Методика подбора малогабаритных УЭЦН

Порядок действий при внедрении УЭЦН малого габарита в РУП «Производственное объединение «Белоруснефть» как на существующих объектах, так и на объектах, планируемых к бурению боковых стволов с последующим спуском эксплуатационных колонн Ø 114 мм и 127 мм.

1. Подбор существующих объектов для внедрения УЭЦН малых габаритов. Объекты для внедрения УЭЦН габаритов 2А и 3 выбираются исходя из следующих критериев:

1.1. Экономическая целесообразность внедрения (прирост дебита скважин по нефти не менее чем на 4,6 тонн/сут по сравнению с другим оборудованием и/или способом эксплуатации) для окупаемости оборудования в течение года после спуска в скважину;

1.2. Наличие пластовой энергии достаточной для поддержания расчетного прироста дебита;

1.3. При спуске в эксплуатационную колонну Ø 114 мм толщина ее стенки по всей длине спуска и в месте подвески УЭЦН должна составлять не более 8.6 мм;

1.4. При спуске учитывать прогиб УЭЦН от кривизны скважины согласно графику, полученному в программном комплексе NovometSel –Pro;

1.5. В зоне подвески насоса кривизна скважины не должна превышать 15 минут на 10 м;

1.6. Максимальный зенитный угол в месте подвески должен составлять не более 60º;

1.7. Учитывать данные АКЦ в интервале зарезки бокового ствола.

2. Внедрение УЭЦН малых габаритов на скважинах, планируемых к бурению боковых стволов. При планировании бурения боковых стволов необходимо выполнение следующих условий:

2.1 при проектировании скважин планируемых к восстановлению бурением бокового ствола с последующим спуском малогабаритных УЭЦН предусматривает вырезку «окна» с использованием клиновых отклонителей с углом атаки на более 1.5 º;

2.2. изменение зенитного угла на 100 м вверх от места вырезки «окна» должно оставаться постоянным (знак угла не должен меняться на противоположный);

2.3. использовать ЛПР с равнопроходным с эксплуатационной колонной внутренним диаметром;

2.4. учитывать прогиб УЭЦН от кривизны скважины согласно графику, полученному в программном комплексе NovometSel –Pro;

2.5. в зоне подвески УЭЦН кривизна скважины не должна превышать 15 минут на 10 м;

2.6. максимальный зенитный угол в месте подвески должен составлять не более 60º;

2.7. производить цементировку в интервале зарезки бокового ствола с учетом последующего спуска УЭЦН малого габарита.

3. Требования к спуску УЭЦН малых габаритов.

3.1 Для эксплуатационных колонн Ø 114 мм:

3.1.1. Производить райбирование ранее спущенных ЛПР райбером Ø 60x130 мм с целью обработки «хвостовика» не менее 3-х часов;

3.1.2. Спуск УЭЦН осуществлять на НКТ Ø 60 мм (высадка) с муфтами уменьшенного диаметра (максимальный диаметр – 75 мм). Также производить уменьшение диаметра переводников М60.ЗвхК48г до 75 мм (в случае отсутствия заводских изделий уменьшение диаметра производится в ПУ «Нефтебурсервис»).

3.1.3. Проводить шаблонировку эксплуатационной колонны до глубины спуска УЭЦН шаблоном Ø 93 мм длиной не менее длины УЭЦН;

3.1.4. Обеспечивать УЭЦН кабельным удлинителем Ø 10 мм по всей глубине спуска в эксплуатационной колонне Ø 114 мм.

3.2. Для сварных колонн:

3.2.1. Производить спуск сборки фрезеров Ømax=95 мм с проработкой в местах посадок на 50 м ниже планируемого интервала спуска УЭЦН.

3.3. После райбирования эксплуатационной производить спуск компоновки для очистки забоя скважины от продуктов проработки – КОС, в случае наличия циркуляции для промывки- перо, воронка.

3.4. Использовать установки А-50, УПА-60 для обеспечения скорости спуска УЭЦН до 0.1 м/с.

В НГДУ «Речицанефть» применяется «NovometSel-Pro» - программа подбора погружных установок и оптимизации системы «Пласт-скважина-установка». Программа ориентирована на решение широкого спектра задач, возникающих в технологии нефтедобычи.Основу программы образует блок вычисления зависимости эффективных физических свойств добываемой жидкости (вязкость, плотность, теплоемкость) от обводненности, газосодержания, температуры, характеристик нефти, структуры потока и режимов течения. При необходимости все зависимости визуализируются.

Функциональные возможности программы «NovometSel-Pro»:

1. Построение индикаторной кривой проводится с учетом изменения проницаемости призабойной зоны из-за выделения в ней свободного газа.

