Научная статья на тему 'О некоторых перспективных путях развития УЭЦН'

О некоторых перспективных путях развития УЭЦН Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
476
63
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Ивановский В. Н., Сазонов Ю. А., Сабиров А. А., Соколов Н. Н., Донской Ю. А.

В результате анализа состояния и перспективы развития не- фтяной промышленности Российской Федерации многими спе- циалистами был сделан вывод о все большем удельном весе не- фтяных скважин, насосная эксплуатация которых осложняет- ся рядом таких факторов, как искривленность ствола скважи- ны, высокая обводненность продукции пласта, значительная коррозионная активность откачиваемой жидкости, высокое содержание газа и механических примесей, отложение солей и АСПО (асфальтено-смоло-парафинистых отложений) и другие.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «О некоторых перспективных путях развития УЭЦН»

НАСОСЫ I

ивановский в.н., сазонов Ю.А., сабиров А.А., соколов н.н., Донской Ю.А.

(РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина, ЗАО «Струйные системы»)

о некоторых перспективных путях развития уэцн

В результате анализа состояния и перспективы развития нефтяной промышленности Российской Федерации многими специалистами был сделан вывод о все большем удельном весе нефтяных скважин, насосная эксплуатация которых осложняется рядом таких факторов, как искривленность ствола скважины, высокая обводненность продукции пласта, значительная коррозионная активность откачиваемой жидкости, высокое содержание газа и механических примесей, отложение солей и АСПО (асфальтено-смоло-парафинистых отложений) и другие.

В связи с этим все более значимыми являются вопросы научно-обоснованного создания и эксплуатации нефтепромыслового оборудования, и, в первую очередь - насосного оборудования, надежность и эффективность которого определяет эффективность всего процесса эксплуатации нефтяного месторождения. Анализ долговременных наблюдений позволил выявить устойчивую тенденцию возрастания удельного веса добычи нефти механизированными способами эксплуатации. Среди механизированных способов добычи все более заметное место занимают установки электропривод-ных погружных насосов. Сегодня с их помощью добывается более 70 - 75% всей нефти России. И это несмотря на то, что доля фонда скважин, оснащенных этими установками, составляет всего около трети от общего количества.

УЭЦН имеют очень большой диапазон подач - от 10 м3/сутки до 1000 м3/сутки и более и способны развивать напор до 2000-3000 м. В области больших подач (свыше 80 мЗ/сутки) УЭЦН имеют самый высокий КПД среди всех механизированных способов добычи нефти. В интервале подач от 50 до 300 м3/сутки КПД УЭЦН превышает 40%, но в области небольших подач КПД УЭЦН резко падает. По возможности организации дистанционного контроля ее состояния, а также регулирования производительности ЭЦН существенно превосходит штанговые, а в некоторых случаях - и гидроприводные

насосные установки. Также установки ЭЦН меньше подвержены влиянию кривизны ствола скважины.

Влияние кривизны ствола скважины на работу УЭЦН сказывается в первую очередь при спуско-подъемных операциях из-за опасности повреждения кабеля и значительно меньше связано с самим процессом эксплуатации. Необходимо отметить, что использование высокоде-битных и высоконапорных насосных установок привело к существенному росту длины погружных агрегатов, что осложнило выбор интервалов глубин наклонно-направленных скважин, подходящих для установки погружного оборудования. Установки ЭЦН плохо работают в условиях коррозионно-агрессивной среды, при выносе песка и солеотложе-нии, в условиях высокой температуры и высокого газового фактора.

Ответ на вопрос о возрастающей популярности у нефтяников сложного, требующего высокой квалификации обслуживающего персонала и развитой инфраструктуры проката, эксплуатации и ремонта оборудования заложен в очень гибкой рабочей характеристике УЭЦН. С другой стороны, за последние годы в нефтяном машиностроении произошел буквально прорыв, связанный с конструкцией и технологиями изготовления всех основных узлов установок центробежных насосов.

