Glavne odredbe metodologije za odabir UEC-a za naftnu bušotinu. Metoda odabira ESP za bušotine Proračun i izbor opreme za ESP

Odabir crpnih jedinica za naftne bušotine podrazumijeva se određivanjem standardne veličine ili standardnih veličina jedinica koje osiguravaju specificiranu proizvodnju formacijskog fluida iz bušotine pri optimalnim ili blizu optimalnim radnim parametrima (protok, tlak, snaga, MTBF). , itd.). U širem smislu, odabir se odnosi na određivanje glavnih pokazatelja učinkovitosti međusobno povezanog sustava „ulje ležište – bušotina – crpna jedinica“ i odabir optimalnih kombinacija tih pokazatelja. Optimizacija se može provoditi prema različitim kriterijima, ali na kraju svi trebaju biti usmjereni na jedan konačni rezultat.

Minimiziranje cijene po jedinici proizvodnje - tone nafte.

Metoda odabira ESP-a za bušotine temelji se na poznavanju zakona filtracije formacijskog fluida u formaciji i zoni formiranja dna, na zakonitostima kretanja smjese voda-plin-ulje duž omotača bušotine i duž cijevi, na ovisnosti hidrodinamike centrifugalne potopne crpke. Osim toga, često je potrebno znati točne vrijednosti temperature kako pumpane tekućine tako i elemenata crpne jedinice, stoga u postupku odabira važno mjesto zauzimaju termodinamički procesi interakcije crpke, potopnog elektromotora i strujnog kabela s ispumpanom višekomponentnom tvorbom. tekućina, termodinamičke karakteristike koji se mijenjaju ovisno o okolini.

Treba napomenuti da su za bilo koju metodu odabira ESP-a potrebne neke pretpostavke i pojednostavljenja koja omogućuju stvaranje više ili manje adekvatnih modela rada sustava "rezervoar - bunar - crpna jedinica".

Općenito, takve prisilne pretpostavke, koje ne dovode do značajnih odstupanja izračunatih rezultata od podataka stvarne proizvodnje, uključuju sljedeće odredbe:

1. Proces filtracije formacijskog fluida u zoni formacije dna pri odabiru opreme je stacionaran, s konstantnim vrijednostima tlaka, vodenosti, faktora plina, faktora produktivnosti itd.

2. Inklinogram bušotine je konstantan parametar tijekom vremena.

Opća metoda za odabir ESP-ova prema odabranim pretpostavkama je sljedeća:

1. Na temelju geofizičkih, hidrodinamičkih i termodinamičkih podataka ležišta i zone dna, kao i planiranog (optimalnog ili maksimalnog, ovisno o odabirnom zadatku) protoka bušotine, određuju se vrijednosti dna bušotine - tlak, temperatura, vodeni rez i sadržaj plina u formacijskom fluidu.

2. Prema zakonima raetaziranja (promjene trenutnog tlaka i tlaka zasićenja, temperature, koeficijenata stišljivosti plina, nafte i vode) protoka formacijskog fluida, kao i prema zakonima relativnog gibanja pojedinih komponenti ovog toka duž cijevi cijevi na dionici "dna rupa - dovod pumpe" određuje se potrebna dubina crpke, odnosno, što je praktički isto, tlak na ulazu pumpe koji osigurava normalan rad crpnog agregata . Kao jedan od kriterija za određivanje dubine ovjesa pumpe može se odabrati tlak pri kojem sadržaj slobodnog plina na ulazu u pumpu ne prelazi određenu vrijednost. Drugi kriterij može biti najveća dopuštena temperatura pumpane tekućine na ulazu u pumpu.

U slučaju stvarnog i kupca zadovoljavajućeg rezultata izračuna potrebna dubina kada se pumpa spusti, vrši se prijelaz na korak 3 ove metode.

Ako se rezultat izračuna pokaže nerealnim (na primjer, ispostavi se da je dubina rada crpke veća od dubine bušotine), izračun se ponavlja od koraka 1 s promijenjenim početnim podacima - na primjer, kada planirani protok se smanjuje, uz povećanje faktora produktivnosti bušotine (nakon planiranog tretmana zone formiranja u dnu bušotine), kada se koriste posebni uzvodni uređaji (separatori plina, demulgatori) itd.

Projektna dubina ovjesa crpke provjerava se za moguće savijanje crpne jedinice, za kut odstupanja osi bušotine od vertikale, za stopu povećanja zakrivljenosti, nakon čega se odabire navedena dubina ovjesa.

3. Potrebna visina crpke određuje se prema odabranoj dubini vješalice, standardnoj veličini kućišta i cijevi, kao i planiranom protoku, usjeku vode, omjeru plin-ulje, viskoznosti i gustoći formacijskog fluida i uvjetima ušća bušotine.

4. Prema planiranom protoku i potrebnoj visini, odabiru se crpne jedinice čije karakteristike rada leže u neposrednoj blizini izračunatih vrijednosti protoka i visine. Za odabrane standardne veličine crpnih jedinica, njihove "vodene" radne karakteristike se preračunavaju za stvarne podatke o tekućini u rezervoaru - viskoznost, gustoću, sadržaj plina.

5. Prema novoj "uljnoj" karakteristici crpke odabire se broj radnih stupnjeva koji zadovoljavaju zadane parametre - isporuku i visinu. Na temelju preračunatih karakteristika određuje se snaga crpke i odabire pogonski motor, strujni kabel i zemaljska oprema (transformator i upravljačka stanica).

6. Temperaturom formacijske tekućine na ulazu u pumpu, snagom, učinkovitosti i prijenosom topline crpke i potopnog elektromotora, određuje se temperatura glavnih elemenata crpnog agregata - namota elektromotora. , ulje u hidrauličnoj zaštiti, strujni kabel, strujni kabel itd. Nakon proračuna temperatura na karakterističnim točkama, specificira se konstrukcija kabela u smislu otpornosti na toplinu (konstrukcijska duljina i produžetak), kao i izvedba SEM-a, njegove žice za namotaje, izolacije i ulja za hidrauličku zaštitu.

