ЧРП

 Методические указания

По оптимизации работы скважин с помощью 

частотно-регулируемых приводов УЭЦН 


Методическими указаниями установлены требования к выполнению работ по оптимизации скважин с помощью частотно-регулируемых приводов для определения наиболее оптимального режима эксплуатации УЭЦН с получением максимальной эффективности. Приведены технологические этапы выполнения данных работ, технологические инструкции по исполнению данных этапов, оценка возможных рисков, взаимосвязи подразделений при выполнении данных операций.

  

Оглавление

 

1.    Цель и область действия Методических указаний………………………………………

2.        Основные цели проведения оптимизации работы скважин    ………………………

3.        Граничные критерии при изменении рабочей частоты УЭЦН………………………

4.        Критерии принятия решения по оптимизации работы скважин ………………………

5.        Технологические фазы оптимизации работы скважин с помощью ЧРП ……………..…

6.        Действия персонала при остановках скважин во время оптимизации …………………

7.        Текущий контроль параметров работы УЭЦН при выполнении программы…..………

8.        Границы ответственности персонала …………………………………………………...…

9.        Отчетность по программе ………………………………………………………………....…

10.    Регистрация изменений ……………………………………………………………………....

  1.  Цель и область действия Методических указаний

1.1       Определяет основные цели оптимизации и пути их достижения;

1.2       Регламентирует схему взаимодействия подразделений при выполнении данных работ;

1.3       Определяет этапы принятия решения в зависимости от текущей ситуации;

1.4       В выполнении требований, установленных данным Методическими указаниями, участвуют:

§  ОАО «»: производственный отдел, УППР, подразделения главного геолога, управление добычи нефти, отдел технического обеспечения и супервайзинга;

§  НГДУ/ДОМНГ: цеха добычи нефти, отделы главного геолога, главного технолога, производственно технические отделы, ЦИТС, отдел технического обеспечения и супервайзинга;

§  Подразделения сервисных предприятий в части взаимодействия при проведении работ по оптимизации работы скважин с помощью частотно-регулируемых приводов, в соответствии с заключенными договорами между НГДУ/ДОМНГ и сервисными предприятиями.

 

2.      Основные цели проведения оптимизации работы скважин с УЭЦН с помощью ЧРП

При выполнении оптимизации работы скважин с помощью частотно-регулируемого привода УЭЦН существуют следующие цели (в порядке приоритетности):

2.1     Достижение максимального дебита от скважины за счет оптимизации работы погружного оборудования;

2.2     Принятие решения по дальнейшей оптимизации скважин за счет спуска большего типоразмера УЭЦН (если при достижении максимальной частоты не выбран потенциал скважины); 

2.3     Сохранить работоспособность погружного оборудования.

 

2.4     При повышении частоты ограничивающими факторами являются:

§  запас мощности погружного двигателя – при повышении частоты мощность изменяется линейно, в то время, когда потребляемая насосом мощность изменяется с кубической зависимости, и наступит момент, когда двигатель не сможет выдать необходимую насосу мощность (вырастет ток и произойдет остановка по перегрузу);

§  прочность валов погружной системы – при повышении частоты растет нагрузка на вал (т.к. меняется напор и производительность), и выбрав погружной двигатель с большим запасом по мощности имеется риск скручивания вала, особенно при наличии в перекачиваемой жидкости механических примесей (добавляется эффект подклинивания);

§  глубина спуска УЭЦН – при повышении частоты в квадрате увеличивается напор и существует риск, что напор насоса может превысить глубину спуска УЭЦН и произойдет остановка по недогрузу (когда насос откачает всю жидкость до приема насоса и перейдет в режим холостого хода);

2.5     При понижении частоты ограничивающими факторами являются:

§  напор насоса – при снижении частоты напор насоса ЭЦН снижается в квадратичной зависимости и может произойти момент, когда энергии насоса (напора) не хватит, чтобы поднять столб жидкости с динамического уровня и произойдет срыв подачи и остановка УЭЦН от срабатывания защиты по недогрузу (ЗСП);

