Влияние КВЧ

 

• Работая в условиях реальной скважины, насос находится под воздействием многих факторов, влияющих на его работу.  Зачастую условия наших скважин сильно отличаются от указанных в технических условиях по эксплуатации УЭЦН. 
• Как правило, это повышенное содержание КВЧ, повышенное содержание свободного газа при низких уровнях, высокая температура перекачиваемой жидкости и недостаточное охлаждение установки, и еще целый ряд неблагоприятных факторов. Все это ведет к преждевременному износу и выходу из строя оборудования. Износ деталей насоса порождает вибрацию (точнее многократно усиливает ее, так как вибрация неизбежно присутствует при работе установок).

Прежде всего, изнашиваются защитные втулки вала  и ступицы направляющих аппаратов. Эта пара трения работает как радиальный подшипник скольжения. В зазор между втулкой и ступицей неизбежно попадает пластовая жидкость, играя при этом роль смазки. При нормальных условиях работы и соответствующем составе пластовой жидкости данный узел может полноценно работать не один год. Однако в пластовой жидкости часто содержится  песок  и иные мех примеси, что является превосходным абразивным материалом. 

На данном этапе (пока насос не изношен) особую опасность представляют мелкие частицы, способные проникнуть в зазор между втулкой и ступицей направляющего аппарата. Начинается износ. Небольшая потеря материала ведет к эксцентрическому вращению (биению) вала. Это биение сильно увеличивает боковую нагрузку на подшипники, что ведет к ускоренному износу. При смещении вала в сторону от центра, осевая нагрузка на вал заставляет его продольно изгибаться, что увеличивает боковую нагрузку на подшипник. Тонкий и длинный вал, испытывая осевое усилие, стремиться принять волнообразную форму близкую к синусоиде.

Особое влияние на наработку на отказ оказывает осевой износ, который выражается в износе упорных колец (текстолитовых шайб) и их контактирующих поверхностей в насосной ступени (бурты направляющих аппаратов). Осевые усилия, создаваемые плавающим рабочим колесом, воспринимаются упорными кольцами внутри самой ступени. Подобно радиальным подшипникам упорные поверхности этих осевых колец смазываются и охлаждаются добываемой жидкостью. Абразивные частицы, попадая в зону контакта шайбы колеса и бурта направляющего аппарата, истирают материал упорных колец и сам металл ступени.

  Осевую нагрузку, действующую на вал воспринимает узел пяты насоса. И соответственно происходит износ шайбы пяты и подпятников.

Износ вала насоса выражается, как правило, в образовании на нем глубоких кольцевых каналов. Причиной появления этих каналов является электрохимическая коррозия, а наличие механических примесей повышает интенсивность износа рабочих органов.

В зависимости от условий работы для изготовления ступеней применяют различные материалы. Обычно рабочие колеса и направляющие аппараты погружных электронасосов изготовляют путем отливки из специального легированного чугуна с последующей механической обработкой. Состояние поверхностей и геометрия проточных каналов рабочего колеса и направляющего аппарата существенно влияют на характеристику ступени. С увеличением шероховатости значительно снижается напор и КПД ступени, поэтому при отливке рабочих органов ЭЦН необходимо добиваться необходимого качества поверхностей проточных каналов. Повысить износостойкость пары трения (втулка защитная вала - ступица направляющего аппарата) удалось разработкой и внедрением в производство рабочих органов из порошковых металлов с различными добавками по технологии фирмы, качество которых очень высоко. 

Центробежные насосы являются модернизацией существующих конструкций и полностью взаимозаменяемы с ними как по гидродинамическим характеристикам, так и по размерам.

Все детали осевых и радиальных подшипников в насосах выполнены из современных материалов:

-осевые опоры из карбида кремния или силицированного графита или твердого сплава;

-радиальные подшипники из абразивно-стойкого материала «КАРСТ»

Для работы в скважинах с содержанием абразивных частиц свыше 500 мг/л рекомендуется устанавливать «активные» опоры, представляющие собой ступени требуемого номинала, у которых ступицы колеса и аппарата выполнены из материала «КАРСТ»

Обеспечение пожарной безопасности на месторождении

 

Опасность возникновения пожаров на предприятиях нефтяной промышленности определяется, прежде всего, физико-химическими свойствами нефти, нефтяного и природного газов.