Ako se pokaže da je projektna temperatura viša od maksimalno dopuštene za elemente crpnih agregata koji se koriste u ovoj regiji, ili naručivanje visokotemperaturnih skupih ESP jedinica nije moguće, izračun se mora provesti za druge crpne jedinice (s promijenjenim karakteristike crpke i motora, na primjer, s većom učinkovitošću, s većim vanjskim promjerom motora itd.).

7. Nakon konačnog odabira ESP jedinice u smislu protoka, tlaka, temperature i ukupnih dimenzija, provjerava se mogućnost korištenja odabrane jedinice za izradu naftne bušotine nakon bušenja ili podzemnih popravaka. Istodobno, kao ispumpana tekućina za izračun uzima se teška ubijajuća tekućina ili druga tekućina (pjena) koja se koristi u ovoj bušotini. Proračun se provodi za promijenjenu gustoću i viskoznost, kao i za druge ovisnosti odvođenja topline od crpke i potopnog motora do ispumpane tekućine. U mnogim slučajevima navedeni proračun određuje maksimalno moguće vrijeme neprekidnog rada potopljene jedinice tijekom završetka bušotine do postizanja kritične temperature na namotima statora potopljenog motora.

8. Nakon završetka odabira ESP-a, instalacija se po potrebi provjerava na mogućnost rada na formacijskom fluidu koji sadrži mehaničke nečistoće ili korozivne elemente. Ako za ovu bušotinu nije moguće naručiti posebnu verziju crpke otporne na habanje ili koroziju, određuju se potrebne geološke, tehničke i inženjerske mjere kako bi se smanjio utjecaj nepoželjnih čimbenika.

Odabir ESP-a može se provesti i "ručno" i uz korištenje računala. Mnoge naftne tvrtke instalirale su računalne programe za odabir pumpnih jedinica za nizbrdo, čija upotreba omogućuje točan odabir optimalne opcije oprema za niz bušotina prema terenskim podacima. U tom slučaju postaje moguće ne samo ubrzati odabir, već i povećati njegovu točnost odbijanjem mnogih pojednostavljenja potrebnih za ručni odabir.

Odabir ESP jedinica za naftne bušotine, u užem, specifičnom smislu, znači određivanje standardne veličine ili standardnih veličina instalacija koje osiguravaju zadanu proizvodnju formacijskog fluida iz bušotine pri optimalnim ili blizu optimalnim radnim parametrima (opskrba, tlak, snaga, MTBF, itd.). U širem smislu, odabir se odnosi na određivanje glavnih pokazatelja učinkovitosti međusobno povezanog sustava „spremnik nafte – bušotina – crpna jedinica” i odabir optimalnih kombinacija ovih pokazatelja. Optimizacija se može provoditi prema različitim kriterijima, ali u konačnici svi oni trebaju biti usmjereni na jedan krajnji rezultat – minimiziranje cijene jedinice proizvodnje – tona nafte. Najprije se utvrđuju potrebni početni podaci: odabire se jednadžba priljeva; odrediti svojstva nafte, vode, plina i njihovih smjesa koje se trebaju ispumpati iz bušotine; dizajn proizvodnog kućišta. Dubina spuštanja crpke L H nalazi se uzimajući u obzir potrošnju plina protoka nafte i plina na ulazu p in tehnikom sličnom tehnici za određivanje dubine spuštanja sifonske pumpe. Za to se krivulje raspodjele tlaka i sadržaja plina protoka u protoku p duž cijevi kućišta crtaju u koracima od donje rupe odozdo prema gore, počevši od zadanog tlaka u dnu rupe, određenog jednadžbom dotoka za poznati brzina protoka (odnosno, krivulje / i 3 na sl. VIII. osamnaest). Sadržaj potrošnog plina u struji - omjer volumnog protoka V plina na mjestu do ukupnog protoka mješavine plina i tekućine q - određena formulom β = V / (V + q). Zavoj 3 (vidi sliku VIII.18) procijenite preliminarnu dubinu spuštanja pumpe (prema dopuštenim vrijednostima volumetrijskog sadržaja plina na ulazu u pumpu; p BX = 0,05-f-0,25) i tlak pw x(uz krivulju /). Navedene granice sadržaja potrošnog plina na ulazu u crpku utvrđene su prema podacima ispitivanja UPECN-a tijekom ispumpavanja gazirane tekućine. Ako je β in = 0 ÷ 0,05, tada plin ima mali utjecaj na rad crpke, ako je β in = 0,25 ÷ 0,3, tada je opskrba crpke poremećena. U praksi je preporučljivo imati ulazni tlak pumpe od najmanje 1-1,5 MPa. Za određivanje tlaka na izlazu crpke p „yk, tj. u najnižem dijelu cijevi, raspodjela tlaka u cijevima također se izračunava u koracima od vrha do dna iz poznatog tlaka na glavi bušotine RU, jednak tlaku u sabirnom sustavu (vidi sliku VIII.18, krivulja 2). U ovom slučaju, djelomično odvajanje plina * se uzima u obzir na ulazu u pumpu, koja se pomiče uz prstenasti prostor, zaobilazeći pumpu, i ispušta se kroz nepovratni ventil u protočni vod.

Prilikom izračunavanja raspodjele tlaka u cijevima, njihov promjer d postaviti uzimajući u obzir brzinu protoka:

Valja napomenuti da prema pronađenim vrijednostima p sa i zadanog protoka Qzhsu u standardnim uvjetima još uvijek je nemoguće odabrati odgovarajuću karakteristiku pumpe s dovoljnom točnošću, jer tvorničke karakteristike, na temelju podataka procesa crpljenja vode, ne uzimaju u obzir učinak svojstava plina -mješavine tekućina i termodinamički uvjeti rada crpnih agregata. Stvarni protok tekućine kroz pumpu će se razlikovati od zadanih vrijednosti Qzhsu zbog činjenice da se velika količina plina može otopiti u tekućini koju pumpa ispumpava. Tekućina, koja pere električni motor, zagrijava se. Osim toga, sadrži određenu količinu slobodnog plina i ti čimbenici doprinose značajnom povećanju volumena mješavine plina i tekućine (GLC) koja prolazi kroz pumpu (u usporedbi s danom brzinom protoka u standardnim uvjetima Qzhsu ). Treba imati na umu da se brzina protoka plinskih tekućina duž duljine crpke u vezi s povećanjem tlaka na izlazu i smanjenjem količine slobodnog plina u tekućini pokazuje nestabilnim. Zauzvrat, svojstva tekućine i njezina viskoznost utječu na performanse glave pumpe, također zbog brzog širenja njihove primjene u naftna industrija- u sustavima za održavanje ležišnog tlaka (s opskrbom do 3000 m 3 / dan pri tlaku do 2000 m), za podizanje vode iz vodozahvata i arteških bunara, za odvojeni rad više slojeva s jednom mrežom bunara .