Эти два фактора позволили данному виду нефтепромыслового оборудования довольно безболезненно пережить повсеместный переход нефтяной отрасли на стратегию интенсификации добычи нефти. Этот процесс связан с существенным увеличением глубины спуска насосных установок, с большим содержанием сво-

Р

1 ЙЛЭ2. 1 1 ТЬ5 У= I I ООН

пэдаа-п тьа и-юооа

Рис.1. Нагрузочные характеристики асинхронных (синии линии) и вентильных (красные линии) погружных электродвигателей [1].

Рис.2. Сквозная коррозия корпуса насоса ЭЦН после эксплуатации в течение 70 суток.

бодного газа и механических примесей в откачиваемой жидкости, с повышением температуры откачиваемой жидкости, отложением солей на элементах погружного оборудования, резким повышением коррозионной активности пластового флюида.

Конечно, «старые» конструкции УЭЦН не имели возможности выдержать эти жесткие условия эксплуатации, но российские

производители оборудования, работая в тесном сотрудничестве с нефтяниками и учеными, смогли за очень короткий срок создать целый арсенал новейших видов УЭЦН. Достаточно сказать, что только за последние 5 лет российские фирмы-производители нефтепромыслового оборудования создали и освоили серийным производством больше типоразмеров центробежных насосов, погружных дви-

Рис.3. Вид ступеней ЭЦН в скважине с интенсивным солеотложением [2].

гателей, гидрозащит, газосепараторов и т.д., чем за всю предыдущую историю, начиная с 1950-х годов. Очень большой перечень установок для различных условий эксплуатации на российский рынок поставляют и зарубежные фирмы. Сегодня можно с уверенностью сказать, что по большинству направлений отечественные УЭЦН могут успешно конкури-

на правах рекламы

ООО «Копейский завод изоляции труб»

Россия, 456656, Чел нби некая обЛ-, г. Копейск, пас. Железнодорожный, у л. Мечникова, 1 тел,(Э512) 70'93-59 телефакс: (3512} 62-39-16 www.kzl1.ru е-тэН: hzit@cheLsuniee.ru

т : 1 Iрда

у . И

1.Изоляция

Имеющееся на заводе оборудование позволяет наносить следующие виды антикоррозионных покрытий: эпоксидное, двух и трёхслойное экструдированное.

Диаметр изолируемых труб с 273 по 1420 мм.

Проектная мощность 300 км усреднённого диаметр (1020мм) в год 6 2004 году получены положительные результаты испытаний заводского покрытия на соответствие Техническим требованиям ОАО«АК* Транснефть.

Трубы завода с наружным защитным покрытием используются при капитальном ремонте и строительстве газопроводов ОАО«Газпром»,

Н.Изготовление гнутых ОТВОДОВ

Создан и успешно функционирует цех по изготовлению гнутых отводов как из изолированных так и из черных труб диаметром от219чм доТ420ммаключительно.

Гнутые отводы соответствуют требованиям ГОСТ 24950-31 и ТУ 1466-01ЗЧЮ154341 -03*

Ш.Восстановление труб бывших 8 эксплуатации

Введён в строй цех по восстановлению труб бывших в эксплуатации диаметром от 530 мм до 1420мм, мощность цеха 100 км в год усреднённого диаметра (1020им).

■ ■ Ь' - " 7 ■ ■ ■■ ■ ^ гтгТшяштш 2 2 I 1 А , N - 1 Ж | —— 43 /Я

ТА т

■'****ЩЁг~щ ЗК-? ■ И ~

ровать по показателю «цена-качество» с ведущими зарубежными фирмами, а в некоторых направлениях российские УЭЦН превосходят зарубежные аналоги.

С другой стороны, и нефтяники уже получили необходимый опыт работы с фондом скважин, в которых были проведены различные операции, обеспечивающие прирост добычи нефти.

Все это привело сначала к стабилизации наработки до отказа погружного оборудования, а затем - и к повышению надежности УЭЦН. Дальнейшее увеличение наработки до отказа этого вида оборудования должно быть связано, в первую очередь, с постепенной заменой морально устаревшего оборудования на новое; с повышением качества подбора и обслуживания УЭЦН (в том числе - вывод на режим и диагностика состояния оборудования); переход на интеллектуальные станции управления и применение новых технологий использования установок электроприводных центробежных насосов.

