Полная версия

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

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Центробежная сепарация механических примесей

Анализ работы фильтрующих элементов и сепараторов гравитационного типа позволяет сделать вывод, что перспективным способом отделения твердых частиц в трехфазном потоке (нефть - газ - вода) является центробежный. Центробежная сепарация механических примесей основана на том, что более крупные и тяжелые твердые частицы песка или проппанта получают большее центробежное ускорение, во много раз превышающее ускорение свободного падения в гравитационном поле. Преимуществом такого сепаратора является и такое обстоятельство, что он сепарирует и газ, защищая тем самым УЭЦН от вредного влияния свободного газа.

Основной трудностью проектирования центробежной сепарации механических примесей на приеме насосной установки является ограниченность радиуса создаваемой путем вращения центробежной силы. Как показывают стендовые испытания, проводимые в наземных центрифугах, главным критерием для эффективной сепарации твердых частиц является диаметр.

При проектировании центробежного сепаратора механических примесей была построена модель расчета длины сепарационной камеры в зависимости от дисперсности твердых частиц в условиях, близких к промысловым [6]. На основе модели специалистами РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина и ЗАО «Новомет-Пермь» был спроектирован экспериментальный образец центробежного сепаратора механических примесей с длиной сепарационной камеры до 0,4 м, который способен отделять твердые частицы диаметром до 15 мкм.

Эффективность и надежность его эксплуатации достигаются проведением сепарации перед обтеканием ПЭД откачиваемой жидкостью и размещением под ПЭД, что позволяет существенно увеличить диаметр сепаратора (в зависимости от диаметра эксплуатационной колонны).

Исследования степени интенсивности выноса механических примесей из пласта показали неравномерность концентрации твердых частиц в пластовой продукции при изменении параметров. Пиковые значения концентрации были отмечены при запусках насосных установок или при увеличении частоты электрического тока в процессе работы. Низкая концентрация прослеживалась при стабильной долговременной работе системы. Поэтому основной целью применения погружного центробежного сепаратора механических примесей является повышение эффективности вывода скважин на стационарный режим и эксплуатации УЭЦН в осложненных условиях. Поставленная цель достигается при реализации некоторых мероприятий:

  • 1) защита УЭЦН от резких пиков интенсивности выноса твердых частиц из пласта при запуске;
  • 2) сепарация и накопление твердой фазы в специальном контейнере;
  • 3) предварительная подготовка газовой фазы в проточной части центробежного сепаратора механических примесей, позволяющая осуществлять дополнительно еще и двухступенчатую сепарацию газа;
  • 4) обработка жидкости ингибитором солеотложений в виде брикетов, размещенных в сепараторе;
  • 5) гидравлическое разобщение очищенной и пластовой жидкости за счет гидрозатвора, что обеспечивается функциональными возможностями центробежного сепаратора механических примесей.

В основе самой идеи центробежной сепарации механических примесей лежат разработки П. Д. Ляпкова по вопросам центробежной сепарации из нефти свободного газа. В 1954 г. им впервые в мировой практике был разработан погружной центробежный газовый сепаратор, который оказался намного эффективнее вихревых и гравитационных сепараторов, появившихся значительно позже [6, 26, 61].

В настоящее время большинство скважин, осложненных наличием свободного газа, эксплуатируется с использованием центробежных газосепараторов вместе с УЭЦН.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>