Razvojni sustav. Osnovni koncepti razvoja.

Razvoj naftna polja - višeparametarski proces, svaka tehnološka karika ovog procesa mora raditi u optimalnom režimu, što zauzvrat stvara hijerarhiju kriterija optimizacije. U takvim uvjetima potrebno je identificirati stratešku uspješnost u procesu razvoja polja i odrediti glavne kriterije. Razvojni sustavi- skup međusobno povezanih inženjerskih rješenja koja određuju objekt razvoja, slijed i brzinu njihovog bušenja i izgradnje, prisutnost ili odsutnost utjecaja na ležište, broj, omjer i mjesto proizvodnih i injektnih bušotina, broj rezervnih bušotina , upravljanje razvojem, zaštita podzemnih resursa itd. okoliš. Svaki razvojni sustav može se klasificirati prema 2 glavne značajke: 1).Po prisutnosti ili odsutnosti utjecaja na formaciju. 2) Prema sustavu postavljanja bušotina. Svaki razvojni sustav može se okarakterizirati sljedećim parametrima: 1) Koeficijent gustoće mreže bunara - Ss, Ss = F / n. [Ha / KV]; F - površina depozita; n je broj bušotina; 2). Krilovov parametar Ncr. = Vpočetak obnovljene zalihe / n, [tone], t.j. nadoknadive rezerve po bušotini; 3) Parametar intenziteta razvojnog sustava Wint. = N NAGN. / N EXTRACT. (1; 0,5; 0,3); 4). Parametar rezervnih bušotina Wres = N RES. / N UKUPNO. (0,1-0,3). Odabir razvojnog sustava. Izbor ovisi o sljedećim čimbenicima: 1. Prirodnim i klimatskim uvjetima; 2. Veličina i konfiguracija ležišta nafte; H. Geološka značajka strukture; 4. Heterogenost proizvodnih formacija; 5. Fizičko stanje ugljikovodici; 6. Dostupnost resursa radnih agenata; 7. Prirodni režim ležišta; 8. Svojstva ulja.

Sustav razvoja bez utjecaja na akumulaciju. Razvoj se provodi u sljedećim slučajevima: 1). Kada se prirodna energetska bilanca ležišta nadopunjuje na prirodan način i razvoj se učinkovito provodi korištenjem prirodnih izvora energije; 2). Nedostatak radnog agenta. H). Kada je razvoj utjecaja neučinkovit. Prilikom izrade ležišta bez utjecaja na formaciju u režimu iscrpljivanja (elastičan, otopljeni plin), proizvodne bušotine se nalaze na površini duž ujednačenih mreža, pravokutnih ili kvadratnih.

Proračun je napravljen na temelju metode odabira ESP za bušotinu, koju je predložio v Metodičko vodstvo na dizajn kolegija za studente specijalnosti 130503. Ova tehnika namijenjen je za operativne proračune tehnoloških parametara bušotina opremljenih ESP-ima, od strane terenskih radnika uključenih u optimizaciju načina rada ove kategorije bušotina. Točnost srednjih i konačnih projektnih vrijednosti je unutar prihvatljivih vrijednosti za terenske uvjete.

Metoda koristi matematičke odnose za parametre smjesa voda-nafta i plin pumpanih crpkama, dobivenih od domaćih i stranih istraživača. Krajnji cilj ove tehnike je odrediti točku sjecišta radne karakteristike odabrane crpke s uvjetnom karakteristikom bušotine, odnosno pronaći uvjete za zajednički rad bušotine i crpke. Metoda uzima u obzir učinak viskoznosti mješavine vode i ulja na putovnicu, zabilježenu na vodi, karakteristike izvedbe ESP-a.

1. Koeficijent koji uzima u obzir produljenje bušotine.

2. Gustoća nafte u prstenastom dijelu bušotine.

0,838 + 1,03 * 0,821) /2,085=0,807 (g / cm 3)

3. Gustoća mješavine vode i ulja koju pumpa ispumpava.

0,821 * (1-18 / 100) +1,18 (18/100) = 0,886 (g / cm 3)

4. Koeficijent koji uzima u obzir povećanje volumena mješavine ulja i vode koja se dovodi u dovod pumpe (> 1).

1.196(1-18/100)+18/100=1.161

5. Viskoznost mješavine vode i ulja koja se dovodi u dovod pumpe (na n60%).

1,41 * 0,886 / (0,821- (18/100) 1/3 (1+ (1,18 / 0,821-1) * 18/100) = 3,239 (cP)

n.pl - viskoznost rezervoarskog ulja, cP.

Ako je cm 5 cP ili n> 60%, tada su korekcijski faktori K q = 1; Kn = 0,99. U našem izračunu uzimamo upravo takve koeficijente, budući da je cm 5 cp.

7. Smanjena statička razina u bušotini koja radi u ESP modu prije prelaska u optimalni način rada.

(2584-2300) * (0,807 / 0,886) - ((130-7) * 10) / (0,993 * 0,886)) + 2693 + 2300-2584 + 7 * 10 / 0,886 = 1348,2

N p.n. - dubina suspenzije pumpe u bušotini, m

N d. - dinamička razina u bušotini, m

R pl. - ležišni tlak u bušotini, atm.

P zat. - prstenasti tlak u bušotini, atm.

P buff. - pritisak na tampon bušotine, atm.