2.6       Учитывая ограничивающие факторы при повышении частоты, максимальной частотой для работы с УЭЦН считать частоту, при которой рабочий ток не превышает номинальные значения (см. в приложении 1). В других случаях, максимальной частотой для погружных систем считать:

§  для УЭЦН отечественного производства – 60 Гц;

§  для УЭЦН импортного производства – 70 Гц ;

3.      Критерии принятия решения по оптимизации работы скважин (раскрутка)

До принятия решения по «раскрутке» скважин необходимо оценить следующие критерии:

3.1       Максимально возможные токовые нагрузки на наземное электрооборудование:

4.1.1.      Максимально возможные нагрузки на автомат в трансформаторной подстанции;

4.1.2.      Сечение силового кабеля по стороне 0,4 кВ для работы с необходимыми нагрузками;

4.1.3.      Текущую и ожидаемую загрузку трансформаторной подстанции 35/6 кВ;

4.1.4.      Текущую и ожидаемую загрузку кустовой трансформаторной подстанции КТПН 6/0,4 кВ;

Примечание: При выполнении расчетов нагрузок на электрооборудование использовать приложение №2 к данному Методические указанияу.

 

3.2     Столб жидкости над приемом насоса должен быть достаточным для обеспечения работы УЭЦН без срыва подачи.

4.2.1.      При наличии погружного датчика на УЭЦН условный столб жидкости над приемом насоса можно рассчитать по формуле:

((давление по погружному датчику – давление в затрубном пространстве)*10)/ rн

4.2.2.      При отсутствии погружного датчика на УЭЦН условный столб жидкости над приемом насоса можно рассчитать по формуле:

 глубина спуска УЭЦН – динамический уровень

3.3     Содержание механических примесей в перекачиваемой жидкости не должно превышать:

§  для УЭЦН в износостойком исполнении – 500 мГл (в т.ч. УЭЦН производства Реда);

§  для УЭЦН не в износостойком исполнении – 100 мГл;

3.4      Режим работы УЭЦН по токовым характеристикам должен быть стабильным (отсутствие скачков тока характерных подклиниванию насоса или прорывам газа).

3.5     Уровень токовых нагрузок УЭЦН не должен быть близким к значению уставки защиты по перегрузу (ЗП). В этом случае необходимо выполнить оптимизацию выходного напряжения на повышающем трансформаторе (подобрать оптимальное напряжение при котором значение тока минимально. Напряжение на трансформаторе должно быть рассчитано исходя из напряжения, необходимого для двигателя и потерь напряжения в кабельной линии, относительно глубины спуска УЭЦН.

Uтмпн= Uном + 0,026*Jраб*L /S*1,33

 

Где Uном- номинальное напряжение ПЭД;

 Jраб – рабочий ток;

 L – общая длина кабеля, м;

 S – сечение кабеля, мм2

  

4.      Технологические фазы оптимизации работы скважин с помощью ЧРП

4.1     При оптимизации скважин выделить следующие технологические фазы:

§  Разгон – работа УЭЦН по определенной программе в сторону увеличения рабочей частоты;

§  Отработка – временное прекращение разгона при достижении определенной частоты для снятия контрольных параметров (замеры дебита и КВЧ производить в период после непрерывной отработки в период от 6 до 12 часов);

§  Стабилизация – прекращение разгона на определенном уровне при ухудшении режима работы или выносе КВЧ до возвращения параметров в нормальный режим;

§  Оптимальный режим – режим, при котором достигнут оптимальные режим по дебиту и частоте;

§  Отход – снижение рабочей частоты ниже ранее достигнутой, в следствии остановок УЭЦН по срабатыванию защит, резкого ухудшении режима работы или залповом выносе КВЧ.