Именно под таким углом зрения необходимо рассматривать современный этап развития УЭЦН.

С другой стороны необходимо отметить основные проблемы в работе скважинных насосных установок при интенсификации добычи нефти. Эти проблемы высвечивают те направления, которые должны быть приняты за приоритеты компаниями, которые специализируются на разработке и производстве УЭЦН.

Среди основных проблем можно указать следующие:

• большая глубина установки насосов и их перегибы в наклонно-направленных скважинах,

• высокая температура пластового флюида на приеме насоса,

• отложение солей в насосном агрегате и колонне НКТ,

• высокое содержание свободного газа на приеме насоса,

• химическая и электрохимическая коррозия скважинного оборудования,

• осложнения при освоении скважин после бурения или ПРС (например - ГРП).

Большая глубина спуска насосной установки и большая длина самого насосного агрегата приводят к снижению показателей надежности оборудования. Это происходит как за счет простого увеличения количества элементов скважинной насосной установки (количество НКТ и их соединений, сростки кабеля, количество ступеней насоса и т.д.), так и за счет возможности повреждения каждого из видов оборудования при проведении спуско-подъемных операций на указанных скважинах.

Увеличение глубины спуска и требуемых напора и подачи насосной установки приводит к увеличению осевого габарита насосного агрегата. Одним из факторов увеличения длины насосной установки является достаточно большая монтажная высота ступеней ЭЦН, особенно для высокодебитных насосов. Другой причиной увеличения длины стало требование к росту напоров насосов, что повлекло за собой увеличение количества ступеней насоса и мощности погружного электродвигателя. Именно поэтому длина скважинного насосного агрегата

на правах рекламы

(в составе ПЭД+ГЗ+ГС+ЭЦН) может достигать 50 м и более.

Существенное увеличение глубин подвески насосных установок приводит к повышению температуры откачиваемого пластового флюида, что практически всегда приводит к увеличению температурных напряжений в элементах УЭЦН. Повышение надежности работы УЭЦН в этом случае требует применения в существующих конструкциях новых, имеющих высокую стоимость, конструкционных материалов или перехода к новым техническим решениям.

Одним из таких решений является применение вентильных погружных приводов. Вентильные двигатели имеют малую температуру перегрева, очень удачную, гибкую характеристику (с практически не зависящим от частоты вращения крутящим моментом), высокий КПД, существенную зависимость рабочего тока от нагрузки двигателя (рис.1). Все это позволяет использовать этот вид привода в сложных скважинах с высокой температурой пластового флюида и с нестабильным притоком. Ана-

Подача насоса, м3/сут

Рис. 6. Характеристики ступеней серийных насосов и экспериментального насоса НЦ6.

——•Трубы бурильные . Щ с приваренными замками

для ремонта нефтегазо-

Вазглажнс нэготопление труб С прорезями под ключ я бед добывающих скважин

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБШЕСТЙО

ЗАВОД БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

г. Оренбург, пр. Победы. 11В ші.: +7 (3532) 75-42 67, 75-63-14

в-таЛ: zba@tfDCtita.ru факс: +7 (3532) 75-42-73, 75-68-19

www.zbo.ru

Трубы бурильные с приваренными замками для геофизических изысканий при поиске и разведке нефти и газа; для бурения разведочных скважин на воду и твердые полезные ископаемые

//

Заводская изоляция стальных труб, фасонных деталей и запорной арматуры нефтегазового, коммунального и специального назначения

ПРЕДПРИЯТИЕ

Трубная ннмнав

Металлургическая | 1*9190 Компания

it

пппст

ООО «Предприятие «Трубопласт»

с 1994 года Ваш надежный партнер на рынке изоляционных покрытий

620026, г. Екатеринбург, ул. Розы Люксембург, д. 51 Тел./факс: (343) 310-33-11, 229-35-11 E-mail: mail@truboplast.ru

www.truboplast.ru Виды продукции:

• наружная и внутренняя изоляция стальных труб наружным диаметром от 57 до 720 мм

• наружная и внутренняя изоляция фасонных деталей и запорной арматуры наружным диаметром от 57 до 530 мм

• поставка комплектов для ремонта повреждений покрытий и наружной изоляции стыка в трассовых условиях

наружные трехслоиные полипропиленовые покрытия по NFA 49 711, DIN 30678, ГОСТ Р51164-98

опорные кольца заводского изготовления в монолите с базовой полиэтиленовой изоляцией для прокладки трубопроводов в защитном кожухе - футляре, патент РФ № 37795

Предприятие имеет свои подъездные пути и отправляет продукцию железной дорогой и автотранспортом. Продукция и ТУ предприятия сертифицированы в ОАО «АК «Транснефть», ОАО «Газпром», ООО «Уралтрансгаз».

Рис.4. Вид рабочего колеса из нирезиста после работы в течение 20 суток при интенсивном выносе механических примесей из скважины

лиз применения УЭЦН с вентильными ПЭД показывает, что использованиетакого вида привода приводит к существенному (на 15-30%) снижению затрат электроэнергии на подъем единицы продукции, увеличению накопленной и суточной добычи нефти (на 15- 50%) [1].

К сожалению, пока рано говорить о высокой надежности УЭЦН с вентильными ПЭД, но, на мой взгляд, это «болезни роста»указанного вида оборудования, которые будут достаточно быстро преодолены при более широком производстве и внедрении данного вида приводов. Применение вентильных двигателей и интеллектуальных стан ци й уп ра вл е н ия п оз воляет не тол ько улуч ш ить уел о в ия эксплуатации системы «пласт-скважина-насоснаяустановка» (П-С-НУ), но и перейти к новым технологиям добычи нефти, например - к системе «раскачивания» пласта - динамическому воздействию на пласт за счет периодического изменения дебита насосной установки (за счет изменения частоты вращения ротора насоса, вплоть до кратковременной полной остановки насоса). Эти технологии, по замыслам их авторов, позволят значительно сократить необходимое количество типоразмеров электроприводных центробежных насосов за счет расширения рабочей части характеристики последних. Не отвергая это предположение, необходимо отметить, что даже в этом случае будет необходим большой ряд типоразмеров насосов разного исполнения: коррозионностойкие, износостойкие, для откачки жидкости с большим содержанием свободного газа и т.д. Кроме того, нельзя забывать о том, что ЭЦН - динамическая гидравлическая машина, которая при линейном изменении подачи насоса изменяет напор в квадратичной зависимости, а потребляемую мощность - в кубической. Необходимо также помнить о тех циклических напряжения, которые возникают при изменении частоты вращения в опасных сечениях вала насоса, гидрозащиты и двигателя (малоцикловая усталость). Ревизия отказавшего по валам оборудования показывает наличие усталостных трещин в

Рис.5. Характеристики стандартной ступени и новой ступени с открытым рабочим колесом

опасных сечениях валов УЭЦН, которые прямо указывают на то, что такая проблема при использовании частотных преобразователей появилась.

Снижение забойного давления при интенсификации добычи нефти приводит к существенному возрастанию доли свободного газа на приеме ЭЦН. Это неизбежно приводит к изменению напорно-расходной характеристики центробежного насоса. Снижение подачи, напора и КПД стандартных ступеней в скважинах с большим свободным газосодержанием часто требует совместного использования ЭЦН и предвключенного газосепаратора. Газосепаратор, обеспечивая нормальную работу ЭЦН при значительном содержании

свободного газа на приеме насоса, в тоже время повышает тенденцию к расчленению секций (РС-отказам) и авариям УЭЦН, и снижает надежность установок за счет отказов самого газосепаратора Применение газосепаратора также понижает эффективность работы подъемника за счет отсутствия работы отсепариро-ванного газа в колонне НКТ.

