Новые возможности центробежных насосов для добычи нефти Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

НАСОСЫ

в.Н. ивановский, Ю.А. сазонов, Н.Н. Балака, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

новые возможности центробежных насосов для добычи нефти

В области добычи нефти известна техническая проблема по перекачке жидкостно-газовых смесей: характеристики центробежных насосов ухудшаются при повышении содержания свободного газа в потоке на входе насоса. Для решения данной проблемы используют различные сепараторы и дисперга-торы, одни позволяют уменьшать содержание газа за счет частичного вывода газа из потока, другие обеспечивают равномерное распределение оставшегося газа в потоке за счет перемешивания, за счет работы сил трения в потоке.

В центробежном насосе при силовом воздействии лопасти на жидкостно-газовую смесь и при наличии вращательного движения происходит сепарация газа, укрупнение газовых пузырьков и далее наблюдается прорыв газа в центр колеса. Эти процессы и приводят к нежелательному уменьшению подачи или даже к срыву перекачки. Дополнительный узел, называемый диспергатором, устанавливают перед входом в насосную установку. Для повторных воздействий на перекачиваемую среду диспергаторы Нлпор. м устанавливают между секциями многоступенчатого центробежного насоса. В ряде случаев само рабочее колесо оснащают дополнительными лопастями или специальными лопастями для выполнения функций диспергатора. Все эти методы решения одной технической проблемы объединяет единый подход, везде используется последовательное соединение лопастного насоса и насоса трения. В лабораториях РГУ нефти и газа реализуется программа работ, целями которой являются: повышение напорно-сти ступени многоступенча-

того центробежного насоса, повышение эффективности работы насоса при росте содержания свободного газа на входе, повышение технологичности производства рабочих колес и направляющих аппаратов.

В целях повышения напорности ступени за основу принята конструкция с открытым рабочим колесом. При конструировании направляющего аппарата за основу взята разборная конструкция, пригодная для использования штамповки вместолитья при про-

НОБДЯ Н-"КУ<Н"1Я

ступень

10

с -

Подача,

Рис. 1. Характеристики ступеней на воде (монтажная высота ступеней равна 25 мм)

изводстве деталей. В результате конструирования удалось создать компактную ступень многоступенчатого погружного насоса. Что, наряду с повышением напора, обеспечило повышение напорности ступени по сравнению с серийно выпускаемыми насосами. На рис. 1 представлена напорная характеристика новой насосной ступени, выполненной в габарите ЭЦН5. Для сравнения здесь же представлена характеристика серийно выпускаемых насосных ступеней насоса ЭЦН5-50.

При испытаниях в качестве перекачиваемой среды использовали воду. При испытаниях решались две основные задачи: проверка работоспособности разработанной конструкции и подготовка к испытаниям при перекачке жидкостно-газовых смесей.

По результатам стендовых испытаний компактных ступеней центробежного насоса с открытыми рабочими колесами на воде были сделаны следующие выводы:

• создана работоспособная конструкция компактной

ьу« м гут ступени многоступенчатого центробежного насоса;

• получены эксперимен-

82 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

\\ № 6 \\ июнь \ 2007

Аква Сервис

flow line-

сосны е системы

ВЫ ДЕРЖИТЕ СВОЕ СЛОВО. МЫ - ВАШЕ!

ООО «АКВА СЕРВИС»

г. Москва, ул. Академика Варги, д. 1 Тел.: (495) 424-37-22, Факс: (495) 424-30-44 E-mail: info@promnasos.ru

www.promnasos.ru

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИЛЕР GRUNDFOS

www.grundfos.com/ru

НАСОСЫ

Подпчп, куо и сут Рис. 2. Характеристика ступени ЭЦН5-50 при работе на водо-воздушной смеси

тальные характеристики новой ступени многоступенчатого центробежного насоса;

• экспериментально показано, что новая конструкция позволяет повысить напорность ступени в 1,5 - 2 раза во всем рабочем диапазоне значений подачи;

• конструкция рабочего колеса открытого типа и разборный направляющий аппарат в сочетании с другими деталями, имеющими простые геометрические формы, позволяют упростить технологию производства ступеней насоса с повышением качества и с уменьшением шероховатости рабочих поверхностей деталей;

• результаты испытаний позволили наметить пути совершенствования рабочего колеса с учетом специфики его работы при перекачке жид-костно-газовых смесей.

Вторым этапом испытаний планировалась проверка теоретически рассчитанной возможности работы созданной насосной ступени по перекачке жид-костно-газовых смесей.

ед Подача, ьуи.м с>'тки

Рис. 3. Характеристика новой насосной ступени при работе на водо-воздушной смеси

Жидкостно-газовая пластовая жид

кость моделировалась водо-воздушной смесью. В связи с тем, что подобная смесь не может служить точной моделью пластового флюида, проводились

394033, Россия, г Воронеж, Ионинский пр-т, 160 тал. (4732123-47-41,23-96-26, факс (4732) 23-72-33,23-72-31 E-mail: hg@hydrogas.ru, http://www.liydrogas.ni

сравнительные испытания новой насосной ступени и стандартной ступени насоса ЭЦН5-50. Данная эталонная ступень была выбрана по основному рабочему показателю - подаче в оптимальном режиме - и габаритному диаметральному размеру.

В результате проведенных испытаний были получены характеристики работы стандартной (ЭЦН5-50) и новой насосной ступени (рис.2 и 3). Анализ этих характеристик показал, что новая насосная ступень имеет не только более высокую напорность во всем диапазоне подач, но и намного более высокую эффективность работы на водо-воздушной смеси. Тем самым были экспериментально доказаны теоретические предположения об эффективности применения новой насосной ступени в погружных центробежных насосах для добычи нефти, в частности - для добычи высоко газированных пластовых флюидов без применения газосепараторов.

84 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

\\ № 6 \\ июнь \ 2007

Ш

ИЖНЕФТЕПЛАСТ

1Q лет динамичного развития

Приглашаем Вас посетить наш стенд N° 8341 (павильон 8, зал 3) на выставке Мюде-2007 26-29 июня 2007 года в ВК «Экспоцентр» г. Москва

выпускает погружные центробежные насосы для добычи нефти (ЭЦН)

Мы предлагаем ЭЦН для откачки пластовой жидкости из обводнено-солевого фонда скважин.

Узлы и детали насоса изготовлены с применением:

- современных полимерных материалов (рабочее колесо, проточная часть направляющего аппарата)

- антифрикционного тепло-кислотостойкого полимерного покрытия. Использование наших технологий позволило существенно поднять наработку на солеобразующем фонде.

В действующем эксплуатационном фонде РФ находятся более 4 тыс. установок ЭЦН с рабочими органами производства предприятия «Ижнефтепласт».

Чтобы узнать больше о нашей продукции зайдите на: www.izhnefteplast.ru

426065, Удмуртская республика, г. Ижевск, ул. Автозаводская, 7 Тел.: (3412) 46-46-62. Факс: (3412) 20-27-84 e-mail: office@izhnefteplast.ru