Погружного центробежного насоса

Основой данной методики является то обстоятельство, что при закрытии манифольдной задвижки (на устье) не происходит мгновенного прекращения подачи насосом, как это происходит при работе на несжимаемой жидкости.

Так как в колонне НКТ находится сжимаемая газожидкостная смесь, то после закрытия манифольдной задвижки в течение определенного времени насос будет подавать продукцию в колонну НКТ вследствие сжатия газожидкостной смеси в ней. Эта особенность работы центробежного насоса, работающего в системе нагнетательного трубопровода (колонны НКТ), и положена в основу рассматриваемой методики с использованием выражения (6.3).

Сущность методики заключается в следующем. В колонну НКТ на выкид погружного центробежного электронасоса спускают на проволоке глубинный манометр. Производится запись давления на выкиде насоса Р_вык1 при нормальном режиме работы с подачей Q₁и давлением на приеме Р_пр1 (при открытой манифольдной задвижке). После этого манифольдная задвижка на устье скважины быстро закрывается. Глубинный манометр фиксирует кривую изменения давления на выкиде насоса. По манометру на устье скважины контролируется рост устьевого давления за счет продолжающейся подачи насоса и сжатия газожидкостной смеси в НКТ. Стабилизация устьевого давления Р_у2 говорит о прекращении насосом подачи Q₂= 0). В этот момент глубинный манометр регистрирует давление на выкиде насоса Р_вык2 при давлении на приеме Р_пр2. Учитывая инерцию пласта и скважины, а также незначительное время с момента закрытия манифольдной задвижки до момента прекращения подачи насосом, можно допустить, что давление на приеме за это время существенно не изменится

(Р_пр1≈Р_пр2≈ const).

После подъема глубинного манометра и расшифровки бланка, определяется давление на выкиде насоса Р_вык2 и записывается уравнение

(6.15)

где Р_н2 — давление, создаваемое насосом при Q ₂= 0.

Учитывая, что Р_н2 соответствует давлению, развиваемому насосом на режиме нулевой подачи (Q ₂= 0), т.е. когда напор насоса равен Н_о, эту величину (Н_о) определяют по характеристике Q-Н данного насоса. Давление, создаваемое насосом на режиме нулевой подачи таково:

(6.16)

где Р_{см. н}.— средняя плотность смеси (продукции скважины) в насосе, работающем на режиме нулевой подачи, кг/м³.

Определение средней плотности смеси (жидкости) в насосе ρ_смн может быть выполнено исходя из следующего: при работе насоса на режиме нулевой подачи (Q = 0) давление на выкиде насоса складывается из потерь на преодоление веса гидростатического столба Н_сп и устьевого давления Р_у, т.е.

откуда

При работе насоса на режиме нулевой подачи плотность смеси в насосе ρ_смни равна плотности смеси в колонне НКТ ρ_смт:

(6.17)

С учетом выражения (6.17) перепишем (6.16) так:

(6.18)

Подставляя (6.18) в (6.15), окончательно получаем:

(6.19)

Данное выражение и используется для расчета давления на приеме погружного центробежного электронасоса при эксплуатации скважин.

Покажем использование данной методики на примере скв. 342 Шкаповского нефтяного месторождения. В скважину спущена установка с насосом ЭЦН5-130-600 на глубину Н_сп = 1000 м. На глубине 985 м в колонне НКТ установлен суфлер для инструментального замера давления в затрубном пространстве скважины (практически равного давлению на приеме насоса).

Суфлер — устройство, сообщающее затрубное пространство с глубинным манометром, спущенным в НКТ и посаженным в него. Работа на скважине проводилась следующим образом: в колонну НКТ на проволоке были спущены спаренные манометры МГГ-2У. Нижний из них после посадки в суфлер фиксировал давление на приеме насоса, верхний — давление на выкиде насоса. На устье скважины был установлен образцовый манометр на 10 МПа. После записи Р_вык1 и Р_пр1 и замера Р на режиме Q₁= 175 м³/сут закрыли манифольдную задвижку. Через 6 минут после ее закрытия наступила стабилизация устьевого давления Р а глубинные манометры зафиксировали давления Р_вык2 и Р_пр2 на режиме Q₁= 0.

После завершения измерений открыли манифольдную задвижку, произвели подъем глубинных приборов и расшифровку бланков манометров. Результаты измерений представлены в табл. 6.4.

Таблица 6.4

Результаты измерения давлений в скв. 342

Параметры	Q 1 = 175 м^3/сут	Q 2= 0
Давление на выкиде, МПа	Рвык1 =6,8	Рвык2 =11,57
Давление на приеме, МПа	Рпр1 =5,2	Рпр2 = 5,4
Давление на устье, МПа	Ру1 =1,5	Ру2 = 3,72

С характеристики насоса ЭЦН5-130-600 имеем Н₀ = 800 м. По выражению (6.19) рассчитываем давление на приеме при Q ₂= 0:

Сравнение расчетного давления 5,29 МПа с замеренным 5,4 МПа дает ошибку 2 %, что допустимо. За время остановки скважины после закрытия манифольда (6 мин) давление на приеме выросло на 0,2 МПа, что составляет около 4 % от давления на приеме при стационарной работе установки с дебитом 175 м³/сут. Таким образом, предположение, что Р_пр1≈Р_пр2≈constне является недопустимым. В случае необходимости можно учесть изменение давления на приеме за счет притока из пласта после закрытия манифольда аналогично тому, как это делается при исследовании скважин на нестационарном режиме с учетом притока. Значительное количество исследований и расчетов по приведенной методике позволили оценить среднюю ошибку, которая не превышает 4 %.

Дата добавления: 2014-01-07