Выбор и расчет оборудования для депарафинизации нефтяных скважин в условиях НГДУ "ЛН"
Определим потери теплоты по стволу скважины
Q = 2рrKл/[л+rKf(ф)]·[(To-0)H - уH2/2] (13, стр.189) ( 2.9 )
Q = 2·3,14·0,031· 666,2·1,02/(1,02+0,031·666,2·3,78)·[(468 - 275)·1300 - (0,0154·13002)/2] = 400000 кДж/ч. = 400 МДж/ч;
Суммарные потери теплоты за время прогрева:
Qc = Q·t; (13, стр.190) (2.10)
Qc = 400·3 = 1200 МДж = 1,2 ГДж;
Общее количество теплоты подведенное к скважине:
Q' = i·G (13, стр.190) (2.11)
Где i- энтальпия пара при температуре 468 К и давлении 1,2 Мпа,
i = 2820 кДж/кГ; G- массовый расход закачиваемого пара, G = 4200 кГ;
Q' = 2820·4200 = 11844000 кДж = 11,844 ГДж;
Определяем количество теплоты дошедшей до забоя;
Q'' = Q' - Qc; (13 стр. 190) (2.12)
Q'' = 11,844 - 1,2 =10,644 ГДж;
Потери теплоты составляют:
з = Qc·100%/Q' (13 стр. 190) (2.13)
з = 1,2·100%/11,844 = 10,13 %.
В настоящее время в НГДУ “ЛН” стремятся отказаться от тепловых методов борьбы с АСПО из-за высокой энергоемкости.
3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Глубиннонасосное оборудование
Рассмотрим основные виды используемого оборудования в ЦДН и Г № 1 НГДУ «ЛН” по механизированному фонду скважин.
Штанговые насосы
Таблица 8
Скважинные насосы, применяемые в ЦДН иГ № 1 НГДУ «ЛН”
Невставные
НСН2-28
НСН2-32
НСН2-44
НСН2-57
НСН2-70
20-125-ТМ-11-4
20-175-ТМ-11-4
20-225-ТМ-11-4
20-275-ТМ-11-4
|
в % к фонду
0,26
6,7
60,6
9,3
1,3
3,1
13,3
4,5
0,94
|
Вставные
НСВ2-29
НСВ2-32
НСВ2-38
НСВ2-44
НСВ2-56
20-125 -12
20-175 -12
20-175б -12
|
в % к фонду
1,7
54,6
0,18
5,09
0,18
5,09
0,18
34,2
|
|
|
Скважинные штанговые насосы (СШН) представляют собой вертикальную конструкцию одинарного действия с шариковыми клапанами, неподвижным цилиндром и металлическим плунжером. Предназначены для откачки жидкости из нефтяных скважин, имеющих следующие показатели: температуру не более 403 К (103 0С), обводненность не более 99 % по объёму, вязкость не более 0,3 Па·с, минерализацию воды до 10 г/л, объёмное содержание свободного газа при приеме насоса не более 25 %, сероводорода не более 50 мг/л.
По способу крепления к колонне НКТ различают вставные (НСВ) и невставные (НСН) скважинные насосы.
Вставной насос в обратном виде спускается внутрь НКТ на штангах. Крепление (посадка и уплотнение) НСВ происходит на замковой опоре, которая предварительно спускается на НКТ. Насос извлекается из скважины при подъёме только колонны штанг. Поэтому НСВ целесообразно применять при больших глубинах спуска.
Большое распространение в эксплуатационном фонде получили насосы НСВ2 с различными значениями дебита добываемой продукции 29, 32, 38, 44, 56 м3/сут. Насос НСВ1 включает в себя цилиндр, плунжер, замок, нагнетательный, всасывающий и противопесочный клапан. В отличие от НСВ1 насос НСВ2 имеет замок в нижней части цилиндра. Насос сажается на замковую опору нижним концом. Максимальная глубина спуска насосов НСВ2 составляет 2500-3000 метров. В насосе НСН2 в отличие от НСН1 нагнетательный клапан установлен на нижнем конце плунжера. Для извлечения всасывающего клапана без подъёма НКТ используется ловитель (байнетный замок), который крепится к седлу нагнетательного клапана.
