1764

Применение гидравлических приводов СШН для добычи нефти-Курсовая работа-Дипломная работа-Специальность-Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений РЭНГМ-Нефтегазовое дело-Эксплуатация и обслуживание объектов нефтегазодобычи

ID: 185251
Дата закачки: 10 Ноября 2017
Продавец: leha.se92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: Microsoft PowerPoint, Microsoft Word

Описание:
Применение гидравлических приводов СШН для добычи нефти-Курсовая работа-Дипломная работа-Специальность-Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений РЭНГМ-Нефтегазовое дело-Эксплуатация и обслуживание объектов нефтегазодобычи

Одним из распространенных методов механизированной добычи нефти является добыча с применением штанговых глубинных насосов. Приводом этих насосов служат классические механические станки-качалки, которые массово используются в нефтедобывающей отрасли. Это оборудование устарело морально и физически и не выдерживает критики ни с технической, ни с экономической, ни с организационной точки зрения.
Был разработал гидравлический привод штангового глубинного насоса (ГПШГН), получивший название «Гейзер», применение которого позволяет оптимизировать процесс нефтедобычи и повысить отдачу пластов даже на низкодебитных скважинах. Это достигается за счет работы гидропривода в амплитудном цикле, что позволяет достигать большего коэффициента заполнения (до 90%), чем у станков-качалок, работающих во временном цикле (до 70%). Этому способствует и возможность отдельного регулирования скорости опускания и подъема колонны штанг, вследствие чего длительность цикла подъема при применении гидропривода значительно короче, чем у механических качалок.
Показываю чертеж Станки-качалки с гидроприводом

В рамках разработки ГП «Гейзер» провели исследования по комплексной модернизации, рационализации и автоматизации процесса нефтедобычи. В результате в ГП удалось реализовать ручной, автоматический и дистанционный режимы работы. Один оператор может управлять сразу несколькими гидроприводами.
Электронная система «Гейзера» полностью контролирует и регистрирует весь процесс работы ГП. Она, в частности, обеспечивает плавный пуск гидропривода, плавный реверс движения штока и бесступенчатое регулирование числа качаний. Система позволяет осуществлять контроль температуры масла гидросистемы с автоматическим прогревом или охлаждением, а также контроль нагрузки на шток гидроцилиндра, давления в гидросистеме, уровня и температуры масла, общей наработки, количества двойных ходов с выводом этих параметров на блок индикации.
Электронная система управления обеспечивает защиту электропривода при возникновении внештатных ситуаций. К примеру, если произошел клин из-за АСПО или солеотложений, система настраивается на специальный режим, цель которого – плавно возобновить работу насоса. Кроме того, электронная система обеспечивает безопасный пуск при температурах ниже -50°С. Также посредством этой системы есть возможность отображать динамограмму работы оборудования.
Показываю чертеж Гидравлический привод «Гейзер»

Разработан современный, перспективный, высокоэффективный гидравлический привод глубинного штангового насоса ("ГЕРОН"), который успешно конкурирует с механическими станками-качалками. Изготовленное на предприятии инновационное оборудование эксплуатируется на нефтяных месторождениях и по качеству исполнения и надёжности не уступает зарубежным производителям нефтегазодобывающего оборудования.
Гидропривод предназначен для приведения в действие одного или нескольких глубинных скважинных насосов при добыче нефти из скважин, оборудованных штангонасосной устьевой арматурой.
«ГЕРОН» позволяет проводить мониторинг и дистанционное управление технологическим процессом в режиме реального времени с минимальным участием обслуживающего персонала и техники.
Показываю чертеж Гидравлический привод «Герон»

В результате внедрения гидравлического привода насоса произошло увеличение дебита скважины на 9,3 тонны. Рост дебита скважины привел к повышению объема добычи нефти на 2786 тонну. Увеличение объема добычи нефти привело к экономии себестоимости одной тонны нефти на 1750,2 руб.
На основании вышеизложенного, можно сделать вывод о экономической целесообразности внедрения гидравлического привода.
Показываю чертеж Технико-экономические показатели




































Вопрос1. Что такое коэффициент эксплуатации скважин.
Коэффициент эксплуатации скважин – это отношение количества отработанного скважиной времени к календарному времени. Его значение 0,95-0,99.

