Установки погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН)

ИА Neftegaz.RU. Эксплуатация нефтяных скважин и добыча нефти при помощи установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) наиболее распространенная технология на российском рынке нефтедобычи.
Российский рынок УЭЦН является на сегодняшний день наиболее крупным сегментом рынка нефтяных насосов.

УЭЦН предназначены для откачки из скважин пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ и механические примеси.
Нефтедобывающие компании используют системы искусственного подъема более чем в 90% эксплуатационных скважин. Искусственный подъем используется для увеличения добычи флюидов и необходим в тех случаях, когда в коллекторах уже недостаточно энергии для естественной добычи с экономичными темпами или для увеличения добычи на ранних стадиях на новых скважинах.

Основные преимущества УЭЦН:

• наилучшая приспособленность к российским условиям добычи нефти;
• возможность подбора установок;
• ЭЦН бесшумны, безопасны и занимают совсем немного места на поверхности;
• работают в широком диапазоне скоростей перекачивания и могут адаптироваться к изменениям свойств жидкости и дебита в течение срока службы скважины;
• применимы во многих агрессивных средах;
• возможность выбора эффективной технологии добычи нефти в широком диапазоне осложняющих факторов пластово-скважинных характеристик.

Комплектация УЭЦН

Установка погружного центробежного насоса включает в себя погружное и наземное оборудование.
В погружное оборудование входит: электронасосный агрегат, который спускают в скважину под уровень жидкости на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ).
Электронасосный агрегат состоит из:

• электродвигателя с гидрозащитой, который приводится в действие мощными кабелями, подключенными к наземным органам управления;
• газосепаратора;
• электрического центробежного насоса (ЭЦН) с несколькими ступенями, связанного с электродвигателем;
• обратного и сливного клапанов.

К наземному оборудованию относится: электрооборудование установки и устьевое оборудование скважины (колонная головка и устьевая арматура, обвязанная с выкидной линией).

Электрооборудование, в зависимости от схемы токоподвода, включает в себя либо комплектную трансформаторную подстанцию для погружных насосов (КТППН), либо трансформаторную подстанцию (ПС), станцию управления и трансформатор.
Электроэнергия от трансформатора (или от КТППН) к погружному электродвигателю подается по кабельной линии, которая состоит из наземного питающего кабеля и основного кабеля с удлинителем.

Соединение наземного кабеля с основным кабелем кабельной линии осуществляется в клеммной коробке, которая устанавливается на расстояние 3-5 метров от устья скважины.

Необходимость эксплуатации ЭЦН в скважине накладывает ограничения на диаметр насоса.
Большинство применяемых центробежных насосов для добычи нефти не превышает 103 мм (5А габарит насоса).
В то же время длина ЭЦН в сборе может достигать 50 м.
Основными параметрами, определяющими характеристики работы насоса, являются: номинальный дебит или производительность (м³/сут), развиваемый напор при номинальном дебите (м), частота вращения насоса (об/мин).
Для оптимизации производительности операторы могут установить скважинный датчик, который в режиме реального времени передает системные данные, такие как давление на входе и выходе насоса, температура и вибрация.

Технология работы УЭЦН

Двигатель вращает вал, который соединен с насосом. Вращающиеся рабочие колеса всасывают жидкость через впускное отверстие насоса, создавая давление и поднимая ее на поверхность.

Конструкция обратного нагнетания имеет ту же конфигурацию, за исключением того, что ступени насоса перевернуты для закачки жидкостей в пласт скважины с поверхности. Такая конфигурация обычно используется для закачки воды в скважины для сброса отходов.

В зависимости от размера выделяют следующие габариты насосов:

• Габарит 5, внешний диаметр 92 мм (для обсадной колонны 123,7 мм)
• Габарит 5А, внешний диаметр 103 мм (для обсадной колонны 130 мм)
• Габарит 6, внешний диаметр 114 мм (для обсадной колонны 148,3 мм)

Зарубежные компании применяют другую систему классификации насосов по габаритам

• тип A, серия 338, внешний диаметр 3.38" (для обсадной колонны 4 ½")
• тип D, серия 400, внешний диаметр 4.00" (для обсадной колонны 5 ½"
• тип G, серия 540, внешний диаметр 5.13" (для обсадной колонны 6 5/8")
• тип S, серия 538, внешний диаметр 5.38"(для обсадной колонны 7")
• тип H, серия 562, внешний диаметр 5.63" (для обсадной колонны 7")

Ведущие производители УЭЦН Новомет, г. Пермь; Борец, г. Москва, Алнас, г. Альметьевск, Алмаз, г. Радужный , Ижнефтепласт, г. Ижевск
Российский рынок УЭЦН характеризуется высоким уровнем насыщения и обладает ограниченными возможностями для роста.
Это подтверждается невысокими темпами роста данного рынка и высокий уровень слияний и поглощений среди участников.