Штанги
Штанги предназначены для передачи возвратно- поступательных движений плунжеру насоса. Штанга представляет собой стержень круглого сечения с утолщенными головками на концах. Выпускаются штанги из легированной стали диаметром (по телу) 19,22,25 мм и длинной 8 метров. В ЦДН и Г №1 большое распространение получили штанги диаметром 19 и 22 мм (61 %), а также их комбинирование в двухступенчатые композиции.
Насосно-компрессорные трубы
Насосно-компрессорные трубы, применяемые для эксплуатации штанговыми насосами, изготавливаются в соответствии с ГОСТ 633-80. Они подразделяются на следующие виды:
- трубы гладкие
- остеклованные трубы
- трубы с оцинкованным покрытием
- трубы с полимерным покрытием
Для эксплуатации скважин штанговыми насосами применяются следующие виды труб: из них 211 - 4 %; остеклованные - 2,511 - 96 %; 2,511 - 78 %
Трубы всех типов исполнения, имеют длины:
1 группа - от 5,5 до 8,5 м
2 группа - свыше 8,5 до 10 м.
3.2 Техника и оборудование применяемое для депарафинизации скважин в условиях НГДУ «ЛН»
Для депарафинизации скважин в НГДУ “ ЛН” применяют различное оборудование. Краткое их описание и технические характеристики приведены ниже.
Наиболее часто применяют для депарафинизации скважин метод промывки. При промывке микробиологическим раствором, нефтедистиллятной смесью, дистиллятом используются автоцистерны и промывочные агрегаты.
Доставка промывочного раствора на скважину осуществляется в автоцистернах ЦР-7АП, АЦН-7,5-5334, АЦН-11-257, АЦ-15-5320/8350, АЦ-16П.
Таблица 9
Техническая характеристика автоцистерн
Автоцистерна
Транспортная база
Грузоподъемность, т
Наибольшая скорость передвижения с полной нагрузкой, км/ч
Тяговый двигатель-четырёхконтактовый дизель
Номинальная мощность
(при п=2100 мин-1), кВт
Вместительность цистерны
Центробежный насос
Подача (дм3/с) при напоре, м 70
48
Время заполнения жидкостью, мин
Наиб. мощн, потреб. насосом, кВт
Условн. диам. линии, мм
всасывающей
напорной
Всасывающее устройство
Высота всасывания, м
Рабочий агент
Размеры, мм
длина
ширина
высота
Масса, кг
полная
комплекта
|
АЦН-11-257
КрАЗ-257Б1А
12
68
ЯМЗ-238
176,5
11
9
9600
2500
2860
22600
11040
|
АЦН-7,5-5334
МАЗ-5334
7,2
85
ЯМЗ-236
132
7,5
12,5
21
6
15
100
50
Эжектор
5
6950
2500
2870
15325
7450
|
ЦР-7АП
КрАЗ-255
7,5
71
ЯМЗ-238
176,5
7,5
8590
2500
3070
19035
10980
|
|
|
Для промывки скважин применяются самоходные насосные агрегаты: цементировочный агрегат ЦА-320М, насосные установки УН1-100х200,
УН1Т-100х200. Все агрегаты имеют трубки высокого давления с цилиндрической резьбой для быстрой сборки и разборки нагнетательной линии.
Таблица 10
Техническая характеристика ЦА-320 М
Монтажная база
Силовая установка:
марка
тип двигателя
Наиб.мощн. при частоте вращ. вала дв-ля 2800мин-1, л.с.
Насос марки
Наибольшая подача насоса, л/с.
Наибольшее давление, МПа
Водопадающий насос
Наибольшая подача, л/с.