Этот недостаток можно устранить за счет применения в составе скважинного оборудования струйных аппаратов (например, системы «Тандем» разных модификаций). Однако, в этом случае общий КПД установок ЭЦН с газосепаратором и струйным аппаратом может снизиться до величины 10-15% (по сравнению с КПД

для этих же насосных установок в размере 30-35%).

Увеличение обводненности продукции скважин, вынос большого количества солей и изменение термобарических условий работы УЭЦН при интенсификации добычи нефти привели к возникновению еще двух проблем: интенсивной коррозии скважинного оборудования и интенсивному солеотложению.

В большом количестве нефтяных скважин наблюдается интенсивная коррозия корпусных деталей погружных двигателей, насосов, насосно-компрессорных труб, защитных оплеток кабельных линий. Не редкость на сегодняшний день сквозная коррозия корпуса ЭЦН после 30-50 суток работы (рис.2). Многие фирмы-изготовители (Алмаз, АЛНАС, Борец, Новомет, БЭНЗ, WG, Reda, СепЫ1Ж) предлагают большой выбор покрытий насосного оборудования, которые должны повысить коррозионную стойкость оборудования и увеличить его надежность и эффективность. Однако, в основном это чисто рекламные предложения, которые основаны на общих принципах защитных покрытий и не имеющих ни научного, ни практического подтверждения указанной эффективности. Поэтому очень важной является задача создания действительно надежной и эффективной конструкции защитных покрытий корпусных деталей и рабочих органов установок ЭЦН.

НАсосы

Отложение солей (рис.3) наблюдается при работе УЭЦН как в насосном оборудовании, так и по всей длине колонны НКТ. К основным причинам солеобразован ия можно отнести следующие:

• высокая обводненность откачиваемой жидкости;

• растворимость многих минералов в пластовой воде;

• агрессивность среды за счет воздействия солянокислотной обработки или ингибиторной защиты;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• изменение термобарических условий в насосном оборудовании;

• образование завихрений и застойных зон в насосе;

• низкая частота поверхностей проточных каналов в ЭЦН;

• высокая адгезия солей к материалам насосного оборудования и НКТ;

• образование гальванических пар в скважинном оборудовании. Солеобразование уменьшает проходные сечения каналов в колонне НКТ, что требует повышения напора насоса. Но основной проблемой солеотложения является неравномерное забивание каналов в рабочих колесах и направляющих аппаратах ЭЦН и изменение центров масс ротора насосного агрегата. Это приводит

к снижению КПД установки, увеличению износа, катастрофическому возрастанию вибрации УЭЦН, к быстрому выходу из строя всего оборудования.

Ещё одной проблемой является высокая шероховатость рабочих каналов колеса и направляющего аппарата, изготовленных методом литья. Это ведет к повышенным гидравлическим сопротивлениям (гидравлический КПД снижается на 3-8%), а также к возникновению турбулентности потока в проточной части ЭЦН. Последнее может приводить к более интенсивному отложению солей в этой части скважинного оборудования.

Повышение депрессии на пласт с целью повышения притока жидкости в скважину приводит к увеличению выноса механических примесей пластовым флюидом. Это связано как с выносом проппанта после проведения ГРП, так и с выносом элементов скелета пласта после его разрушения при резком снижении забойного давления. Малая твердость и износостойкость чугуна, в том числе - типа нирезист (предназначенного для износостойкого исполнения ступеней ЭЦН), приводит при этом к значительному снижению наработок до отказа и значительному увеличению затрат на подъем пластового флюида (рис.4).

Одним из направлений развития установок ЭЦН довольно давно принято повышение частоты вращения ротора насосной установки. Это приводит к значительному увеличению добычных возможностей УЭЦН как в части подачи, так и в части напора. Однако этому направлению развития УЭЦН мешают большая масса и несбалансированность ротора насоса, состоящего из вала насоса и большого количества центробежных колес закрытого типа (имеющих передний и задний диск). С другой стороны, увеличение частоты вращения ведет к увеличению скоростей скольжения в парах трения, увеличению термонапряженности всех элементов УЭЦН, в первую очередь - погружного электродвигателя.