4.2     Темпы разгона обозначить следующими условиями:

§  Нормальный разгон – программа разгона 0.1/3600  (2Гц в сутки);

Критерии применения:

-          режим работы УЭЦН стабильный (токовые нагрузки ровные);

-          давление на приеме насоса более 40 атм;

-          уровень КВЧ ниже 500 мг/л;

§  Осторожный разгон – программа разгона 0.1/7200  (1Гц в сутки);

Критерии применения:

-          режим работы УЭЦН удовлетворительный (колебания токовых нагрузок не приводят к остановке УЭЦН по недогрузу (ЗСП) или перегрузу (ЗП));

-          давление на приеме насоса более 40 атм;

-          уровень КВЧ на пороговом уровне 500 мг/л;

§  Быстрый разгон (до ранее достигнутой рабочей частоты) – программа разгона 0.1/120-360  (1Гц за 20 мин - 1Гц за 60 мин);

Критерии применения:

-          применяется для быстрого возврата на рабочую частоту после текущих или плановых отключений УЭЦН при стабильном режиме работы до остановки (токовые нагрузки ровные);

4.3     Шаг разгона выбирать в зависимости от режима работы скважины.

 5.      Действия персонала при остановках скважин во время оптимизации

5.1     Отключения электроэнергии (плановые или аварийные):

-          произвести запуск на частоте ниже ранее достигнутой (допускается снижение частоты до 10Гц);

-          проверить и при необходимости произвести корректировку защиты по недогрузу (ЗСП);

-          по результатам запуска принять решение по дальнейшему «разгону» по программе - 0.1/120-7200;

5.2     Отключается автомат в ТП (при нарушениях пункта 4.1):

-          запустить УЭЦН на пониженной частоте (допускается снижение частоты до 10Гц) для обеспечения его стабильной работы без отключений;

-          проверить и при необходимости произвести корректировку защиты по недогрузу (ЗСП);

-          произвести ревизию нагрузок на ТП, при необходимости согласовать замену автомата;

5.3     Недогруз (сработала защита по недогрузу – ЗСП):

-          проанализировать причину снижения нагрузки (снижение динамического уровня, негерметичность НКТ, заморожена линия, недостаточный напор, слом вала и др.);

-          принять меры к устранению препятствий к запуску;

-          произвести запуск УЭЦН;

-          проверить и при необходимости произвести корректировку защиты по недогрузу (ЗСП);

-          предпринять меры для ее дальнейшей стабильной работы и продолжить разгон;

5.4     Перегрузруз (сработала защита по перегрузу – ЗП):

6.4.1.      Остановки УЭЦН по причине повышения рабочего тока выше допустимого значения (остановка по перегрузу – ЗП), могут происходить по следующим причинам:

-                 сопротивление вращению в насосе ЭЦН (засорения абразивами, засоление);

-                 недостаток мощности двигателя (брак комплектации);

-                 не оптимальный подбор напряжения на силовом трансформаторе ТМПН;

-                 снижение изоляции в кабельной линии.

6.4.2.   Возможные последствия при долгосрочной работе УЭЦН с высоким током:

-                 отказ кабельной линии в наиболее слабом месте;

-                 перегрев погружного двигателя вследствие его перегруза;

-                 отключения автоматов в ТП.

6.4.3. Действия персонала ЦДНГ при остановках УЭЦН по перегрузу (ЗП):

a)                  Определить время и рабочую частоту при которой произошла остановка (для принятия решения с какой частоты запускать УЭЦН и до какой частоты подниматься, после запуска и разгона рекомендуется не превышать частоту предыдущей остановки на 2-3 Гц до стабилизации или устранения причин перегруза).

b)                 Дождаться окончания слива столба жидкости из НКТ (динамический уровень в НКТ начинает увеличиваться, турбинное вращение ЭЦН прекратилось);

c)                  Произвести не более 3-х попыток запуска  УЭЦН на частоте на 10Гц ниже ранее достигнутой в ручном режиме на различных режимах расклинки, в т.ч. на режимах «рокин-старт» с промежутками между пусками не менее 15 минут (для охлаждения двигателя).

