Описание схемы подъема нефти

Исходные данные

 

Глубина скважины	H = 2100 м
Дебит	Q = 200 м3/сут
Давление насыщения	Pнп = 40 кПа
Давление на забое	Pз = 10 МПа
Устьевое давление	Pу = 1 МПа
Плотность нефти	ρ = 838 кг/м3
Кинематическая вязкость	ν = 9,24 · 10-4 см2/с
Коэффициент продуктивности	k = 87,26 м3/сут·МПа

 

Описание схемы подъема нефти

 

Выбор вида погружного насоса

 

Нефтедобывающая промышленность постоянно нуждается в насосах для отбора из скважин большого количества жидкости. Наиболее приспособлены для этих целей динамические лопастные насосы Из лопастных насосов наибольшее распространение получили насосы с рабочими колесами центробежного типа, поскольку они создают достаточно больший напор при заданных подачах жидкости и габаритах насоса, имея при этом приемлемые КПД и надежность. Необходимость увеличения отбора жидкости большого объема из скважин со средней глубиной подвески 1000-1300 м привела к применению для этой цели центробежных насосов, которые наилучшим образом обеспечивают максимальные, по сравнению с насосами других типов, подачу и напор.

 

Описание схемы подъема нефти

 

 

Установка погружного центробежного насоса состоит из погружного агрегата, включающего специальный погружной маслозаполненный электродвигатель 1, протектор 2и центробежный многоступенчатый насос 3, специальный кабель 4,прикрепленный к колонне НКТ 5хомутами 6.

С помощью устьевого оборудования 8, установленного на колонной головке эксплуатационной колонны 7, подвешена колонна НКТ. На поверхности рядом со скважиной устанавливается кабельный барабан 9и автотрансформатор 10со станцией управления 11. На кабельном барабане предусмотрен запас кабеля для увеличения глубины спуска погружного агрегата, а во время подземного ремонта на него наматывается кабель, спущенный в скважину.

На технологической схеме указана условно система сбора нефти - сепаратор 12 с избыточным давлением p _с = 0,16 МПа.

Погружной электродвигатель - маслозаполненный, герметизированый. Для предотвращения попадания в него пластовых жидкостей он имеет узел гидрозащиты. Наиболее распространенная на промыслах гидрозащиту создает в двигателе небольшое избыточное давление и имеет масляные затворы, препятствующие попаданию жидкостей в электродвигатель.

Электрический ток из промысловой сети через автотрансформатор и станцию управления по бронированному кабелю поступает к электродвигателю. Вращая вал насоса, электродвигатель приводит его в действие. Всасываемая насосом нефть проходит через фильтр и нагнетается по подъемным трубам.

Погружной электроцентробежный насос представляет собой набор отдельных ступеней, в каждой из которых имеется свой ротор (центробежное колесо) и статор (направляющий аппарт). Роторы отдельных ступеней посажены на один вал, жестко соединенный с валом погружного электродвигателя. Каждая из ступеней развивает напор 3-5 м. Поэтому для обеспечения напора в 800…1000 м в корпусе насоса монтируют 150…200 ступеней. Для регулирования подачи часть роторов может сниматься и заменяться нейтральными вставками.

 

Гидравлический расчет подъемника

 

Подбор центробежного насоса

 

Существующий нормальный ряд погружных центробежных электронасосов предусматривает в зависимости от диаметра эксплуатационной колонны и производительности скважин несколько типов насосов. Подбор насоса для скважины производим в соответствии с характеристикой скважины, ее дебитом, необходимым напором и диаметром эксплуатационной колонны на основании характеристики погружных центробежных насосов. Для получения дебита Q = 200 м³/сутки и напора H = 1250,0 м наиболее подходит центробежный насос ЭЦНА5-200-1300:

 

Регулирование работы насоса

 

Если режимная точка не совпадает с точкой пересечения характеристик насоса и трубопровода, то работу насоса регулируют, применяя следующие известные способы регулирования:

)   дросселирование напора заключается в создании дополнительного местного сопротивления в нагнетательной линии, практически реализуется прикрытием задвижки;

)   регулирование изменением количества ступеней;

)   байпасирование заключается в отводе части потока через перепуск (байпас) с выхода насоса на вход. Регулирование байпасированием неэкономично и применяется как кратковременная мера, например, при пуске насосного агрегата и различных переключениях.

 

Выбор кабеля

 

Выбираем трехжильный круглый кабель КРБК 3×25 сечением 25 мм² и диаметром 32,1 мм. На длине насоса и протектора (около 7 м) берем трехжильный плский кабель КРБП 3×16 сечением 16 мм² и толщиной 13,1 мм.

От сечения и длины кабеля зависят потери электроэнергии в нем и к.п.д. установки.

Потери электроэнергии в кабеле КРБК 3×25 длиной 100 м определяются по формуле:

 

 

где I = 43 А - рабочий ток в статоре электродвигателя ПЭД-17-2; R - сопротивление в кабеле.

Сопротивление в кабеле длиной 100 м может быть определено по формуле:

 

 

где ρ _t - удельное сопротивление кабеля при температуре t _к °С в ом·мм²/м; q - сечение жилы кабеля.

Удельное сопротивление кабеля при t _к = 40°С:

 

 

где ρ - удельное сопротивление меди при t ₂₀,

α - температурный коэффициент.

 

 

Общая длина кабеля будет равна сумме глубины спуска насоса 1430 м и расстояния от скважины до станции управления 10 м. Примем с запасом на увеличение погружения насоса длину кабеля 1500 м. Потеря мощности составит:

 

Выбор двигателя

 

Мощность двигателя для работы насоса:

 

 

При потере мощности в круглом кабеле потребная мощность составит:

Принимаем электродвигатель ПЭД55-123 мощностью 55 кВт, диаметром 123 мм и длиной 7270 мм. Для этого двигателя принимаем протектор диаметром 114 мм и длиной 1938 мм.

погружной центробежный насос нефть гидравлический

Вывод

 

В данной курсовой работе был выполнен гидравлический расчет системы подъема нефти из скважины погружным центробежным насосом, подобраны трубы НКТ для систем сбора нефти. Построен график потребного напора, определена рабочая точка и выбран погружной электрический центробежный насос марки ЭЦНА5-200-1300.

Характеристики насоса пересчитаны на вязкую жидкость, выполнены регулирование до проектной величины путем дросселирования и изменения числа ступеней.

Выбран погружной электродвигатель марки ПЭД55-123.

 

Список использованной литературы

 

1. Нефти СССР: Справочник. Дополнительный том. Физико-химическая характеристика нефтей СССР.-М.: Химия.-1975.-87 с.

2. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др.-2-е изд., перераб.- М: Машиностроение, 1982.-423 с.

.   Погружные бесштанговые насосы для добычи нефти: Учебное пособие для вузов / А.С. Казак, И.И. Росин, Л.Г. Чичеров - Москва: Недра, 1973.-230с.

.   Ценробежные насосы: Каталог - М.: Изд. ЦИНТИ нефтемаш, 1980.-52 с.

Исходные данные

 

Глубина скважины	H = 2100 м
Дебит	Q = 200 м3/сут
Давление насыщения	Pнп = 40 кПа
Давление на забое	Pз = 10 МПа
Устьевое давление	Pу = 1 МПа
Плотность нефти	ρ = 838 кг/м3
Кинематическая вязкость	ν = 9,24 · 10-4 см2/с
Коэффициент продуктивности	k = 87,26 м3/сут·МПа

 

Описание схемы подъема нефти