Установка промежуточных опор

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ И БОРЬБЕ

С НЕГАТИВНЫМИ ФАКТОРАМИ

(Отчет по дисциплине УИРС)

 

 

Студент гр. З-2Б12 ________________ А.В. Бакиров.

^{(подпись)}

_________________

^(дата)

 

Ассистент кафедры ТХНР _________________ В.П. Богров.

^{(подпись)}

_________________

^(дата)

 

 

Томск-2014

Содержание:

1. Введение………….………………………………………………………….…3

2. Анализ ”полётов” установок УЭЦН в Западной Сибири…………………...3

3. Установка промежуточных опор……………………………………………..4

4.. Использование пластмассовых ступеней…………………………………...8

5. Использование новых износостойких материалов……………………….….9

6. Применение установок меньших габаритов…………………………………11

7. Искривление ствола скважины…………………………………………….....12

8. Образование сульфидсодержащих осадков………………………………....15

9. Коррозионный износ………………………………………………………..…18

10. Механические примеси………………………………………………………..19

11. Песочный якорь………………………………………………………………...21

12. Методы борьбы с асфальтено - смолисто-парафиновым отложениями в глубинном оборудовании добывающих скважин……………………………….24

13. Снижение продуктивности скважин…………………….……………………29

14. Заключение……...……………………………………………………………..31

15. Список Литературы………………………………………………………...…33

 

Введение

Осложнения при эксплуатации скважин могут быть связаны со следующими причинами:

· Полеты;

· Отложения АСПО в оборудовании, в НКТ и выкидных линиях;

· Механические примеси;

· Отложение солей;

· Коррозионный износ подземного оборудования;

· Сверхнормативная кривизна скважин;

· Отказы по необеспеченности притока.

При эксплуатации скважин необходимо предусмотреть меры по устранению или борьбе с перечисленными осложнениями.

 

Анализ ”полётов” установок УЭЦН в Западной Сибири

Обрывы в сочленениях УЭЦН и самопроизвольное развинчивание насосно-компрессорных труб и корпу­сов установок при эксплуатации нефтяных скважин являются серьезными проблемами при добыче нефти на месторождениях Западной Сибири. "Полеты" УЭЦН приводят к возникновению аварий, требующих значительных затрат на выполнение ремонтных ра­бот. Во всех нефтегазодобывающих предприятиях проводятся различные мероприятия по снижению числа обрывов оборудования при эксплуатации сква­жин УЭЦН. Но необходимо отметить, что проблема предотвращения полетов на сегодняшний день не решена.

При анализе работы оборудования с коротким межремонтным периодом необходимо выяснение причин, вызывающих полеты. УЭЦН является слож­ной системой, работоспособность которой зависит от целого ряда факторов: характеристики скважины, правильности подбора к ней оборудования, качества монтажа и технического обслуживания, качества про­ведения спускоподъемных операций и т. д. Поэтому разработка мероприятий по предотвращению аварий, связанных с полетами УЭЦН и увеличением межре­монтного периода, должна вестись с учетом всех фак­торов, осложняющих условия эксплуатации, включая технический уровень УЭЦН.

К осложненным услоиям, которые могут привести к полетам УЭЦН относятся:

· Высокое содержание механических примесей;

· Обводненность пластовой жидкости;

· Изгиб установки, вызванный искривлением скважины;

· Снижение динамического уровня;

· Отклонение от вертикальности ствола скважины в месте установки;

· Низкое качество нового и отремонтированного оборудования;

Все перечисленные причины, приводят к возникновению высоких уровней вибрационных нагрузок в установках ЭЦН.

Установка промежуточных опор

Основная масса обрывов (расчленений) приходится на места соединений оборудования и на резьбовые части первых трех НКТ, считая от насоса. В установках ЭЦН аварии, связанные с разрушением и отворотом крепежных элементов (болтов, шпилек, гаек и т. д.), в ОАО "ЛУКойл" составляют около 60 % всех полетов (табл. 1). Повышение прочности стыковочных узлов,

Таблица 3.1

"Полеты" установок ЭЦН за период 1993 - 1997 гг.

по ОАО "ЛУКойл" (Западная Сибирь)

Место обрыва	Число полетов в среднем за 1 год (от общего числа),%
По болтам модуль головка-насос По шейки модуль головки	24,7
По болтам насос-насос
По болтам входной модуль-протектор По "шейке" головки протектора
По болтам насос-входной модуль	0,4

их конструктивное совершенствование (использование соединений фланец—корпус, бугельных соединений и т. п.), как правило, ведут к увеличению наработки на отказ, но не предотвращают большинства полетов. Применение различных противополетных устройств (различного рода хомуты, специальные болты и т. д.) помогает существенно понизить число полетов, но не предотвращает сами отказы, а лишь снижает затраты на ремонт. Очевидно, что если не устранена первопри­чина разрушения — вибрация, то перечисленные выше методы не могут дать ожидаемого результата.