d)                 Произвести замер изоляции системы «кабель-двигатель»;

e)                  Если изоляция в норме, произвести запуск УЭЦН с агрегатом после окончания скачивания не менее одной цистерны нефти, создавая избыточное давление в затрубном пространстве для облегчения пуска УЭЦН. Количество не успешных попыток запуска с аргегатом не должно превышать 3-х с промежутками между пусками не менее 10 минут (для охлаждения двигателя).  

f)                  если УЭЦН запустилась, то оставить в работе на стартовой частоте для стабилизации выноса механических примесей (1-5 дней), далее продолжить разгон в режиме «осторожный разгон»;

 

6.       Текущий контроль параметров работы УЭЦН при выполнении программы

6.1     При выполнении программы необходимо осуществлять контроль:

Контрольный параметр

Периодичность контроля по фазам

разгон

отработка

стабилизация

оптимальный

отход

1.Дебит скважины

-

1 раз - в промежутке от 6 до 12 часов

не реже 1 раза в сутки

не реже 2-х раз в неделю

-

2.Замер на КВЧ

-

1 раз - в промежутке от 6 до 12 часов

не реже 1 раза в сутки

не реже 1-го раза в 1-ю неделю, далее – не реже 1 раза в 2 недели.

-

3.Динамической уровень

1-3 раза в сутки

1 раз в сутки -  после отработки не менее 6 часов

1 раз в сутки

не менее 2-х раз в неделю

1 раз в сутки

4.Давление по датчику (если имеется)

1-3 раза в сутки

не реже 1 раза в сутки

не реже 1 раза в сутки

не реже 2-х раз в неделю

1 раз в сутки

 

6.2     Контрольные токовые диаграммы устанавливать:

7.2.1.      В суточном режиме - при технологических фазах «разгон»;

7.2.2.      В недельном режиме – при других технологических фазах;

 

7.        Границы ответственности персонала

7.1     Ответственность за внесение в договор положения, обязывающего сервисные предприятия, выполняющие работы связанные с эксплуатацией частотных преобразователей, выполнять требования данных методических указаний несет куратор договора со стороны НГДУ/ДОМНГ.

7.2     Ответственность за выполнение требований  данного методического указания сервисными предприятиями несет куратор договора со стороны НГДУ/ДОМНГ.

7.3     Ответственность за расчет планируемого прироста от оптимизации несет главный геолог НГДУ/ДОМНГ;

7.4     Ответственность за технологическое исполнение программы несет главный технолог НГДУ/ДОМНГ;

7.5     Ответственность за текущую работу по программе и принятие оперативных решений по действиям несет ведущий технолог цеха добычи НГДУ/ДОМНГ;

7.6     Ответственность за достоверность данных о выполнении программы оптимизации  несет служба ЦИТС НГДУ/ДОМНГ, оператор пульта ТМ;

7.7     Ответственность исправность замерных устройств и скважинной арматуры несет начальник цеха добычи НГДУ/ДОМНГ;

7.8     Ответственность за своевременное предоставление установленной отчетности несет назначенный для выполнения данной работы специалист технологического отдела НГДУ/ДОМНГ;

 

8.      Отчетность по программе

Сводная информация по выполнению программы оптимизации должна содержать следующие блоки:

8.1     Информацию о скважинах, включенных в программу оптимизации:

-                адрес скважины;

-                тип УЭЦН;

-                дата монтажа УЭЦН;

-                глубина спуска УЭЦН;

-                начальная частота;

-                расчетная цель по частоте;

-                расчетный прирост;

-                текущие параметры (Q, Нд, Рпр, Рзатр, ток, частота, КВЧ, и др);

8.2     Сводная информация о программе:

-                количество скважин;

-                начальная частота;

-                начальный дебит;

-                цель по частоте;

-                цель по дебиту;

-                потери от остановок;

-                баланс прироста от программы;

-                информацию по отказавшим и выбывшим.

Ищи здесь, есть все, ну или почти все

Архив блога