Kako bismo osigurali izbor bunara od 57 m 3 / dan, unaprijed odabiremo crpku 5-40-2600. Za pumpu, koeficijenti koji aproksimiraju radnu površinu karakteristika crpke: S 1 = 1275,49 m; S 2 = 13,1757 dana / m 2; S3 = 0,21631 dan 2 / m 5;

7. Koeficijent koji aproksimira uvjetnu karakteristiku bušotine na radnu površinu crpke u smislu visine.

(1275,49-1348,262) * 1 2 /1,21*1,161 2 * 0,21631 = -206,371 (m 6 / dan 2)

8. Recipročna vrijednost indeksa produktivnosti bušotine (Kpr), koja karakterizira maseni protok smjese ulje-voda koja se dovodi u dovod pumpe.

10*1/(0.993*0.886*7.324*0.99)=1.568

9. Koeficijent približavanja uvjetne karakteristike bušotine radnom području crpke u smislu isporuke.

(13,1757-1,568) * 0,99 / (2,2 * 1,161 * 0,21631) = 20,804 (m 3 / dan)

10. Projektirati (optimalno) povlačenje tekućine iz bušotine u površinskim uvjetima.

20.804 + (- 206.371 + 20.804 2) 1/2 = 35.851 (m 3 / dan)

11. Projektni tlak u dnu bušotine.

130-35,851 / 7,324 = 125,105 (atm.)

12. Dinamička razina u bušotini tijekom njenog razvoja na tekućini za ubijanje bušotine.

2693- (10 * 125,105) / (0,993 * 1,18) = 1625 (m)

13. Dubina suspenzije pumpe u bušotini.

2693-10 * (125,105-97,5) /0,993*0,886=2379 (m)

14. Projektirati radnu dinamičku razinu u bušotini pri stacionarnom radu.

2379 - ((10 * (125,105-7) -0,886 * (2693-2379)) / 0,807) = 1466 (m)

15. Količina vodeno-uljne emulzije koju pumpa pumpa.

35.851 * 1.161 = 41.613 (m3 / dan)

Za ovu pumpu, radno područje za povlačenje tekućine je 25 - 70 (m 3 / dan); Projektno uzorkovanje mješavine vode i nafte kroz bušotinu, jednake 57 (m 3 / dan), nalazi se u radnom prostoru. Raspored usklađivanja tlačnih karakteristika bušotina i crpke prikazan je u nastavku.

Tlačna karakteristika bušotine je superponirana na H (Q) - karakteristika crpke da pronađe točku njihovog sjecišta, koja određuje brzinu protoka bušotine, koja će biti jednaka brzini protoka ESP-a kada pumpa i bunar rade zajedno. Točka A - sjecište karakteristika bušotine i ESP-a. Apscisa točke A daje brzinu protoka bušotine kada bunar i pumpa rade zajedno, a ordinata je visina H koju pumpa razvija. Za učinkovit i ekonomičan rad potrebno je odabrati ESP s takvim karakteristikama da bi se točka presjeka karakteristika podudarala s maksimalnom učinkovitošću (točka B) ili bi barem ležala u području preporučenih načina rada ove pumpe (zasjenjeno).

Kao što možete vidjeti, u našem slučaju, točka presjeka A karakteristika se pokazala unutar zasjenjenog područja. Želeći osigurati rad crpke na maksimalnom modu, nalazimo protok pumpe (brzina protoka bušotine) Q bunara, koji odgovara ovom načinu rada. Visina koju crpka razvija pri opskrbi Q scw u z max načinu rada određena je točkom B. Zapravo, pod ovim radnim uvjetima, potrebna je visina određena točkom C.

Dakle, kako bi se osigurao učinkovit i ekonomičan rad

Izbor instalacija centrifugalnih crpki na električni pogon (ESP) za proizvodnju ulja.

Odabir crpnih jedinica za naftne bušotine, u užem, specifičnom smislu, razumijeva se kao određivanje standardne veličine ili standardnih veličina jedinica koje osiguravaju specificiranu proizvodnju formacijskog fluida iz bušotine pri optimalnim ili blizu optimalnim radnim parametrima (opskrba, tlak, snaga, MTBF, itd.) ... U širem smislu, odabir se odnosi na određivanje glavnih pokazatelja učinkovitosti međusobno povezanog sustava „spremnik nafte – bušotina – crpna jedinica” i odabir optimalnih kombinacija ovih pokazatelja. Optimizacija se može provoditi prema različitim kriterijima, ali u konačnici svi oni trebaju biti usmjereni na jedan krajnji rezultat – minimiziranje cijene jedinice proizvodnje – tona nafte.

Odabir centrifugalnih crpnih instalacija za naftne bušotine provodi se prema algoritmima koji se temelje na odredbama i rezultatima rada na proučavanju filtracije fluida i plina u ležištu i zoni formiranja dna, kretanja plin-voda. -uljne smjese duž cijevi omotača, koje su više puta ispitane u naftnoj industriji, zakonitosti promjene sadržaja plinova, tlaka, gustoće, viskoznosti itd., proučavanje teorije rada centrifugalnih potopnih jedinica, prije svega - bušotinske centrifugalne pumpe, na pravom spremniku tekućine.

Glavni posao na odabiru ESP jedinica za naftne bušotine treba pripisati radu PD Lyapkov, metodama razvijenim u BashNIPIneftu i TatNIPIneftu, u YUKOS Oil Company i radu koji su izvršili VS Linev, TRW Reda i metodama razvijenim u OKB BN i Rusko državno sveučilište za naftu i plin Gubkin.

Glavne odredbe metodologije za odabir ESP-a za uljna bušotina.

Opća metoda za odabir ESP-ova prema postojećim pretpostavkama je sljedeća:

1. Na temelju geofizičkih, hidrodinamičkih i termodinamičkih podataka ležišta i zone dna, kao i planiranog (optimalnog ili maksimalnog, ovisno o zadatku odabira) protoka bušotine, određuju se vrijednosti u dnu bušotine - tlak, temperatura , vodeni rez i sadržaj plina u formacijskom fluidu.