Степень пожарной опасности зависит так же от особенностей технологического процесса. Для предприятий нефтяной промышленности характерны наличие большого объема нефти, нефтепродуктов и других горючих жидкостей, их паров и горючих газов в технологической аппаратуре, которая нередко размещается на относительно небольших производственных территориях; применение высоких давлений в аппаратах, применение высоких рабочих температур и открытого огня с огнеопасными веществами.

Производственная территория не должна загрязнятся легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, а так же мусором и отходами производства.

Дороги и подъезды к кустам и к каждой скважине, водоемам и средствам пожаротушения следует поддерживать в надлежащем состоянии. В каждой бригаде хранятся первичные средства пожаротушения (лопаты, топоры и т.д.), а так же огнетушители: ОП-5, ОП-10, ОП-50 и ОУ-5.

Фланцевые соединения трубопроводов и фонтанной арматуры, работающие при высоких давлениях, уплотняются металлическими кольцами.

Большое значение в снижении пожарной опасности процессов добычи  нефти  имеют автоматизация и телемеханизация привода скважин, групповых замерных установок и других объектов.

Опасность поражения электрическим током

       Более 70% электротравм на объектах нефтяной и газовой промышленности происходит при обслуживании различного электрооборудования и электропроводки.

Организация безопасного обслуживания электроустановок требует четкого определения границ обслуживания электроустановок персоналом. Работники неэлектрических профессий, обслуживающих электротехническое оборудование, проходят соответствующий инструктаж по электробезопастности с последующим присвоением квалификации.

При добыче нефти механизированным способом используется оборудование, питающееся электрическим током 380 В, имеют электрический привод. Всё электрооборудование должно быть заземлено. Должна так же быть защита от молнии.

Расчет заземления электроустановки

        Защитное заземление предназначено для защиты рабочего персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям во время выполнения, каких либо работ.

• Сущность заземления состоит в преднамеренном соединении металлических корпусов электрооборудования с землей при помощи специальных заземлителей, искусственных и естественных. 
• Защитное заземление обеспечивает снижение напряжения между корпусом электрооборудования, оказавшимся под напряжением, и землей в несколько раз. В качестве естественного заземлителя может использоваться эксплуатационная колонна, а искусственным заземлителями могут служить вертикально погруженные в землю стальные трубы, уголки, стержни и прутки. 
• Заземлению подлежит все металлическое оборудование, связанные с установкой на нем электрооборудования.

 При соединение корпуса установки с землей посредством специального заземляющего устройства, ток замыкания будет стекать в землю не только через тело человека, прикоснувшегося к корпусу, но и через заземляющее устройство.

 

Далее приводится расчет защитного заземления электроустановки

Iзм=Iч+Iз , где                                                     (7.3.)

Iз - ток, стекающий в землю с поверхности заземлителя

            Iч- ток, стекающий в землю через тело человека

1.Расчетное уравнение удельного сопротивления

            r_расч=r*к=50*1,5=75 Ом/м

2.Сопротивление одного заземления.

            R = (r_раст/2pl)*ln(4l/d) = 75/2*3,14*2,5ln4*2,5/0,055 = 24,86 Ом

3.Необходимое число одиночных заземлений.

          П₁ = R₀/R₃, где 

R₃  = 4 Ом - допустимое сопротивление

          П₁ = 24,86/4 = 6 штук.

4.Коэффициент использования заземлителей:

          h = 0,65

5.Уточняется сопротивление соединительной полосы Rп с учетом явления взаимного экранирования между полосой и вертикальными заземлителями.

Rп¹ = Rп/h_п = 39,86/0,62 = 64,28 Ом

Rп = (r_расч/L)*Ln(2l²/вt) = (75/2*3,14*0,04)*Ln(2*0,04²/0,04*0,7) = 39,86 Ом

6.Определяется сопротивление вертикальных заземлителей с учетом сопротивления соединительной полосы как дополнительного заземлителя.

Rвз = Rз*Rп/Rп-Rз = 4*64,28/64,28 – 4 = 4,27 Ом

7.Определяется окончательное количество необходимых вертикальных заземлений с учетом соединительной полосы

          Пз = Rо/Rвз = 24,86/4,27»6 штук

Безопасность при ремонте скважин

 

 Безопасность технологического процесса при ремонте скважин

 

При освоении, а также текущем и капитальном ремонтах скважин соответствующие бригады должны быть обучены и проинструктированы для безопасного ведения работ на случай открытого нефтегазовыброса в соответствии с планом мероприятий по ликвидации нефтегазовыброса, который должен быть разработан для каждой бригады.

