Области применения глубиннонасосных установок

Классификация глубиннонасосных установок

ШТАНГОВЫМИ СКВАЖИННЫМИ НАСОСАМИ

Тема 5. ОБОРУДОВАНИЕ СКВАЖИН ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

(Пункт 3)

Различные по принципу действия и конструкции глубинно-насосные установки получили широкое распространение не только для добычи нефти, но и для эксплуатации водяных, гидротермальных и других скважин. Многообразие глубиннонасосных установок требует их классификации.

Можно выделить следующие основные признаки классификации глубиннонасосных установок:

1. По принципу действия глубинного насоса:

- плунжерные (поршневые),

- центробежные,

- винтовые,

- струйные,

- вибрационные (звуковые),

- диафрагменные,

- роторно-поршневые и др.

2. По типу передачи энергии глубинному насосу от приводного двигателя

- штанговые,

- бесштанговые.

Скважинные штанговые насосные установки делятся на:

- балансирные,

- безбалансирные,

а по типу используемого привода на:

- механические,

- гидравлические,

- пневматические.

Бесштанговые глубиннонасосные установки делятся по типу используемого привода и его местоположению:

- с электроприводом,

- с гидроприводом,

- с приводом, расположенным на поверхности,

- с приводом, расположенным в скважине.

3. По назначению:

- для эксплуатации низкодебитных скважин,

- для эксплуатации среднедебитных скважин,

- для эксплуатации высокодебитных скважин,

- для эксплуатации неглубоких скважин,

- для эксплуатации скважин средней глубины,

- для эксплуатации глубоких скважин.

В мировой практике нефтедобычи получили распространение следующие глубиннонасосные установки:

1. Скважинные штанговые насосные установки (СШНУ).

2. Установки погружных центробежных насосов с электроприводом (УЭЦН).

3. Установки гидравлических поршневых насосов (УГПН).

4. Установки с винтовыми насосами и электроприводом (УЭВН).

5. Установки с диафрагменными насосами и электроприводом (УЭДН).

6. Установки со струйными насосами (УСН).

Не все из перечисленных глубиннонасосных установок играют одинаковую роль в добыче нефти.

В нашей стране наибольшее распространение по фонду добывающих скважин получили СШНУ, а по объему добычи — УЭЦН. Это связано с тем, что установки СШНУ предназначены для эксплуатации низко- и среднедебитных скважин, а установки УЭЦН — для эксплуатации средне- и высокодебитных скважин. Остальные установки (УГПН, УЭВН, УЭДН, УСН) ни по фонду добывающих скважин, ни по добыче нефти не могут пока конкурировать с СШНУ и УЭЦН и предназначены для определенных категорий скважин.

Остановимся вкратце на делении скважин на низко-, средне- и высокодебитные. Классификация скважин по дебиту связана, в основном, с высотой подъема жидкости, т.к. с ростом высоты подъема жидкости возможная подача большинства глубиннонасосных установок достаточно быстро снижается (а следовательно, и снижается возможный дебит скважины, который определяется в данном случае возможной подачей насосной установки). Взаимосвязь высоты подъема жидкости и подачи установки как для СШНУ, так и для УЭЦН может быть выражена уравнением гиперболы:

(5.1)

где Q — подача установки (дебит скважины), м³/сут; Н — высота подъема жидкости, м; А — постоянная числовая величина, имеющая размерность м³/сут и выбираемая из практических соображений.

Данная зависимость может быть использована в определенных ограниченных пределах по подаче и высоте подъема. Так, для СШНУ такие ограничения обусловлены фактической работоспособностью колонны штанг, используемой для передачи плунжеру глубинного насоса возвратно-поступательного движения от наземного привода (станка-качалки), а для УЭЦН — характеристиками — Н выпускаемых погружных центробежных насосов. Естественно, для различных глубиннонасосных установок пределы по подаче и высоте подъема различны. Поэтому во избежание неоднозначности границ между низко-, средне- и высодебитными скважинами для различных глубиннонасосных установок, проведем разделение на рассматриваемые категории скважин для СШНУ. Исходя из этого, в дальнейшем зависимость (5.1) будет использована в следующих пределах: по подаче Q ≤ 100 м³/сут, по высоте подъема Н ≤ 3000 м.

Для выпускаемого в настоящее время оборудования СШНУ можно принять постоянную величину А, равной 4·10⁴ м³/сут, и с использованием этой величины определить границу между средне- и высокодебитными скважинами:

(5.2)

Исходя из пределов использования выражения (5.2), к высоко-дебитным скважинам относятся скважины с дебитом более 100 м³/сут, независимо от высоты подъема, и с высотой подъема более 3000 м, независимо от дебита. К низкодебитным скважинам будем относить такие, дебит которых не более 5,0 м³/сут при высоте подъема менее 3000 м. Скважины, которые не попадают в группы высоко- и низкодебитных, относят к среднедебитным.

По высоте подъема жидкости все скважины условно могут быть разделены на следующие категории:

1. Неглубокие — при высоте подъема до 450 м.

2. Средней глубины—при высоте подъема жидкости от 450 до 1350 м.

3. Глубокие — при высоте подъема более 1350 м.

На рис. 5.1 представлены области и границы различных категорий скважин по дебиту и высоте подъема. Технико-экономические расчеты, а также длительная практика применения СШНУ и УЭЦН показали, что приведенные области применения глубиннонасосного оборудования являются достаточно обоснованными и позволяющими сделать два принципиальных вывода:

1. Установки штанговых скважинных насосов предназначены, в основном, для эксплуатации низко- и среднедебитных неглубоких и средней глубины скважин, хотя могут оставаться рентабельными при эксплуатации высокодебитных и глубоких скважин (в определенных пределах).

2. Установки погружных центробежных электронасосов предназначены, в основном, для эксплуатации средне- и высокодебитных скважин различной глубины.

Рассмотрим более подробно эксплуатацию скважин СШНУ.

Дата добавления: 2014-01-07