2.Prema zakonima otplinjavanja (promjene trenutnog tlaka i tlaka zasićenja, temperature, koeficijenata stišljivosti plina, nafte i vode) strujanja formacijskog fluida, kao i prema zakonima relativnog kretanja pojedinih komponenti ovaj tok duž niza omotača na gradilištu

"Dno - dovod pumpe" određuje potrebnu dubinu spuštanja crpke, odnosno, što je praktički isto - tlak na ulazu crpke, koji osigurava normalan rad crpne jedinice. Kao jedan od kriterija za određivanje dubine ovjesa pumpe može se odabrati tlak pri kojem sadržaj slobodnog plina na ulazu u pumpu ne prelazi određenu vrijednost. Drugi kriterij može biti najveća dopuštena temperatura pumpane tekućine na ulazu u pumpu.

U slučaju stvarnog i zadovoljavajućeg potrošača rezultata proračuna potrebne dubine spuštanja crpke, provodi se prijelaz na stavak 3. ove metodologije.

4. Prema planiranom protoku i potrebnoj visini, odabiru se crpne jedinice čije karakteristike rada leže u neposrednoj blizini izračunatih vrijednosti protoka i visine. Za odabrane standardne veličine crpnih jedinica, njihove karakteristike "vode" preračunavaju se za stvarne podatke o tekućini u rezervoaru - viskoznost, gustoću, sadržaj plina.

5. Prema novoj karakteristici “ulja” crpke, odabire se broj radnih stupnjeva koji zadovoljavaju zadane parametre - isporuku i tlak. Na temelju preračunatih karakteristika određuje se snaga crpke i odabire pogonski motor, strujni kabel i zemaljska oprema (transformator i upravljačka stanica).

6. Temperatura glavnih elemenata pumpne jedinice određena je temperaturom formacijskog fluida na ulazu u pumpu, snagom, učinkovitošću i prijenosom topline crpke i potopnog elektromotora - namota elektromotora, ulje u hidrauličnoj zaštiti, strujni kabel, strujni kabel itd. Nakon proračuna temperatura na karakterističnim točkama, specificira se konstrukcija kabela u smislu otpornosti na toplinu (konstrukcijska duljina i produžetak), kao i izvedba SEM-a, njegove žice za namotaje, izolacije i ulja za hidrauličku zaštitu.

Ako se pokaže da je projektna temperatura viša od maksimalno dopuštene za elemente crpnih jedinica koje se koriste u ovoj regiji ili naručivanje skupih ESP jedinica visoke temperature nije moguće, izračun se mora provesti za druge crpne jedinice (s izmijenjenim karakteristikama pumpe i motora, na primjer, s većom učinkovitošću, s većim vanjskim promjerom motora itd.).

7. Nakon konačnog odabira ESP jedinice prema protoku, tlaku, temperaturi i ukupnim dimenzijama, provjerava se mogućnost korištenja odabrane jedinice za izradu naftne bušotine nakon bušenja ili podzemne sanacije. Istodobno, kao ispumpana tekućina za izračun uzima se teška ubijajuća tekućina ili druga tekućina (pjena) koja se koristi u ovoj bušotini. Proračun se provodi za promijenjenu gustoću i viskoznost, kao i za druge ovisnosti odvođenja topline od crpke i potopnog motora do ispumpane tekućine. U mnogim slučajevima navedeni proračun određuje maksimalno moguće vrijeme neprekidnog rada potopljene jedinice tijekom završetka bušotine do postizanja kritične temperature na namotima statora potopljenog motora.

8. Nakon završetka odabira ESP-a, instalacija se po potrebi provjerava na mogućnost rada na formacijskom fluidu koji sadrži mehaničke nečistoće ili korozivne elemente. Ako je za određenu bušotinu nemoguće naručiti posebnu verziju crpke otporne na habanje ili koroziju, određuju se potrebne geološke, tehničke i inženjerske mjere kako bi se smanjio utjecaj nepoželjnih čimbenika.

Za odabir ESP-a potrebni su sljedeći početni podaci:

1. Gustoća, kg / kubni metar:

izdvojeno ulje;

plin u normalnim uvjetima;

2.Viskoznost, m 2 / s:

3. Planirani protok bušotine, m3/dan.

4. Vodovod proizvodnje ležišta, jedinične frakcije.

5. Faktor plina, kubični metri / kubični metri.

6. Volumenski koeficijent ulja, jedinica.

7.Dubina formiranja (rupe za perforaciju), m.

8. Tlak ležišta i tlak zasićenja, MPa.

9. Temperatura rezervoara i temperaturni gradijent, o C, o C / m.

10. Koeficijent produktivnosti, kubični metri / MPa * dan.

11. Pritisak pufera, MPa.

12. Geometrijske dimenzije kolone cijevi (vanjski promjer i debljina stijenke), cijevi cijevi (vanjski promjer i debljina stijenke), pumpe i potopnog motora (vanjski promjer), mm.

ESP instalacija odabire se sljedećim redoslijedom:

1. Odredite gustoću smjese u odjeljku "dna rupa - dovod pumpe" uzimajući u obzir pojednostavljenja:

r cm = ((1-G) + r g G

gdje je r n gustoća izdvojenog ulja, kg / kubni metar

r informacija o gustoći vode,

r g je gustoća plina u standardnim uvjetima;

G - trenutni volumetrijski sadržaj plina;

b - vodeni rez formacijske tekućine.

2. Odredite tlak u dnu bušotine pri kojem je osiguran zadani protok bušotine:

R zab = R pl - Q / K prod

gdje je R PL - rezervoarski tlak;

Q je ciljni protok bušotine;

K prod - indeks produktivnosti bušotine.

3. Odredite dubinu položaja dinamičke razine pri danoj brzini protoka tekućine:

N din = L bušotina - P zab * Q / r cm g

4. Odredite tlak na ulazu u pumpu, pri kojem sadržaj plina na ulazu u pumpu ne prelazi maksimalno dopušteni za danu regiju (na primjer, G = 0,15):

P pr = (1 - G) P us

(s eksponentom koji ovisi o otplinjavanju formacijske tekućine m = 1,0).

gdje je: P us - tlak zasićenja.

5. Odredite dubinu ovjesa pumpe:

L = N din + P pr / r cm g

6. Odredite temperaturu formacijske tekućine na ulazu u pumpu:

T = T pl - (L bunar - L) * G t ;

gdje je T PL - temperatura ležišta;

G t - temperaturni gradijent.