• 1.Запрещается начинать ремонтные работы при отсутствии двусторонней радио связи с базами ремонтных цехов, а так же без наличия первичных средств пожаротушения.
• 2.Рабочая площадка у устья скважины должна быть размером не менее 3х4 метра и выполнена из досок толщиной не менее50 мм, без выступов и пробоин и надежно закреплена.
• 3.Мостки должны быть шириной не менее одного метра. Стеллажи должны иметь размеры, обеспечивающие возможность укладки труб, необходимых для данной скважины. Длина мостков и стеллажей должна обеспечивать свободную укладку труб без свисания их концов. В случае возвышения мостков над уровнем земли более чем на 0.5 м, с них должны быть устроены сходни. Для предотвращения раскатывания труб стеллажи должны оборудоваться предохранительными стойками. Толщина досок настила площадки и мостков должна быть не менее 50 мм.
• 4.Подходы, пути для обслуживания или подтаскивания материалов к скважине должны быть свободными и незалиты водой или нефтью. Загромождать их трубами, штангами, частями оборудования и другими предметами запрещается.
• 5.Культбудка бригады должна устанавливаться на расстоянии не менее 30 метров, от устья скважины.
• 6.Применяемые в работе подъемные оборудования и инструменты должны быть исправными, достаточной грузоподъемности, быть в полном комплекте и соответствовать характеру проводимых работ.
• 7.Кранблок мачты должен соответствовать максимальным нагрузкам при ремонте на скважине. Рамки талевых блоков и кранблоков должны иметь предохранительные кожуха для предотвращения соскакивания талевого каната.
• 8.Подъемный крюк должен свободно вращаться при свинчивании и развинчивании труб и иметь соответствующий аммортизатор, исправную пружинную защелку, предотвращающую выпадание штропов.
• 9.Подъемные штропа должны свободно входить в проушины элеватора, где они фиксируются от выпадания специальными штырями.
• 10.Трубные и штанговые элеваторы должны применятся в соответствии с диаметром труб и штанг, иметь соответствующую грузоподъемность, исправные затворы и приспособления против самопроизвольного открывания замка.
• 11.При подъеме труб с мостков и при подаче их на мостки элеватор должен быть повернут замком вверх.
• 12.В целях пожаробезопасности для работы у скважины необходимо применять обмедненый инструмент, предотвращающий искрообразование.
• 13.Запрещается без индикатора веса поднимать или спускать НКТ в скважину, а так же вести ремонтные работы, связанные с расхаживанием и натяжкой труб, независимо от глубины скважины.
• 14.Монтаж и демонтаж наземного электрооборудования погружных, центробежных и винтовых электронасосов, осмотр, ремонт наладку его должен производить электротехнический персонал.
• 15.Погружной электронасос на устье скважины следует собирать с помощью специальных хомутов. Запрещается установка хомутов на гладкий корпус, не имеющий упоров.
• 16.Кабельный ролик должен подвешиваться с помощью цепи или специальной канатной подвески на кронштейне, прикрепленном к ноге мачты хомутом.
• Запрещается подвешивать ролик на пеньковой веревке или канатной петле. Кабель, пропущенный через ролик, при СПО на должен задевать элементы вышки, мачты, треноги.
• 17.К ноге вышки или мачты должен быть прикреплен металлический крючок для отвода и удержания кабеля при свинчивании и развинчивании насосно-компрессорных труб.
• 18. Скорость спуска в скважину погружного, центробежного или винтового электронасоса не должен превышать 0.25 м/сек.
• 19.Кабель должен крепиться к колонне труб поясами, устанавливаемыми над и под муфтой каждой трубы. Пояса не должны иметь острых кромок.
• 20.При силе ветра 11 м/сек и более, во время ливня, сильного снегопада и тумана с видимостью менее 50 м производство спуско-подъемных операций запрещается.
• 21.За невыполнение требований по технике безопасности рабочие несут ответственность в установленном законом порядке. 

МРП (межремонтный период)

 Межремонтный период работы (МРП) является одним из основных показателей работы скважин, эксплуатируемых установками погружных центробежных электронасосов, который характеризует, прежде всего, технический уровень оборудования и качество его изготовления, а так же эксплуатационную надежность скважин, т.е. качество подготовки скважин и эксплуатацию оборудования УЭЦН в определенных геолого-физических условиях работы. 