2. Расчет коэффициента продуктивности, забойного давления может проводиться через:

· Типоразмер ЭЦН;

· Динамический уровень;

· Давление на входе в насос.

3. Пересчёт Ндин через давление на приёме (по данным телеметрии).

4. Анализ работы ЭЦН в скважине.

5. Расчет оптимальной компоновки конического и цилиндрического насоса ЭЦН.

6. Подбор ПЭД.

7. Расчет прогиба установки при спуске в скважину с учетом изгиба НКТ (рис. 2.14).

Рис. 2.14. График зависимости прогиба установки от длины НКТ при спуске (максимальный прогиб в интервале 2603 – 2633 м)

8. Возможность подбора УЭЦН как со значениями дебита и подвески, заданными пользователем, так и с вычислением их оптимальных значений.

9.Графическое отображение изменений 39 параметров газожидкостной смеси вдоль проточного тракта.

10. Также на основе универсальной методики ОКБ БН рассчитываются:

· Теплофизические параметры ГЖС в скважине и НКТ;

· Тепловое сопротивление жилы кабеля и теплообмен с окружающей средой;

· Температура обмотки двигателя;

· Теплообмен потока и двигателя;

· Теплообмен потока и насоса.

11. Расчет количества ступеней насоса вне рабочего диапазона.

12. Прогноз изменений параметров работы УЭЦН при изменений условий работы (рис. 2.15.).

Рис. 2.15. Характеристика работы прогнозируемого насоса

13. Удобство и простота интерфейса пользователя.

Программа «NovometSel-Pro» содержит обновляемую базу данных не только по насосам и двигателям, но также базу данных по насосно-компрессорным трубам, обсадной колонне, кабелю. Программа имеет полноценную англоязычную версию. Может работать как с единицами СИ, так и с Американской системой единиц. Все базы данных программы являются открытыми, т.е. пользователь сам может в них вносить изменения.

Прилагается инструкция:

· с описанием основных опций;

· с приемами расчетов;

· с ответами на типичные вопросы.

Пример расчета существующего режима через насос

Таблица 2.2 Прогноз параметров работы установки через программу«NovometSel-Pro»

Месторождение: Мармовичское	Куст: 1	Скважина: 128	Пласт: Zd_Vб
Ступень: ВНН2A-30 (H 2250 м) (при 3000.0 об/мин)	Количество: 837	Изготовитель: Новомет
Двигатель: ПВЭДН40-81-1020/6.0 при частоте тока 50 Гц	Изготовитель: Новомет
Кабель: КПБП3*16-120	Удлинитель: КФСБ3*10-160
Газосепаратор: = 0.79. КПД погружной части: агрегат + кабельная линия = 27.88%	Дата расчета: 17.04.2013

Некоторые основные исходные данные: длина до верхн. отв. перф.= 2541.0 м, наружн. диам. НКТ = 60.3 мм, газовый фактор = 66.0 м³/м³, давление насыщения = 78.9кГс/см², плотность нефти = 857.0кг/м³, плотность воды = 1202.0кг/м³, динам.вязк. нефти = 42.679 мПа*с, объемный коэф. нефти = 1.264, температура пласта = 59.0 °C, коэф. инд. линии: (0.301, 0.01). Прогиб установки в месте подвески: 5.0 мм/10м, угол откл. от вертикали 2.9 град.

Дебит жидкости в мернике (м^3/сут)	24.90
Длина подвески (Глубина подвески) (м)	2450.00 (2445.12)
Обводненность жидкости	0.02
Объемная подача жидкости на входе в насос (м^3/сут)	29.65
Объемная подача смеси на входе в насос (после сепарации) (м^3/сут)	33.26
Реальная рабочая зона насоса по характеристике на воде, приведенная к оборотам характеристики ступени в БД (м^3/сут)	29.7 - 34.0
НАСОС:
Развиваемое давление (кгс/см^2)	172.15
Мощность (кВт)	15.088
К.П.Д. (%)	38.86
Нагрев ГЖС (°C)	17.30
ДВИГАТЕЛЬ (макс. допуст. температура обмотки 190.0 °C):
К.П.Д. (доли единиц)	0.89

