Дефекты скважинных установок электроцентробежного насоса


                ДЕФЕКТЫ СКВАЖИННЫХ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА




Учебное пособие

Под общей редакцией профессора В. В. Шайдакова













Москва Вологда «Инфра-Инженерия»
2021

УДК 622.276.054.23
ББК 33.361
     Д39

Авторы:
Шайдаков Владимир Владимирович, Ямалиев Виль Узбекович,
Костилевский Валерий Анатольевич, Костилевский Вадим Владимирович, Кулагина Екатерина Евгеньевна



Рецензенты:
кандидат технических наук Г. А. Аптыкаев;
доктор технических наук, профессор И. Ю. Быков


Д39 Дефекты скважинных установок электроцентробежного насоса : учебное пособие / [В. В. Шайдаков и др.] ; под общ. ред. проф. В. В. Шайдакова. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021.- 152 с.: ил., табл.
         ISBN 978-5-9729-0657-4

     Приведена информация об эксплуатации установок электроцентробежного насоса. Представлены фотографии с описанием дефектов насосных секций, погружных электродвигателей, гидрозащиты, кабельной линии. Дана информация о дефектах насосно-компрессорных труб в составе УЭЦН, возникающих в период эксплуатации. Описаны новые внедренные технические решения по повышению эффективности добычи нефти.
     Для студентов и аспирантов нефтегазовых вузов. Может быть полезно специалистам нефтегазодобывающих предприятий.


УДК 622.276.054.23
                                                 ББК33.361






ISBN 978-5-9729-0657-4

      © Издательство «Инфра-Инженерия», 2021
      © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021

            СОДЕРЖАНИЕ



Введение....................................................4
Глава 1. Надежность установок электроцентробежного насоса в условиях Западной Сибири..................................5
Глава 2. Дефекты насосно-компрессорных труб в составе установки электроцентробежного насоса............18
Глава 3. Дефекты кабельной линии...........................36
Глава 4. Дефекты установок электроцентробежного насоса......45
4.1. Дефекты насосных секций...............................45
4.2. Дефекты погружныхэлектродвигателей....................54
4.3. Дефекты гидрозащиты...................................60
4.4. Дефекты узлов электроцентробежной насосной установки..64
Глава 5. Гидродинамическое моделирование скважины оборудованной электроцентробежной насосной установкой......71
5.1. Основные принципы моделирования скважины, с электроцентробежной насоснойустановкой ...................71
5.2. Гидродинамическая модель скважин одновременно-раздельной эксплуатации........................82
Глава 6. Новые скважинные насосные установки для одновременно-раздельной эксплуатации...................92
Глава 7. Байпасная линия электроцентробежного насоса......105
Глава 8. Совершенствование гидрозащиты погружного забойного двигателя.......................................109
Глава 9. Новые конструкции ступеней насоса..................115
Глава 10. Новая конструкция муфты кабельного ввода........121
Глава 11. Программный комплекс «ПТК НАСОС-4»................125
Глава 12. Кустовая дожимная мультифазная насосная установка.135
Глава 13. Интенсификация процессов очистки сточных вод....139
Заключение................................................145
Список использованных источников..........................146

3

            ВВЕДЕНИЕ



     Особенности современной подготовки инженерных кадров такова, что будущие специалисты практически изолированы от производства, где им предстоит в будущем работать. Прохождение производственных практик носит условный характер. В основном будущие специалисты помимо учебного процесса черпают знания из всемирной «паутины» -Интернета. Книги, учебники в их бумажном варианте, уходят в прошлое. И поэтому, мы решили запустить публикацию ряда учебных пособий, в которых будет значительное количество фотографий реальных технических объектов, в том числе дефектов оборудования, максимум эксплуатационной промысловой информации. Данные пособия должны быть доступны как в бумажном, так и в электронной версии. И самое главное, электронный вариант будет постоянно обновляться и дополняться новой информацией.
     Для повышения качества подготовки выпускников, мы решили привлечь магистрантов к написанию и оформлению учебных пособий. Первый опыт издания такого учебного пособия «Насосно-компрессорные трубы. Конструкция, эксплуатация, дефекты, ремонт» был реализован во многом благодаря поддержке ректора УГНТУ Баулина О. А., за что авторы ему весьма благодарны. Используя предыдущий опыт, было подготовлено данное учебное пособие, написанное преподавателями и магистрантами кафедры «Машины и оборудование нефтегазовых промыслов» Уфимского государственного нефтяного технического университета» при активном участии специалистов компании «ЛУКОЙЛ».
     Скважинные установки электроцентробежного насоса обеспечивают основную добычу нефти. Конструкция и технологии изготовления отечественных установок электроцентробежного насоса (УЭЦН) находится на уровне лучших мировых образцов и постоянном совершенствуется на основе анализа их эксплуатации.