Анализируя средние значения частоты полетов в Западной Сибири по ОАО "ЛУКойл", оказалось, что 46 % всех полетов приходится на установки, прорабо­тавшие менее 60 сут.

(табл. 2). Значительный разброс по времени до аварийных полетов определяется пара­метрами вибрации и величиной напряжений в нагру­женных сечениях.

Источником возникновения вибраций в насосе яв­ляется наличие дисбаланса и конструктивного зазора

Таблица 2

Среднее значение частоты "полетов" по ОАО "ЛУКойл" в Западной Сибири

 

Интервал наработки после аварии сут.	Число аварий на 1 тыс. скважин
ед.	%
0—60
61—300
301— 600
601—900
Более 901
Всего

 

в ступенях рабочих органов и подшипников насосов, погружных электродвигателей и гидрозащиты. При обводнённости пластовой жидкости значительно снижается смазывающий эффект трущихся поверхно­стей деталей, а присутствие твердых абразивных час­тиц в этих условиях приводит к резкому увеличению износа деталей, так как при работе насоса в одноопорной рабочей ступени происходит утечка по зазо­ру между втулкой и расточкой направляющего аппа­рата. При появлении зазора в радиальных парах сту­пеней вал теряет свою прямолинейность в результате потери валом устойчивости. Следовательно, возрас­тают центробежные силы (так как увеличивается радиус инерции) и возникают дополнительные ради­альные нагрузки. В результате увеличивается износ радиальных опор вала (втулок и расточек направ­ляющих аппаратов, а затем самого вала и направля­ющих аппаратов), что приводит к увеличению зазора и, следовательно, к увеличению перетоков, а с ними увеличивается количество абразива, проникающего в радиальные опоры, что приводит к еще большему изгибу вала и возрастанию центробежных сил.

Для предотвращения изгиба и сохранения прямо­линейности вала в установках ЭЦН устанавливают промежуточные радиальные опоры. Известны не­сколько конструкций радиальных опор. Опоры Лебедянского завода и завода "АЛНАС" схожи по конструкции, используют пару трения латунная втулка—стальная втулка, кото­рая показала низкую износостойкость в условиях со­держания большого количества твердого абразива в жидкости. Кроме того, конструкция выполнена как демпфер неизвестной жесткости, так как неизвестна набухаемость резины, что не позволяет в этих условиях рекомендовать данную конструкцию к использованию. Наиболее перспективными среди зарубежных кон­струкций считаются промежуточные опоры с использо­ванием пары "керамика по керамике". Необходимо от­метить, что такая конструкция предназначена для ис­пользования с насосами с двухопорными ступенями и в случае использования их с одноопорными ступенями возможно появление нагрузок большой интенсивности, что снизит долговечность опор. Кроме того, стоимость таких опор существенно выше отечественных.

Используемые в ряде НГДУ опоры, изготовленные в Сургутском ЦБПО, более пригодны к использова­нию в ЭЦН. К недостаткам данной нужно отнести большую массу резины, имеющую непрогнозируемый характер в условиях водонефтегазовой смеси и повышенной температуры. Так как в секции устанавливается от 4 до 7 опор, то набухаемость резины может привести к чрезмерному обжатию, что приведет, в конечном сче­те, к нарушению эксплуатации и возможно, к выходу узла из строя.

Все перечисленные конструкции не лишены недос­татков, поэтому совершенствование промежуточных опор — один из путей уменьшения действующих на ЭЦН колебательных нагрузок.

Как правило, расчет места установки промежуточ­ных опор ведется исходя из условий устойчивости вала, для этого обычно используют известные урав­нения Н. Д. Ляпкова или Л. Б. Листергартена, но вследствие малоизученности сил, действующих на вал во время работы насоса, оба уравнения не дают точного представления о том, на каком расстоянии следует устанавливать промежуточные опоры. Их можно использовать лишь для приближенного расче­та с последующим уточнением расстояний между подшипниками на основе накопленного опыта. Обыч­но при расчете принимаются усредненные данные, и они корректируются по условиям эксплуатации. При этом необходимо учитывать конкретные условия эксплуатации: угол наклона скважины в месте уста­новки насоса, наличие механических примесей и солей в откачиваемой жидкости, глубину установки насоса и т. д. Такой расчет и корректировка были произведены на кафедре Машины и оборудование РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина и представлены в виде схемы и таблицы по установке промежуточных опор в зависимости от типоразмера УЭЦН и номера секции по просьбе АО "Черногорнефть".