Наибольшее давление, МПа
Объём мерной ёмкости, м3
Диам.проходн. сечения коллектора, мм
приёмного
нагнетательного
Вспомогательный трубопровод
число труб
общая длина, м
Масса агрегата, кг
без заправки
заправленного
Габаритные размеры, мм
|
КрАЗ-257
5УС-70
ГАЗ-51
70
9Т
23
32
1В
13
1,5
6,4
100
50
6
22
16970
17500
10425х2650х3225
|
|
|
3.3 Техника и оборудование при паротепловой обработке
При паротепловой обработке используются специальная техника и оборудование, парогенераторные установки: отечественная ППГУ-4/120М с максимальной производительностью пара 4 т/ч и рабочим давлением 12 МПа, заграничные “Такума” и КК.
Парогенераторная установка предназначена для выработки пара. Котлоагрегаты установок могут работать на природном газе или жидком топливе. Для предупреждения образования накипи на поверхности нагрева сырую воду перед подачей в котел осветляют и обессоливают в специальных фильтрах.
Таблица 11
Техническая характеристика парогенераторной установки ППГУ- 4/120М
Теплопроизводительность по отпускаемому пару, кВт/ч
Давление на выходе из парогенератора, мПа
максимальное
рабочее
Давление пара на выходе из установки. МПа
Степень сухости пара, %
Расход пара на скважину, кг/с
Установленная электрическая мощность, кВт
Вместимость осн. топливного бака, л
Вместимость бака воды. л
Метод деаэрации
Масса установки, кг
Масса блока парогенератора, кг
Габариты, мм
парогенератора
водоподготовки
|
2,32
13,2
6-12
0-12
80
0,55-1,11
75
1000
5000
термический
39700
29500
12080х3850х3200
6250х3850х3200
|
|
|
Установка ППУА-1200/100
Предназначена для депарафинизации скважин, промысловых и магистральных нефтепроводов, замороженных участков наземных коммуникаций в условиях умеренного климата. Можно использовать так же при монтаже и демонтаже буровых установок и при прочих работах для отогрева оборудования.
Включает в себя парогенератор, водяную, топливную и воздушную системы, привод с трансмиссией, кузов, электрооборудование и вспомогательные узлы. Оборудование установки смонтировано на раме, закрепленной на шасси автомобиля высокой проходимости КрАЗ-255Б или КрАЗ-257, и накрыто металлической кабиной для предохранения от атмосферных осадков и пыли.
Привод основного оборудования осуществляется от тягового двигателя автомобиля, управление работой установки - из кабины водителя.
Таблица 12
Техническая характеристика ППУА- 1200/100
Монтажная база
Максимальная температура 0С
Максимальное давление пара, МПа
Применяемое топливо
Максимальный расход топлива, кг/ч
Ресурс работы установки (по запасу воды на максимальной производительности) ч
Масса (с заправочными емкостями), кг
|
Шасси авт. КрАЗ 255Б или КрАЗ 257
310
10
Дизельное
83,2
3,5
19200 или 18380
|
|
|
Агрегаты АДПМ
Предназначены для депарафинизации скважин горячей нефтью. Агрегат, смонтирован на шасси автомобиля КрАЗ 255Б1А, включает в себя нагреватель нефти, нагнетательный насос, системы топливо и воздухоподачи к нагревателю, систему автоматики и КИП, технологические и вспомогательные трубопроводы.
Привод механизмов агрегата - от двигателя автомобиля, где размещены основные контрольно- измерительные приборы и элементы управления.
