Полная версия

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

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Механические методы защиты насосов от воздействия твердых частиц, содержащихся в добываемой продукции

Фильтры и сепараторы, устанавливаемые у приема насосной установки

В широком смысле термин «сепарация» означает процесс отделения одного вещества от другого, а термин «фильтр» обозначает устройство, которое один материал пропускает через себя, а другой задерживает, т. е. отделяет одно вещество от другого.

Условия выноса песка из скважин на поверхность по А. Н. Адо- нину имеет вид [34, 35]:

где уж - скорость восходящего потока жидкости; vCB - скорость свободного осаждения песчинки с расчетным диаметром, равным среднему диаметру наиболее крупной фракции, составляющей около 20 % всего объема песка.

Установкой песочных якорей (сепараторов) и фильтров у приема насоса достигается сепарация песка от жидкости (рис. 14, 15). Работа песчаных якорей основана на гравитационном принципе.

Песочный якорь прямого действия одновременно является газовым якорем. Применение песочных якорей - не основной, а вспомогательный метод борьбы с песком. Метод эффективен для скважин, в которых поступление песка непродолжительно и общее его количество невелико. Применялись такие устройства для защиты вставных и невставных ска- жинных насосов при эксплуатации скважин штанговыми насосами.

Песочный сепаратор, монтируемый у приема насоса

Рис. 14. Песочный сепаратор, монтируемый у приема насоса: а - прямого; 6 - обратного действия

Фильтр ЖНШ, устанавливаемый у приема насосной установки

Рис. 15. Фильтр ЖНШ, устанавливаемый у приема насосной установки: а - вид корпуса фильтра; б - схема установки фильтра

Для защиты установок электроцентробежных насосов, имеющих более высокую производительность по сравнению со штанговыми насосами СШН, применяются в основном сетчатые и проволочные фильтры и центробежные сепараторы механических примесей.

Подавляющее большинство фильтров, устанавливаемых на приеме насоса, схожи по своему конструктивному устройству. Каркас фильтра представляет собой перфорированную трубу, которая обматывается сетчатым проволочным материалом. Геометрию и размеры щелей (пор) подбирают с учетом гранулометрического состава твердых частиц, содержащихся в перекачиваемой жидкости, их концентрации, прилипаемости к рабочей поверхности фильтра, вязкости жидкости.

В качестве примера рассмотрим щелевой фильтр к погружным насосам, предназначенный для защиты насосной установки от механических примесей, содержащихся в добываемой продукции. Он устанавливается между гидрозащитой и нижней секцией погружного насоса.

Механические примеси задерживаются при прохождении пластовой жидкости через фильтрующие элементы, сделанные из нержавеющей стали.

По мере необходимости данный фильтр может состоять из одной, двух и более секций. Оборудование выпускается на заводах ЗАО «НОВОМЕТ» и ОАО «АЛНАС» габаритом 5 и 5А, длиной 3-12 м в зависимости от требуемой производительности фильтра. Данная конструкция является составной частью УЭЦН, что не требует использования пакеров и исключает вероятность пересыпания и прики- пания изделия [16].

Основной элемент фильтра - щелевые решетки состоят из V-образной высокопрочной немагнитной проволоки и концентрических намагниченных опорных прутков, приваренных к ней. Непрерывные отверстия имеют две точки контакта с частицами породы или проппанта, что приводит к частичному раскалыванию и измельчению крупных частиц из-за ударения об острые кромки проката треугольной формы. В результате происходит минимальное засорение. Щелевой экран фильтра имеет самоочищающуюся поверхность за счет конструктивных особенностей изделия. Для установок с пропускной способностью до 60 м3/сут применяется щелевой экран с межвитко- вым зазором 100 мкм, более 60 м3/сут - 200 мкм.

Первоначально данные фильтровальные установки проходили опытно-промысловые испытания в скважинах ТПНД «Муравленков- скнефть», где был отмечен положительный эффект. Несмотря на достаточно широкий ассортимент фильтрующих конструкций и их модификаций, предлагаемых в последнее время на рынке нефтепромыслового оборудования, использование даже сложных в конструктивном исполнении, прочных и мелкоячеистых фильтроэлементов не обеспечивает в полной мере защиту насосного оборудования от отрицательного влияния механических примесей, присутствующих в продукции скважин.

К достоинствам данного фильтрующего устройства можно отнести раскалывание более крупных частиц на мелкие, максимальный вынос их на поверхность и предотвращение тем самым образования песчаных пробок.

К недостаткам работы такого фильтра относится тот факт, что он незначительно снижает концентрацию взвешенных частиц, попадающих на прием насосной установки. В данном случае не снижается вероятность прилипания твердых частиц на поверхности рабочих органов насосного оборудования, что может привести к заклиниванию насоса.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>