7. Odredite volumni omjer tekućine pri tlaku na ulazu u pumpu:

B * = b + (1-b) [1 + (B - 1) ÖP pr / P sat

gdje je: B volumetrijski koeficijent ulja pri tlaku zasićenja;

b - volumetrijski vodeni rez proizvoda;

P pr - tlak na ulazu u pumpu;

P sat - tlak zasićenja.

8. Izračunajte brzinu protoka tekućine na ulazu u pumpu:

Q pr = Q * B *

9. Odredite volumetrijsku količinu slobodnog plina na ulazu u crpku:

G pr = G [1- (P pr / P sat)],

Gdje je G faktor plina.

10. Odredite sadržaj plina na ulazu u pumpu:

b in = 1 / [((1 + P pr) B *) / G pr] + 1

11.Izračunajte potrošnju plina na ulazu u pumpu:

Q pr.c = Q pr b in / (1 -b in)

12. Izračunajte smanjenu brzinu plina u dijelu kućišta na ulazu u pumpu:

C = Q g.pr.sa / f rms

Gdje je f ckv površina poprečnog presjeka bušotine na ulazu u pumpu.

13. Odredite pravi sadržaj plina na ulazu u pumpu:

j = b u / [1 + (C p / C) b pr ]

gdje je C p brzina uspona plinskih mjehurića, ovisno o rezu vode u proizvodnji bušotine (C p = 0,02 cm/s na b< 0,5 или С п = 0,16 см/c при b > 0,5).

14. Odrediti rad plina u odjeljku "usis crpke na dnu":

P g1 = P sat ([1 / (1 - 0,4 j)] - 1)

15. Odrediti rad plina u odjeljku "injektiranje crpke - glava bušotine":

P g2 = P sat * b buf ([1 / (1 - 0,4 j buf)] - 1),

gdje b buf = 1 / [((1 + P buf) B buf *) / G buf] + 1;

j buf = b buf / [1 + (C n / C) b buf]

Vrijednosti s indeksom "buff" odnose se na dio glave bušotine i predstavljaju tlak "pufera", sadržaj plina itd.

16. Odredite potrebni tlak pumpe:

P = r g L din + P buf - P g1 - P g2

gdje je L dyn - dubina položaja dinamičke razine;

P buf - tlak pufera;

P g1 - tlak plina u odjeljku "donja-usisna pumpa";

P g2 je radni tlak plina u odjeljku "ubrizgavanje crpke - ušće bušotine".

17. Na temelju protoka crpke na ulazu, potrebnog tlaka (glave pumpe) i unutarnjeg promjera kućišta, biramo veličinu potopne centrifugalne pumpe i određujemo vrijednosti koje karakteriziraju rad ove crpke u optimalnom načinu rada (protok, visina, učinkovitost, snaga) iu režimu protoka, jednak "0" (napon, snaga).

18. Odredite koeficijent promjene protoka crpke pri radu na mješavini ulje-voda-plin u odnosu na karakteristike vode:

K Q n = 1 - 4,95 n 0,85 Q oV -0,57

gdje je n efektivna viskoznost smjese;

Q oV - optimalni protok pumpe na vodu.

19.Izračunajte koeficijent promjene učinkovitosti pumpe zbog utjecaja viskoznosti:

K h n = 1 - 1,95 n 0,4 / Q oV 0,27

20. Izračunajte koeficijent odvajanja plina na ulazu u pumpu:

K c = 1 /,

gdje je f well površina prstena koju čine unutarnja stijenka kućišta i kućište pumpe.

21. Odredite relativni protok tekućine na ulazu u pumpu:

q = Q w.pr / Q oko B

gdje je Q oko B - protok u optimalnom režimu prema karakteristikama “vode” crpke.

22. Odredite relativni protok na ulazu u pumpu u odgovarajućoj točki karakteristike vode crpke:

q pr = Q w.pr / Q o B K Q n

23. Izračunavamo sadržaj plina na ulazu u pumpu, uzimajući u obzir odvajanje plina:

b pr = b u (1 - K s)

24. Odrediti koeficijent promjene glave pumpe zbog utjecaja viskoznosti:

K N n = 1 - (1,07n 0,6 q pr / Q oko B 0,57)

25. Odredite koeficijent promjene visine pumpe, uzimajući u obzir utjecaj plina:

K = [(1 - b) / (0,85 - 0,31 q pr) A]

gdje A = 1 / [15,4 - 19,2 q pr + (6,8 q pr) 2]

26. Odredite tlak crpke na vodu u optimalnom načinu rada:

N = R / r g K K N n

27.Izračunajte potreban broj stupnjeva pumpe:

Z = H / h st,

gdje je h st glava jednog stupnja odabrane crpke.

Z-broj se zaokružuje na veći cijeli broj i uspoređuje sa standardnim brojem stupnjeva za odabranu veličinu crpke. Ako se pokaže da je izračunati broj stupnjeva veći od navedenog u tehničkoj dokumentaciji za odabranu veličinu crpke, tada je potrebno odabrati sljedeću standardnu veličinu s velikim brojem stupnjeva i ponoviti izračun, počevši od točke 17.

Ako je izračunati broj koraka manji od navedenog u tehničke karakteristike, ali njihova razlika nije veća od 5%, odabrana veličina crpke ostaje za daljnji izračun. Ako standardni broj stupnjeva premašuje izračunati za 10%, tada je potrebna odluka o rastavljanju crpke i uklanjanju viška stupnjeva. Daljnji izračun provodi se iz točke 18. za nove vrijednosti radne karakteristike.

28. Odredite učinkovitost crpke, uzimajući u obzir utjecaj viskoznosti, slobodnog plina i načina rada:

h = 0,8 K h n K h q h oV

gdje je h oV maksimalna učinkovitost pumpe za karakteristike vode.

29. Odredite snagu crpke:

30. Odredite snagu potopnog motora:

N SEM = N / h SEM

31. Crpku i potopni motor provjeravamo na mogućnost ispumpavanja teške tekućine (tekućine za ubijanje) tijekom razvoja bušotine:

R hl = r hl g L + R buf + R zab - P pl

gdje je r hl gustoća tekućine koja ubija bušotinu.