4

ГЛАВА 1



            Надежность установок электроцентробежного насоса в условиях Западной Сибири


    Современный этап развития нефтяной промышленности характеризуется интенсивным освоением новых центров добычи углеводородного сырья и поддержанием их добычи из «старых» скважин, находящихся на поздней стадии разработки. Последнее является острой проблемой нефтяных компаний, так как разработка трудноизвлекаемых запасов влечет за собой ухудшение условий эксплуатации скважин, выражающееся в увеличении количества осложняющих факторов. Они, в свою очередь, влияют на работу скважинного погружного оборудования, уменьшая их наработку на отказ. Поэтому с целью контроля и увеличения межремонтного периода этого оборудования приобретает актуальность анализ эксплуатационного фонда скважин нефтяных компаний с выявлением основных осложнений при добыче углеводородов и разработка мероприятий по минимизации и предотвращению их пагубного влияния на наработку оборудования.
В данном учебном пособии на основе статистических данных эксплуатации скважин ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» анализируются технологические показатели работы скважин, оборудованных УЭЦН за 2016-2018 годы и влияние осложняющих факторов на их наработку. Приводятся результаты анализа информации по отказам УЭЦН. Представлены основные отказы модулей, входящих в состав УЭЦН, с графическими иллюстрациями. А также, дефекты насосно-компрессорных 5

труб, которые играют немаловажную роль в эксплуатации установок электроцентробежных насосов.
     На рисунке 1.1 приведены данные по потребности в УЭЦН различных подач. Большое количество типоразмеров насосов обеспечивает уменьшение энергетических затрат в связи с возможностью их подбора с более высоким КПД в области применения, а следовательно, обеспечивается наиболее эффективная эксплуатация. В тоже время могут возрастать ремонтные затраты, необходимости иметь запас большого количества запасных частей.
     В каждом году наиболее востребованными оказались ЭЦН с подачей 25 м³/сут, 40 м³/сут и 60 м³/сут, причем за последний год в связи с интенсификацией добычи их доля значительно возросла.
     Анализ фонда скважин оборудованных УЭЦН (таблицы 1.1 - 1.3) с точки зрения надежности [3] и эффективности в зависимости от глубин спуска на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» показал, что установки спускаются в основном на глубину от 1600 до 3600 м.

6

■ 2016 год ■ 2017 год ■ 2018 год
Рисунок 1.1 - Количество и типоразмеры УЭЦН, эксплуатируемых в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь»

Таблица 1.1

Технологические показатели работы скважин, оборудованных УЭЦН за 2016 год в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь»

Глубина спуска ЭЦН, м.  150-1200 1200-1600 1600-2000 2000-2400 2400-3600
 Количество скважин, %    0,29     5,53      30,34     41,6    21,1     
        Средняя           81,5     88,7      84,3      71,9      50,9   
   обводненность, %                                                     
Средняя наработка, сут.   724       799       637       572       191   

Обводненность, %

100

3000

Оай Количество скважин ■^^—Обводненность «^—Средняя наработка (сут)

Рисунок 1.2- Технологические показатели работы скважин ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», оборудованных УЭЦН за 2016 год

Количество скважин / средняя наработка

Таблица 1.2

Технологические показатели работы скважин, оборудованных УЭЦН за 2017 год в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь»

Глубина спуска ЭЦН, м.  150-1200 1200-1600 1600-2000 2000-2400 2400-2980
 Количество скважин, %    0,32     5,76      29,39     41,32     22,69  
        Средняя           93,7     90,1      85,6      73,8      55,55  
   обводненность, %                                                     
Средняя наработка, сут.   652       718       630       597       346   

Обводненность, %

Количество скважин / средняя наработка

Глубина спуска, м Количество скважин ^^«обводненность    Средняя наработка [сут)
Рисунок 1.3- Технологические показатели работы скважин ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», оборудованных УЭЦН за 2017 год