Современное насосное оборудование для нефтегазового комплекса, в частности, насосы для систем поддержания пластового давления (ППД), должно соответствовать целому ряду требований. К основным требованиям относятся эффективность, экономичность и надежность насосных систем.
В системах ППД наиболее крупными единичными потребителями электроэнергии являются центробежные насосы. Как показывает практика, из общего объема потребляемой при добыче нефти электроэнергии на системы ППД приходится более 30%, из которых более 60-70% энергозатрат приходится на насосы типа ЦНС.
На нефтяных и газонефтяных месторождениях в настоящее время в эксплуатации находится значительное количество насосов, технические показатели которых потеряны в ходе проведения традиционной схемы капитальных ремонтов. Данная ситуация подтверждается результатами энергоаудитов, проведенных рядом нефтегазодобывающих предприятий. Одной из базовых причин низкой энергоэффективности является применение устаревших технологий как при разработке месторождений, так и в процессах эксплуатации скважин с системами ППД. Ситуация в данном вопросе в целом улучшается, однако темпы этого процесса значительно растянуты во времени.
Снижение потребления электроэнергии в системах ППД является актуальной и технически сложной проблемой, которой в течение ряда лет занимаются проектные, инжиниринговые и производственные предприятия, входящие в машиностроительный и инжиниринговый холдинг Группа ГМС. Одним из активных участников процесса разработки и внедрения систем энергосбережения для насосного оборудования является нефтесервисное предприятие ЗАО «Нижневартовскремсервис», входящее в структуру Группы ГМС. Предприятие имеет значительный опыт модернизации насосных агрегатов и внедрения энергосбережегающих технологий на Самотлорском и ряде других крупных месторождений.
Накопленный опыт в разработке и внедрении энергосберегающих систем в рамках работ по модернизации насосного оборудования для систем ППД позволяет предложить комплекс рекомендаций по снижению электропотребления и повышению ресурса насосов типа ЦНС после капитального ремонта:
Вывод в ремонт насосов ЦНС180, ЦНС200, ЦНС240 при снижении КПД на 7-8%, а насосов ЦНС500 - при снижении КПД на 5-6%.
Доведение характеристик эксплуатирующихся насосов ЦНС после капитального ремонта до уровня новых.
Увеличение ресурса работы насосов до капремонта как минимум в 2 раза.
Снижение энергопотребления насосов за счет повышения КПД.
Модернизация насосов ЦНС180 при капитальном ремонте с целью обеспечения производительности от 45 до 240 м3/ч в зоне максимального КПД, путем установки в насосы сменных проточных частей на параметры 45, 63, 90, 180, 240, 315, 500 (630), 800.
Адаптация рабочих характеристик высоконапорных насосов под конкретные условия эксплуатации.
Реализация данных мероприятий позволяет на 5-16% снизить потребление электроэнергии в системах ППД .
Для выполнения задач по снижению электропотребления и повышению ресурса насосов типа ЦНС Группой ГМС с участием специалистов Нижневартовскремсервис был реализован целый ряд мероприятий по совершенствованию технологий ремонта и испытаниям насосов после сборки. В рамках накопленного опыта предлагаются следующие мероприятия, обеспечивающие снижение электропотребления и повышение ресурса насосного оборудования:
Проведение ремонта высоконапорных насосов с использованием полноразмерного ремонтного комплекта, в состав которого в обязательном порядке входит новая проточная часть насоса (рабочие колеса, направляющие аппараты и уплотнительные кольца, вал), комплект торцевых уплотнений, датчик осевого сдвига ротора и, как правило, упругая пластинчатая муфта.
Проектирование и изготовление ремонтного комплекта в индивидуальном порядке с конкретной привязкой к габаритам и основным корпусным деталям насоса и в соответствии с условиями эксплуатации, определенными Заказчиком.
Ремонт насосов с использованием высоколегированных и высокопрочных материалов, повышающих коррозионную стойкость деталей насосов в 3-4 раза.
Повышение ресурса насоса за счет применения новых материалов.
Проведение стендовых приемо-сдаточных испытаний модернизированных насосов в «Нижневартовскремсервис» и натурных испытаний на блочно-кустовой насосной станции (БКНС) с привлечением представителей заказчика.
Доработка проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата для увеличения значений подач и КПД, а в некоторых случаях, по требованию заказчика, доработка рабочих колес и направляющих аппаратов для сдвига рабочей зоны.
Увеличение надежности основных узлов насосов за счет совершенствования их конструкции, а также внедрения новых узлов:
торцовых уплотнений по АРІ 682;
пластинчатой муфты с целью повышения демпфирующих свойств и уменьшения
трудоемкости обслуживания;
датчиков осевого сдвига с целью исключения аварийных ситуаций.
Реставрация приемных и выкидных крышек (облицовка) с применением
нержавеющей проволоки СВ12Х18Н10Т и получением коррозионно-
стойких поверхностей.
В 2009-2011 гг. одним из основных критериев выполнения капитального ремонта насосов системы ППД с применением комплектов модернизации была адаптация поставляемого оборудования к конкретным условиям эксплуатации. Как показывает практика, распространенными нарушениями при эксплуатации насосного оборудования являются:
Несоответствие технологической карты закачки по БКНС номинальным параметрам работы насоса.
Отклонение состояния насосных блоков от существующих требований.
Ненадлежащее состояние трубной обвязки БКНС.
Вышеуказанные условия эксплуатации насосов наблюдаются повсеместно на месторождениях Западно-Сибирского региона и Самотлорского месторождения в частности.