Izračunavamo visinu pumpe tijekom razvoja bušotine:

H hl = R hl / r hl g

Vrijednost H hl uspoređuje se s H karakteristike vode u putovnici.

Odredite snagu crpke tijekom razvoja bušotine:

N hl = P hl Q / h

Snaga koju troši potopni elektromotor tijekom završetka bušotine:

N SED. hl = N hl / h PEP

32. Provjeravamo instalaciju za maksimalnu dopuštenu temperaturu na ulazu crpke:

gdje je [T] najveća dopuštena temperatura ispumpane tekućine na ulazu u potopnu pumpu.

33. Instalaciju provjeravamo za odvođenje topline pri minimalnoj dopuštenoj brzini rashladne tekućine u prstenastom dijelu koji čini unutarnja površina kućišta na mjestu ugradnje potopne jedinice i vanjska površina potopnog motora, za što izračunavamo brzina protoka dizane tekućine.

c) pogreške u odabiru opreme zbog nedovoljnih geoloških podataka.

Periodična zaliha za UNP-1 smanjena je za 18 bušotina

Unesena su 3 bunara stalni način rada uz pomoć NPV-a na 15 bušotina promjenom standardne veličine ESP-a prebačen je u PPD-34 bušotine.

Mjere smanjenja periodičnog fonda u 2005.g

1) Formiranje sustava vodoplavljenja (prijenos 20 bušotina na održavanje ležišnog tlaka.

2) Optimizacija načina rada bušotina s ESP (pokretanje low-debit jedinica.).

3) Uvođenje uvoznih vijčanih pumpi.

4) Nastaviti implementaciju ESP-a s TMS-om kako bi se spriječile greške u odabiru opreme

ESP koeficijent napajanja varira od 0,1 do 1,7 (tablica 5.5.). Blizu optimalni režim(Kfeed = 0,6–1,2) oko 75% instalacija radi.

Tablica 5.5. Distribucija brzine napajanja ESP-a na polju Khokhryakovskoye

Od 49 bušotina koje rade s protokom od 0,1 do 0,4, glavni broj (25 bušotina) je u periodičnom radu. Za bušotine br. 154, 278, 1030, 916, 902 i 3503 preporuča se revizija podzemne opreme i cijevi.

Popis bušotina s protokom većim od 1,2 prikazan je u tablici 3.6.7. Od toga, bušotine br. 130, 705, 163, 785, 1059 optimizirane su za optimizaciju ESP-a za veću standardnu veličinu.

Tablica 5.6. Popis bušotina s opskrbom K više od 1,2

Pa ne.	Vrsta pumpe	Za podnošenje	Q tekućina	P sloj, MPa	N din, m	Dubina pražnjenja pumpe
702	ESP 50-2100	1,7	65	20,5	1683	2300
130	TD-650-2100	1,4	100	17,9	1332	2380
705	ESP-160– 2100	1,6	123	18,3	2167	2400
707	TD-850-2100	1,5	114	16,5	1124	2260
163	ETSN-160-2150	1,5	82	18,2	1899	2350
185	ESP 25-2100	1,4	29	20,0	1820	2245
818	ESP 80-2100	1,4	87	18,2	2192	2340
166	ESP 50-2100	1,4	42	19,5	1523	2150
834	ESP 30-2100	1,6	23	23,0	1870	2250
785	ESP 125-2100	1,3	11	16,5	2320	2400
389	ESP 50-2100	1,4	42	22,9	1623	2200
1059	ESP 160-2100	1,4	144	16,5	2328	2400
1025	ESP 80-2100	1,4	72	16,1	1762	2080

Općenito, za polje Khokhryakovskoye stopa iskorištenja bušotina opremljenih ESP-om, kao i prije godinu dana, je unutar 0,87. Glavni pokazatelj pouzdanosti - MTBF za tekuću godinu od 01.01.03. do 1.01.04., prema ESP fondu, promijenjen je sa 303 dana na 380 dana, dok je općenito za JSC NNP ovaj pokazatelj niži i unutar 330- 350 dana. Rast ovog pokazatelja ukazuje na dovoljan visoka razina rad proizvodnog pogona za odabir standardne veličine ESP-a, remont bušotine, stavljanje jedinica u rad i praćenje tijekom rada.

Na nalazištu su 74 bušotine (17% proizvodnje zaliha) podložne taloženju parafina. Prema rasporedu "deparatizacije", svi bunari se u pravilu jednom mjesečno ispiru vrućim uljem.

U 2003. godini polje je imalo 208 kvarova u fondu bušotina opremljen ESP-om. Stopa neuspjeha bila je 0,85 jedinica. (aktivna zaliha je jednaka 303 jažice). U 2004. godini na terenu je zabilježeno 229 kvarova, s većim operativnim zalihama od 332 bušotine, a K kvar je pozitivno smanjen na 0,79 jedinica. Općenito, za JSC "NNP" K odbijanje. ESP je u to vrijeme iznosio 0,85 jedinica.

5.2 Analiza uzroka kvarova ESP-a

Analiza uzroka prijevremenih kvarova bušotine opremljene ESP-ovima pokazuje sljedeću sliku, vidi sliku 5.1.4.

Do 17% kvarova nastaje zbog nekvalitetnog rada ekipa za remont bušotina. Gdje se krše pravila povratnih operacija. Kao rezultat, to dovodi do - oštećenja kabela, nekvalitetne instalacije ESP-a, propuštanja cijevi, lošeg ispiranja bunara.

18% kvarova uzrokovano je bušotinama koje rade u intermitentnom načinu rada, uzrokovane slabim dotokom, kao i neusklađenošću veličine crpke s radnim uvjetima.

U 13% neuspjeha nisu utvrđeni razlozi, jer su prekršena pravila za provođenje istrage.

1. 10% kvarova uzrokovano je naslagama čvrstih asfaltno-smolasto-parafinskih naslaga zajedno s kamencem, pijeskom, česticama gline i hrđe.

2,9% kvarova zbog prijenosa propanta u bušotinama nakon hidrauličkog frakturiranja, što dovodi do zaglavljivanja okna i kvara pumpi.

