Полная версия

Главная arrow География arrow Защита насосного оборудования нефтяных скважин в осложненных условиях эксплуатации

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ВВЕДЕНИЕ

Одной из наиболее острых проблем, возникающих при эксплуатации установки электроприводного центробежного насоса (УЭЦН) для добычи нефти, является наличие в откачиваемой жидкости твердых взвешенных частиц (механических примесей), приводящих к снижению межремонтного периода работы скважины. В составе механических примесей наибольшую долю составляет кварцевый песок, входящий в структуру скелета горных пород. Твердые взвешенные частицы (ТВЧ) могут включать в себя также кристаллы различных солей, глину и другие минералы, а также продукты коррозии. Фильтрация жидкости в неустойчивых породах, особенно при больших градиентах скорости, приводит к разрушению породы, продвижению частиц к забою и выносу в ствол скважин.

Осложнения в эксплуатации таких скважин связаны с постепенным накоплением песка на забое скважин, а также в рабочих колесах погружных насосов. Одновременно происходит износ трущихся пар рабочих органов насосов и снижение их подачи, а также перегрев погружных электродвигателей (ПЭД) и их отказы.

В этой связи для нефтяной отрасли первостепенными являются задачи, связанные с необходимостью обеспечения защиты насосного оборудования от ТВЧ при добыче взвесесодержащих жидкостей, требующие проведения анализа существующих технологий и поиска новых технических решений для эффективной производственной деятельности нефтяной компании. В связи с наличием в перекачиваемой жидкости механических примесей появляются проблемы по защите дорогостоящего оборудования от абразивного износа и заклинивания рабочих органов твердыми частицами, повышению межремонтного периода работы скважины.

При высоком содержании механических примесей применение стандартных газопесочных якорей становится неэффективным из-за малых значений центробежных сил. Общим недостатком применяемых фильтров, устанавливаемых на забое или приеме насосов, является достаточно быстрое засорение непроточных ячеек и необходимость их частых промывок с подъемом оборудования. Наиболее показательными в этом отношении являются скважины Ванкорского нефтяного месторождения. Содержание ТВЧ, поступающих из пласта по фонду скважин, находится в пределах от 104 до 200 мг/л. Поэтому средняя наработка на отказ насосного оборудования к началу 2011 г. составляла 93 сут, а по отдельным скважинам от 15 до 30 сут.

В настоящей монографии рассмотрены вопросы повышения эффективности эксплуатации скважин с УЭЦН путем совершенствования технологий защиты электроцентробежных насосов от выносимого из пласта песка.

Основными задачами исследования являются:

  • 1. Определение влияния механических примесей на показатели работы электроцентробежного насоса (ЭЦН) и осложнения в эксплуатации скважин при откачке воды из водоносных горизонтов нефтяных месторождений.
  • 2. Выявление зависимости скорости восходящего потока воды от фракционного состава твердых взвешенных частиц при выносе с забоя скважины на прием насоса.
  • 3. Разработка усовершенствованной конструкции сепаратора и экспериментальное определение фильтрационной способности.
  • 4. Разработка технологии очистки фильтра на приёме насоса без подъёма оборудования на поверхность.
  • 5. Выбор и испытание композиций полимерных материалов для покрытия рабочих колес электроцентробежных насосов, защищающих их от износа в абразивных средах.

Объектом исследования являются электроцентробежные насосы, применяемые в добывающих скважинах, предметом - способы и технологии предотвращения выноса механических примесей из пласта.

Проведенные исследования позволили определить аналитические и эмпирические зависимости между параметрами движения песчано-жидкостной смеси в скважине и фильтрующих устройствах. Выявлена зависимость времени работы УЭЦН в водозаборных скважинах Ванкорского месторождения от количества твердых взвешенных частиц в добываемой воде.

Научно обоснованы зависимости скорости уноса твердых взвешенных частиц с забоя к приему УЭЦН от их условного диаметра и коэффициента сопротивления от критерия Рейнольдса для расчета размера ячейки сетчатых фильтров.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>