Таблица 13
Техническая характеристика агрегатов АДПМ-12/150 и 2АДПМ-12/150
Подачи по нефти м3/ч
Максимальная температура нагрева
нефти 0С
безводной
Рабочее давление пара на выходе. МПа
Теплопроизводительность агрегата гДж
|
АДПМ-12/150
12
150
122
13
3,22
|
2АДПМ-12/150
12
150
122
13
3,22
|
|
|
Нефть, подвозимая в автоцистернах, закачивается насосом агрегата и прокачивается под давлением через нагреватель нефти, в котором она нагревается до необходимой температуры. Горячая нефть подается в скважину, где расплавляет отложения парафина и выносит их в промысловую систему сбора нефти
3.4 Подбор основного глубинно-насосного оборудования по скважине
Исходные данные:
Lп = 1200 м Ру = 1,6 МПа
Рпл = 16,8 МПа Gо = 8,4 м3/ т
Рзаб = 13,5 МПа св = 1170 кг/ м3 сн = 875 кг/ м3
в = 1,027
Д = 146 мм Насос - 225-ТНМ
К = 20,6 т/ сут·МПа Станок-качалка - СКД-6-2,5-2800
п = % Число качаний n = 5
dнкт = 73 мм = 2,5 Длина хода L = 2,5 м
Q = 19,0 м3/ сут.
Определяем планируемый отбор жидкости по уравнению притока при
п = 1:
Q = К·(Рпл - Рзаб)п, т/ сут, (5, стр. 130) (3.1)
где: К - коэффициент продуктивности, т/сут;
Рпл - пластовое давление, МПа;
Рзаб - забойное давление, МПа;
п. - показатель фильтрации при линейной зависимости Q = Р; п =1.
Q = 20,6·(16,8 - 13,5) = 68 т/ сут.
глубина спуска насоса Lп = 1200 м.
Плотность смеси при пв = 53%:
рсм = , кг/ м3 (5, стр. 130) (3.2)
где: сн - плотность нефти кг/ м3,
сг - плотность газа, кг/ м3
св - плотность воды, кг/ м3
nв - содержание воды в продукции скважины, %
в - объемный коэффициент смеси.
ссм = =1018 кг/ м3
Необходимая теоретическая производительность установки при коэффициенте подачи з = 0,6 - 0,8:
Qоб =, м3/ сут, (13, стр.195) (3.3)
где Qоб - планируемый отбор, т/ сут.
Qоб = == 45 м3/ сут.
4. По диаграмме области применения СКД6 и СКД8 определяем тип СК.
Lп = 900 м, Qоб = 45 м3/сут, dнасоса = 57 мм. По глубине спуска насоса и дебиту выбираем тип станка-качалки и диаметр насоса: СКД6-2,5-2800 - станок-качалка нормального ряда дезаксиальный, максимальная длина хода устьевого штока - 25 дм, номинальный крутящий момент на валу редуктора - 28 кН·м. Максимальное число качаний п = 14 в минуту.
5. Выбираем тип насоса:
НСН-1 - до 1200 м,
НСН-2 - от 1200 до 1500 м,
НСВ-1 - от 1500 до 2500 м,
НСВ-2 - свыше 2500 м.
Выбираем НСН-1, который спускается на глубину до 1200 м, поскольку Lп = 900 м.
6. Выбираем насосно-компрессорные трубы по диаметру насоса dн = 57 мм, выбираем dнкт = 73 мм.
7. По рекомендациям таблиц выбираем конструкцию штанг исходя из данных:
dн = 57 мм, Lп = 900 м. Конструкция колонны штанг одноступенчатая: диаметр штанг dш = 19 мм. Максимальная глубина спуска насоса при данной конструкции колонны Lп = 920 м, штанги изготовлены из стали 20НМ, нормализованной при [упр] = 90 МПа.
8. Число качаний балансира станка-качалки:
n = , кач/мин, (13. стр. 195) (3.4)
где Q - заданная фактическая производительность установки, т/ сут;
Fпл - площадь поперечного сечения плунжера;
S - длина хода полированного штока, м;
з = 0,8 - КПД станка-качалки;
1440 - число минут в сутках, 24·60 = 1440 мин;
ссм - плотность смеси.
n = == 4,855 5 кач/ мин.
9. Площадь поперечного сечения плунжера:
Fпл = , м2, (13. стр. 111) (3.5)
где dп - диаметр насоса, dп = 57 мм.
Fпл = = 0,00255 м2
10. Определяем необходимую мощность и выбираем тип электродвигателя для привода СК:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
|