3,8% kvarova nastaje zbog nekontroliranog rada - to je kršenje rasporeda deparavanja, nedostatak kontrole nad uklanjanjem EHF-a itd.

4,6% kvarova nastaje zbog nedostatka kontrole nad izlazom instalacija u režim.

5. U 5% slučajeva kvar je nastao zbog tvorničkih nedostataka, latentnih nedostataka, nekvalitetne potopne i zemaljske crpne opreme.

U 2004. godini ugrađeni su termalni indikatori na čvorove potopljene opreme, uključujući i potopni kabel, za određivanje temperature bušotine u području rada ESP-a. Pet instalacija s termičkim indikatorima uvedeno je u bušotine s teškim startovima, uz uklanjanje mehaničkih nečistoća za određivanje kritičnih područja grijanja. Instalacije su radile u prosjeku do 100 dana, otkazale su zbog smanjenja otpora izolacije na 0 na konstrukcijskoj duljini kabela. U svim slučajevima, tijekom detekcije kvara kabela, izolacija jezgre je otopljena u području od 150 m od spoja produžnog kabela na temperaturi od 130 °C.

Prema rezultatima dobivenim u 2004. godini, tijekom popravka bušotina s visokim debitnim fondom, duljina toplinski otpornog produžnog kabela KRBK povećana je na 120 m i korišten je umetak od 500 m od kabela grupe 3.

Za poboljšanje rada fonda bušotina opremljenog ESP-om, preporučuje se:

Bušotine treba razviti i staviti u pogon mobilnom instalacijom frekventnog pretvarača tipa UPPCH (Elekton-05"). Instalacija dopušta, pod određenim tehnički uvjeti(dubina rada ESP-a, postoji rezerva snage potopljenog elektromotora), da se smanji vrijeme povlačenja bušotine pri blagim startnim načinima, da se poveća povlačenje, da se eliminira zaglavljivanje ESP-a stvaranjem povećanih zakretnih momenta;

Prilikom odabira standardne veličine blokova i dubine depresije (povlačenja), posebnu pozornost treba obratiti na fond bušotina u kojima je izvedeno hidrauličko frakturiranje. Izrada bušotina nakon hidrauličkog frakturiranja mlaznim pumpama na zalihama za proizvodnju pijeska, treba koristiti ESP jedinice otporne na habanje tipa ARH, dizajnirane za crpljenje SCHF tekućina do 2 g / l. Osim toga, ovaj fond bi trebao razraditi tehnologije za osiguranje CCD-a, primijeniti podzemne uređaje za zaštitu crpke od mehaničkih nečistoća (filteri i hvatači mulja za ESP - ZAO Novomet, Premier);

Na periodičnoj zalihi koristite uglavnom visokotlačne pumpe niskog učinka tipa ESP 20, 25 i procijenite mogućnost povećanja dubine rada ESP-a, kao i prijenosa bušotina s malim doziranjem na crpne jedinice s usisnom šipkom i mlaznim pumpanjem jedinice.

Kako bi se smanjile nezgode na ESP pregrađivanju, preporuča se korištenje uređaja koji smanjuju vibracije instalacija - centralizatora osovine pumpe, amortizera, sigurnosnih spojnica - (JSC "TTDN", Tyumen);

Značajan udio kvarova posljedica je kvalitete rada remontnih i remontnih ekipa. Korištenje visokokvalificiranih timova i provedba kontrole tijekom nestandardnog rada značajno će povećati pouzdanost rudarskog fonda.

Princip rada proizvodne bušotine opremljene ESP-om, ovisno o dubini crpne opreme

U 2004. godini, raspodjela zaliha bušotina opremljenih ESP-ima prema dubini rada crpke i karakteristikama njihovog rada na polju Khokhryakovskoye je sljedeća, vidi tablicu 5.7. i slika 5.1.5. - 5.1.8.

Analiza fonda bušotina opremljenih ESP-ima u smislu pouzdanosti i učinkovitosti, ovisno o dubini rada na polju Khokhryakovskoye, pokazala je da se ESP-ovi spuštaju na dubinu od 1200 do 2400 m. 120 bušotina opremljenih ESP-om.

Tablica 5.7. Glavni tehnološki parametri bušotina opremljenih ESP-om

ESP dubina spuštanja, m.	1200-1400	1800-2000	2000-2200	2200-2300	2300-2400	Više od 2400
Broj bunara, jedinica	15	55	65	120	40	25
Brzina protoka tekućine, m 3 / dan	190	120	100	95	75	67
Rez vode,%	96	86	66	54	47	35
oženiti se dobro odrađeno vrijeme godišnje, dani	342	329	350	346	338	337

Najveći protok tekućine zabilježen je u dvije skupine bušotina - u rasponu ESP od 1200–1400 m i 1800–2000 m. U istim rasponima crpna oprema radi više dana, po 346–350 dana.

Niži postoci usjeka uočeni su tijekom rada ESP-a s dubinom spuštanja većom od 2000 m.

Da. Rezultati analize ovisnosti glavnih karakteristika rada bušotina opremljenih ESP pokazuju da smanjenje dubine spuštanja na 2200-2400 m ne dovodi do značajnog pogoršanja rada ESP-a. Kao što je prikazano na slici 5.1.8. dinamičke razine se smanjuju zbog promjene s manjih na veće jedinice i smanjenja ležišnog tlaka i neravnomjernog sustava plavljenja.

Energetsko stanje ležišta

Zaostajanje u razvoju sustava održavanja ležišnog tlaka od trenutnog stanja ekstrakcije tekućine dovelo je do posljednjih godina za smanjenje ležišnog tlaka u zoni uzorkovanja.

Od 1. siječnja 2004. tlak u proizvodnoj zoni pao je na 19,5 MPa (slika 5.8.), razlika između početnog i sadašnjeg ležišnog tlaka iznosila je 4,2 MPa.

Na smanjenje ležišnog tlaka utjecalo je i intenzivno bušenje koje je provedeno tijekom 2000.-2001. na istočnom dijelu terena, nije predviđeno projektom. Kao rezultat toga, u istočnom dijelu dolazi do zaostajanja u formiranju sustava održavanja ležišnog tlaka, što uz prisilna povlačenja odmah utječe na energetsko stanje lokacija.