Осложнение условий эксплуатации скважин потребовало от УЭЦН расширение областей их применения. Это, в свою очередь, требует либо совершенно новых конструктивных схем погружного оборудования (например - использование установок с вентильными электродвигателями), либо традиционных конструктивных схем УЭЦН с использованием очень дорогих и «капризных» материалов. Проанализировав современное состояние нефтяной промышленности Российской

Федерации и уровень развития установок электроприводных центробежных насосов для добычи нефти на кафедре машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности РГУ нефти и газа им. Губкина несколько лет назад была принята комплексная программа, направленная на совершенствование этого вида оборудования.

В частности, на кафедре МОНиГП созданы в период с 1996 по 2003 г. программные комплексы «Автотехнолог», САМФ и «Вектор», которые не только позволяют оптимизировать подбор любого вида скважинных насосных установок к скважине по промысловым данным, но и диагностировать работу системы «П-С-НУ», определять по исходным данным степень осложнён-ности эксплуатации той или иной скважины и выбирать исполнение скважинной насосной установки для каждой конкретной скважины. Эти программные комплексы широко и с большим экономическим эффектом используются нефтяниками России, Казахстана, Китая. Такая популярность указанных программных комплексов привела к тому, что многие фирмы пытаются создать их аналог или, по крайней мере, их копии. Однако до сих пор в России и за рубежом нет ни одной программы, которая

могла бы соперничать с ПК «Автотехнолог» по охвату видов скважинного насосного оборудования для добычи нефти (СШНУ, УЭЦН, УЭВН, УЭДН, УШВН) и возможности использования промысловых данных.

С другой стороны, на кафедре постоянно ведутся работы по созданию новых видов насосного оборудования для добычи нефти и использованию новых видов материалов для них.

Несколько лет назад, проведя анализ осложнений, возникших при интенсификации добычи нефти, на кафедре МОНиГП пришли к выводу о необходимости возобновления работ по созданию эффективных насосных ступеней ЭЦН с открытыми рабочими колесами. В результате теоретических и экспериментальных работ сотрудниками кафедры было сделано несколько сообщений на научно-практических конференциях в 2004 - 2006 г.г. Сообщение о теоретических и экспериментальных работах в этой области вызвало у участников конференции осторожный интерес и вопросы об эффективности разрабатываемых ступеней со стороны производителей нефтегазового оборудования и полный восторг со стороны нефтяников.

Работы по созданию ступеней ЭЦН с от-

крытыми колесами, которые могут работать на пластовых флюидах с большим содержанием свободного газа и значительным количеством механических примесей продолжаются на кафедре МОНиГП до настоящего времени. Итогом этих работ являются конструкции, которые приняты некоторыми машиностроительными фирмами в качестве основы для выпуска серийных высоконапорных малогабаритных насосов, имеющих высокие КПД и способность работать на высокогазированных пластовых флюидах без использования газосепараторов (см. рис. 5). Эти конструкции были опробованы на стендах и запатентованы, и продолжают развиваться с учетом современных тенденций изменений условий эксплуатации нефтяных скважин.

Другим перспективным направлением применения открытых колес ЭЦН является возможность существенного снижения массы ротора насоса. Это позволяет уменьшить проблемы динамического дисбаланса ротора при применении высоких (более 6-8 тысяч оборотов/минуту) частот вращения, что очень важно для расширения возможностей применения быстроходных вентильных двигателей в качестве приво-

ЧЕЛЯБИНСКИЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД

454119, (".Челябинск, _=

Колейское шоссе, 38. /Гм

Тел.: [351} 259-93-05, {351)259-93-31 е-шаіі: зйер @ сіиии л у. www.cmz.ru _ /

,/// 77

ПРОИЗВОДСТВО И ПРОДАЖА

КРАНЫ ГУСЕНИЧНЫЕ ДИЗЕЛЬ-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ДЗК-251 (г/п га т), ДЗК-Э21 |г/г 32 т} ДЗК-Э61 (г/п 361), ПЭК-401 1Г/П 40 т) ДЭК-631 А (ГЛ163 т}

КРАНЫ АВТОМОБИЛЬНЫЕ

НС-45721 "ЧелнЬкнец- г/п 25 т на шасси УРАЛ, КАМАЗ. МАЗ КС'55730 "Челябинец^ г/п 32 т на шти МАЗ-В30303 (6*41 КС-65711 хЧелябнмеЧ'' г/п 40 т на шасси ¥РАЛ-6361Э5 |6*4]

на правах рекламы

насосы

дов УЭЦН. В этом направлении кафедра проводит совместные работы с научнопроизводственными фирмами, имеющими большой опыт в создании износостойких изделий из легких сплавов.