Под межремонтным периодом работы скважины или групп скважин понимают среднее время работы между двумя очередными подземными ремонтами, связанными с подъемом оборудования из скважин, при одном и том же способе эксплуатации или эксплуатации одним видом оборудования.

Порядок расчета межремонтного периода общего фонда действующих скважин одинаков, независимо от  способа эксплуатации или вида эксплуатируемого оборудования, независимо от количества скважин, как в масштабе НГДУ, объединения, так и в целом по отрасли.

МРП работы скважин проводится, как правило,  за скользящий год, т.е. помесячно за перемещающийся двенадцатимесячный период. Расчет МРП работы скважин может проводиться за любой расчетный период (месяц, квартал, полугодие, год).

При расчете межремонтного периода скважин, так же, как и при расчете ремонтного периода любого объекта или оборудования, пользуются формулой:

                                                             Т_р­­­­

                                             МРП =  ¾¾  где,                   (5.1.)

                                                              N

 

МРП – межремонтный период работы в сутках;

 Т_Р –суммарное время фактической (от даты запуска до остановки)                  эксплуатации оборудования  в скважине (группе скважин), сутки;

 N - суммарное количество ремонтов за расчетный период времени

КТППН

 

Трансформаторные подстанции серии КТППН и КТППНКС предназначены  для питания, управления и защиты погружных электродвигателей серии ПЭД мощностью от 16 до 125 кВт. Подстанции КТППНКС рассчитаны на питание, управление и защиту 4 погружных электродвигателей в условиях Крайнего Севера и Западной Сибири.

Подстанции комплектуются трансформаторами серии ТМПН мощностью от 100 до 400 кВ·А.

     Таблица 4.7.  Трансформаторные подстанции.

 

	КТППН	КТППНКС
Номинальное напряжение силовой цепи, кВ	6 или 10	6 или 10
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота Масса, кг	3250 1630 5100 1765	6150 5260 4600 6650

Трансформаторы масляные повышенного напряжения

 

Трансформаторы серии (ТМПН) мощностью от 40 до 400 кВ·А служат для преобразования напряжения промысловой сети до величины, обеспечивающей оптимальное напряжение погружного электродвигателя в зависимости от длины кабеля, загрузки электродвигателя и напряжения сети. Для этого на высокой стороне обмоток трансформатора имеется 5-10 ответвлений(отпаек).Переключение отпаек производится при полностью отключенном трансформаторе. У трансформаторов предусмотрено масляное охлаждение. Они предназначены для работы на открытом воздухе.

Трансформатор состоит из магнитопровода, обмоток ВН и низкого НН, бака, крышки с вводами и расширителя с воздухоосушителем.

Бак трансформатора заполняется трансформаторным маслом, имеющим пробивное напряжение не ниже 40кВ.

На трансформаторах мощностью 160-200 кВ·А установлен термосифонный фильтр для очистки трансформаторного масла от продуктов старения.

На крышке бака смонтирован привод переключателя ответвлений обмоток ВН(один или два); ртутный термометр для измерения температуры верхних слоев масла; съемные вводы ВН и НН, допускающие замену изоляторов без подъема извлекаемой части; расширитель с маслоуказателем и воздухоосушителем; металлический короб для предохранения вводов от попадания пыли и влаги.

Воздухоосушитель с масляным затвором предназначается для удаления влаги и очистки от промышленных загрязнений воздуха, поступающего в трансформатор при температурных колебаниях уровня масла.

ШГС

 

Станция управления и комплектное устройство.

Станция управления ШГС 5805 предназначена для управления и защиты погружных электродвигателей серии ПЭД мощностью от 14 до 100 кВт и напряжением до 2300 В переменного тока, а комплектное устройство КУПНА – для установок с электродвигателями мощностью свыше 100 кВт

( 125 кВт,180 кВт,250 кВт,700 кВт)

 Станция управления ШГС 5805 располагается в металлическом шкафу одностороннего обслуживания с отсеком высокого напряжения. ШГС 5805     обеспечивает включение и отключение установки при автоматическом периодическом режиме, самозапуск после появления исчезнувшего напряжения и аварийное отключение ( при “перегрузе” или “недогрузе”УЭЦН, коротком замыкании).

    Таблица 4.4. Характеристика станций управлений.