продолжение табл.2.2

Температура обмотки (°C)	75.13
Нагрев ГЖС (°C)	3.72
Сила тока (А)	20.81
КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ (макс. допуст. температура жилы удлинителя 160.0 °C):
Необходимая длина теплостойкого удлинителя (м)	25.00
Макс. температура жилы удлинителя (°C)	89.69
Макс. температура удлинителя (°C)	88.83
Потери мощности в кабельной линии (кВт)	3.96
Потери напряжения в кабельной линии (В)	94.0
ДАВЛЕНИЕ (кгс/см^2):
Пластовое, приведен.кверхн. отверст. перф.	156.93
Забойное	37.20
На входе в насос	30.52
На нагнетании насоса	202.67
Буферное	16.00
Затрубное	16.00
Коэффициент продуктивности ((м^3/сут)/(кгс/см^2))	0.22
Текущий коэффициент продуктивности ((м^3/сут)/(кгс/см^2))	0.21
Коэффициент естественной сепарации (доли единиц)	0.24
Объемноегазосодержание на входе в насос (после сепарации) (доли единиц)	0.11
Число диспергирующих ступеней
Число ступеней вне рабочего диапазона
Длина до динамического уровня (Динамический уровень) (м)	2206.07 (2201.98)
Pзабойное / Pнасыщения	0.47

2.8 Система контроля за работой УЭЦН малого габарита «Новомет»

Работа УЭЦН малых габаритов на месторождениях «Речицанефть» контролируются универсальными станциями «Новомет», которые позволяют эффективно управлять как асинхронным, так и вентильным электродвигателем, показывая при этом высокие энергетические характеристики и конструкционную надежность. При этом ТМС, которой комплектуется СУ «Новомет» можно применять в геологических расчетах и исследованиях. ТМС характеризуется высокой точностью измерений, малой погрешностью по давлению и большим сроком безотказной работы [20].

Комплектация СУ предусматривает универсально посадочное место под наземные блоки большинства производителей, встроенный счетчик электроэнергии, источник бесперебойного питания (ИБП), который позволяет поддерживать работоспособность системы при частичных или полных «просадках» сети до 39 минут. Встроенный синусный фильтр обеспечивает снижение уровня искажений напряжения на выходе в пределах 3-5%.

В СУ «Новомет» реализована операционная система высокого уровня, под управлением которой работает индустриальный компьютер с частотой 800 МГц и большой емкостью архивной памяти – до 64 Гб.

Информация выводится на цветной дисплей, который показывает также графическую информацию и дает возможность на месте просматривать архивы. Мощный контроллер предусматривает обновление ПО «на лету». Через USB-порт возможна выгрузка архивов, а универсальное программное обеспечение поддерживает разные виды счетчиков, SCADA-систем и ТМС.

Сам контроллер также можно заменять без остановки станции. При этом настройки можно сохранять и копировать в другие станции. Оператору достаточно ввести расчетную (базовую) частоту, и контроллер сам «подскажет» с учетом падения напряжения в СУ напряжение отпайки трансформатора и настроит соотношение напряжения и частоты.

Преимущества:

· универсальность;

· КПД – не ниже 97%;

· возможность перевода установки из периодического режима работы в постоянный;

· интенсификация добычи жидкости на скважинах с высоким газовым фактором;

· автоматический вывод установки на режим;

· «уход» установки от срыва подачи;

· возможность работы без обратного клапана;

· возможность работы в режиме, близком к ПКВ, ЦЭС, КЭС как с отключением, так и без отключения УЭЦН.

Конструктивные особенности:

· частотный преобразователь «Данфосс» с векторным управлением;

· модульная конструкция;

· система термостабилизации;

· измеритель мощности;

· функционирование с блоком ТМС или УКИ;

· блок индикации турбинного вращения;

· встроенная грозозащита;

· индикация напряжения на входных/выходных клеммах;

· расширенный клеммник внешних подключений;

· контроллер на базе ОС Windows.

Системы погружной телеметрии (ТМС) «Новомет» применяется в составе УЭЦН для измерения и регистрации данных погружных датчиков по следующим параметрам (базовое исполнение):

· Давление пластовой жидкости на приеме насоса;

· Температура пластовой жидкости на приеме насоса;

· Температура статорных обмоток погружного электродвигателя (ПЭД);

· Осевая вибрация ПЭД;

· Радиальная вибрация ПЭД;

· Сопротивление изоляции системы «0»ТМПН – погружной кабель – «0»ПЭД.

Особенности:

· Базовое исполнение;

· Расширенное исполнение:

1. базовое исполнение + измерение давления на выходе насоса;

2. базовое исполнение + измерение данных на выходе насоса – температуры, давления, вибрации, расхода;

3. базовое исполнение + измерение данных в зоне перфорации – температуры, давления, обводненности, расхода;

4. базовое исполнение + измерение данных в зоне перфорации – температуры, давления, обводненности, расхода + измерение данных на выходе насоса – температуры, давления, вибрации, расхода.

Рис. 2.16. Основные технические характеристики СУ-Новомет

Дата добавления: 2015-08-20