Еще одним положительным свойством открытых рабочих колес является возможность качественной обработки всех гидравлических каналов, что может значительно увеличить КПД насосной ступени. Для создания этих новых видов ступеней ЭЦН была создана методика разработки скважинных многоступенчатых центробежных насосов, предназначенных для добычи нефти. Вместе с тем, математическая модель в силу своей универсальности позволяет рассчитывать насосы и вентиляторы различных типов. Теоретическая часть и компьютерные программы разработаны в экспериментальной лаборатории ЗАО «Струйные системы», стендовые испытания моделей насосов выполнены в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. В качестве примера в статье приводится характеристика ступени экспериментального насоса с открытым рабочим колесом, выполненным в габарите 5А с номинальной подачей 250 м3/сут.

При разработке математической модели и программ для расчетов рассматривались следующие основные условия:

1. Учет геометрических размеров и формы каналов рабочего колеса и направляющего аппарата, а также тип рабочего колеса и тип направляющего аппарата;

2. Учет плотности и вязкости перекачи-ваемойсреды (жидкости,газо-жидкостной смеси или газа);

3. Учет газосодержания и абсолютного давления перекачиваемой среды на входе насоса;

4. Расчет полной напорной характеристики насосной ступени, от режима максимального напора до режима работы с максимальной подачей;

5. Расчет полной напорной характеристики многоступенчатого насоса с распределением давления по ступеням.

Для оценки результатов расчета были выполнены экспериментальные исследования. На данной стадии работ испытания экспериментального насоса НЦ6 были проведены в стандартных условиях с использованием пресной воды. Характеристика насоса представлена на рис.6, здесь же показаны характеристики выпускае-

мых насосов по данным каталога ЗАО «Новомет-Пермь» 2007 года.

В настоящее время работы по созданию новых типоразмеров насосных ступеней с высокими значениями напорности, КПД, малыми массами, с возможностью работы на высокогазированных и высоковязких флюидах, а также по научно-обоснованному выбору материалов для всех элементов УЭЦН и уточнению физических и математических моделей работы скважинных насосных установок на кафедре машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности РГУ нефти и газа продолжаются, чему в немалой степени способствует хорошая экспериментальная база университета.

Литература:

1. Камалетдинов Р.С. Повышение эффективности работы скважинных насосов путем применения вентильных погружных электродвигателей. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. М.; РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина, 2007

2. Материалы выступления фирмы «ИЖ-НЕФТЕПЛАСТ» на конференции «Техника и технология добычи нефти - проблемы и пути решения», Нефтеюганск, 2005.

241031, г. Брянск, бульвар Щорса, 7; тел/факс: +7(4832) 58-18*26; 28*38*00;

e-mail: marketlng@lrmash.com; www.irmash.com

д^^^п^чениятодго^овки! месторождений > к разработке*

Технолопии|Х»ХИв.ека^

Полныйкомплектлицензий

Гипронг-Экот

Комплексное проектирование! обустройства! месторождений» нефти и паза

_ современна ч/ 3*0 «ГйПрОНГ;Дро^ного йнстйЯ«

модель ^доставление

2=Шг=»

г ТюМеНЬ’X до.41^2> Ф -

Наши пров£™^.

Обустройство,ме отранспорта,

|а„сГно-Палья"о=«ое

Западио-Могутлорское

Каменное (Юго

Крапивенское

етзги»

ППеоГ^арт<-»ское

рославльское Славинское Талинское

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.