 

	ШГС 5805-49АЗУ1	ШГС 5805-49ТЗУ1
Номинальный ток силовой цепи, А	50	50
Номинальное напряжение силовой цепи, В	До 2300	До 2300
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота Масса, кг	1060 500 1900 270	1060 500 1900 280

 

Комплектное устройство  КУПНА выполнено в металлических шкафах защищенной конструкции двухстороннего обслуживания.

 Таблица 4.5. Характеристика комплектных устройств.

  

	КУПНА 83-49А2У1	КУПНА 83-29А2У1	КУПНА 83-39А2У1
Номинальный ток силовой цепи, А	250	100	160
Номинальное напряжение силовой цепи, В	До 3000	До 3000	До 3000
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота Масса, кг		1805 90 2100 930

 

Таблица 4.6. Характеристика комплектных устройств.

 

	КУПНА 700-79А1ХЛ1 700-79Б1ХЛ1	КУПНА 700-79А2ХЛ1 700-79Б2ХЛ1	КУПНА 700-79А3ХЛ1 700-79Б3ХЛ1
Номинальный ток силовой цепи, А	100	200	300
Номинальное напряжение силовой цепи, В	До 3000	До 3000	До 3000
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота Масса, кг	4400 2500 2840 5150	4400 2500 2840 5150	4400 2500 2840 5150

Кабельная линия для уэцн

 

Кабельная линия, обеспечивающая подвод электроэнергии к электродвигателю погружного центробежного электронасоса, состоит из основного питающего кабеля, сращенного с ним плоского кабеля и муфты кабельного ввода для соединения с электродвигателем. 

С поверхности до погружного агрегата протягивают питающий, бронированный  кабель любого типа КПБП или КПБК, а в пределах погружного агрегата - только плоский кабель типа КПБП. Кабель КПБП или КПБК состоит из медных однопроволочных жил, изолированных в два слоя полиэтиленом высокой плотности и уложенных в одной плоскости или скрученных между собой. Сверху полиэтилена идет оплетка и броня.

Условия работы для кабелей: допустимое давление пластовой жидкости 19,6 Мпа; газовый фактор-180 куб.м/т; температура воздуха от -60ºС до 45ºС, пластовой жидкости 90ºС - в статическом положении. На расстоянии 250-300 мм выше и ниже каждой муфты НКТ и каждого сростка кабель крепится стальными поясами (клямсами). Не допускается при этом слабина кабеля внутри скважины. Клямсы затягиваются до момента начальной деформации брони. Пряжка клямсы располагается в свободном пространстве между НКТ и кабелем, но ни в коем случае не на поверхности кабеля, загнутый конец клямсы плотно прижимается к пряжке. Для крепления кабеля УЭЦН «REDA» используются клямсы фирмы REDA.

 

Силовые электрические кабеля марки КПБК и КПБП

для погружных электронасосов.

 

Максимальное рабочее напряжение             3300 В

Рабочая температура                                      90 С

Конструкция                                      жила  медная

Изоляция                                            2 слоя полиэтилена толщиной 3 мм

Оплетка                                               защитная пленка из прорезиненной ткани

Броня                                                   стальная лента

 

Таблица 4.2.Параметры кабелей типа КПБК и КПБП

 

Параметры	Круглый - КПБК					Плоский - КПБП
	3х10	3х16	3х25	3х35	3х50	3х10	3х16	3х25	3х35	3х50
Максимальные наружные раз меры, мм	29	32	35,6	38,3	44	13,6х33,8	15х37,4	15,4х43	18х48,2	19,7х52,3
Масса, кг/км	898	1125	1564	1913	2425	1056	1105	1610	2056	2547

 

 

 

Силовой электрический кабель марки КППБПТ

теплостойкий для погружных электронасосов

 

 

Максимальное рабочее напряжение    3300 В

Рабочая температура                             120 С

Конструкция                                      жила  медная

Изоляция                  1 слой из сшитого полиэтилена высокой                                            плотности толщиной 1,3 мм, второй слой

                                                       из сополимера пропилена толщиной 1 мм

Оплетка                                             защитная лента из прорезиненной ткани

Броня                                                 стальная оцинкованная лента

 

 

Таблица 4.3.  Параметры кабеля марки КППБПТ

 

Параметры	Плоский – КППБПТ
	3х10	3х16
Максимальные наружные Размеры, мм	13,6х33,8	15х37,4
Масса, кг/км	1056	1105