом. Винтовые профили обеспечивают минимальную вибрацию во всем рабочем диапазоне насосов. Крутящий момент передается от ведущего винта ведомому через шестеренчатую передачу с масляной смазкой. Это обеспечивает возможность работы насосов с жидкостью с высоким газовым фактором, загрязненными и сырой нефтью малой вязкости. Валы насоса герметизуются либо двойным либо одинарным уплотнением, которое подвергается действию только давления всасывания.

Конструкция двухвинтового насоса довольно простая (рис.3.)

Основные части насоса это:

  • Корпус насоса;
  • Винтовая пара, состоящая из ведущего и ведомого вала, с установленными на них, при помощи шпоночного соединения, винтовыми нарезками;
  • Синхронизирующие шестерни, служат для передачи вращения от ведущего вала ведомому, для обеспечения постоянного зазора между винтами, а так же позволяют перекачивать жидкости, не обладающие смазывающей способностью с присутствием механических примесей;
  • Синхронизирующие шестерни находятся в камере, заполненной маслом;
  • Предохранительный клапан служит для недопущения превышения давления в нагнетательной камере. Так же он может служить для поддержания одинакового давления во всасывающей и нагнетательной камере;
  • Торцовые уплотнения, производства компании ООО Инструментальная компания. По запросу могут быть установлены двойные торцовые уплотнения;

Рис.3. Конструкция двухпоточного двухвинтового насоса.

При работе смеси газа и жидкости перепад давлений на каждой ступени может отличаться. В зависимости от процентного содержания газа в перекачиваемой смеси эпюра распределения давления вдоль винта может иметь вид отличный от эпюры при перекачивании жидкости.

При перекачивании многофазной жидкости объем газовой фракции в каждой последующей камере будет уменьшаться, следовательно, будет уменьшаться и количество утечек в каждой камере рис. 4. Распределение давления вдоль винта в этом случае будет иметь параболический характер.

Рис.4 Движение многофазной жидкости в камерах винта.

При высоком содержании газа, выше 90%, и большом давлении нагнетания увеличение давления происходит преимущественно в последней камере. Общий расход смеси на входе в насос складывается из расхода жидкости и расхода газа. Поскольку одной из главных задач многофазных насосов является снижение давления на выходе из скважины, то на входе в насос, как правило, давление выше атмосферного. Объем газа в каждой последующей камере будет уменьшаться. Чтобы поддерживать динамическое уплотнение между винтовой парой и корпусом насоса при высоких значениях газового фактора, предусмотрена внешняя система рецеркуляции для непрерывного ввода жидкости, которая обеспечивает бесперебойную работу при высоких значениях газового фактора и при газовых пробках, а так же способствует отводу выделяющегося при сжатии тепла.

В настоящее время на производственных площадках группы компаний «Корвет» изготавливаются опытные образцы мультифазных насосов, которые будут достойным аналогом импортного оборудования.

Источник : Neftegaz.RU


Система Orphus