Вопрос 2. В чем заключается эффект от внедрения гидравлических приводов?
Эффект от внедрения гидравлических приводов ШСН обусловлен их основными свойствами:
1. Уменьшенной массой.
2. Устранением необходимости в сооружении фундамента .
3. Упрощением транспортирования, погрузочно-разгрузочных работ, монтажа и демонтажа.
4. Упрощением ремонта и обслуживания в процессе эксплуатации.
5. Увеличением добычных возможностей ШСН.
6. Улучшением энергетических показателей ШСНУ.
7. Увеличением межремонтного периода работы скважины.

Вопрос 3. Для чего предназначен гидропривод ГЕЙЗЕР?
Гидропривод ГЕЙЗЕР предназначен:
- для оперативной оценки параметров нефтяной скважины
- для непрерывного извлечения пластовой жидкости
- для нефтедобычи из пластов, расположенных на глубине до 2500 метров и из низкодебитовых скважин

Вопрос 4. Как проводится работа гидропривода?
Работа гидропривода осуществляется от насосной станции, установленной в укрытии, и контролируется интеллектуальной электронной системой управления.
При подъёме колонны штанг и пластовой жидкости гидронасос подает в штоковую полость гидроцилиндра рабочую жидкость. При этом полированный шток поднимается.
При опускании - поток рабочей жидкости из штоковой полости гидроцилиндра, под действием веса колонны насосных штанг, вытесняется и через мультипликатор заряжает пневмогидроаккумуляторы с азотом или через насос-мотор и генератор с функцией рекуперации вырабатывает электроэнергию.
ВВЕДЕНИЕ

Одним из распространенных методов механизированной добычи нефти является добыча с применением штанговых глубинных насосов. Приводом этих насосов служат классические механические станки-качалки, которые массово используются в нефтедобывающей отрасли. Это оборудование уста-рело морально и физически и не выдерживает критики ни с технической, ни с экономической, ни с организационной точки зрения. Современное состояние и перспективы развития нефтяной отрасли требуют перехода на новые про-грессивные методы добычи «черного золота».
Коллектив уральских ученых и машиностроителей вместе со своими заказчиками разработал гидравлический привод штангового глубинного насоса (ГПШГН), получивший название «Гейзер», применение которого поз-воляет оптимизировать процесс нефтедобычи и повысить отдачу пластов да-же на низкодебитных скважинах. Это достигается за счет работы гидропри-вода в амплитудном цикле, что позволяет достигать большего коэффициента заполнения (до 90%), чем у станков-качалок, работающих во временном цикле (до 70%). Этому способствует и возможность отдельного регулирова-ния скорости опускания и подъема колонны штанг, вследствие чего длитель-ность цикла подъема при применении гидропривода значительно короче, чем у механических качалок.
Гейзер» прошел все испытания и сертифицирован по стандарту ГОСТ Р. Как показала практика, гидропривод прост в транспортировке, монтаже, демонтаже и наладке. Его конструкция обеспечивает точное соединение по-лированного штока глубинного насоса со штоком гидропривода. Электрон-ные системы «Гейзера» полностью контролируют и регистрируют весь про-цесс работы оборудования.
Монтаж легкой конструкции «Гейзера» не требует фундамента, опоры монтируются прямо на устье скважины либо на упрощенном основании, что позволяет значительно снизить затраты на обустройство. Монтаж или де-монтаж оборудования занимают менее трех часов.
Длина хода штока насоса от одного до шести метров легко регулиру-ется с помощью бесконтактных датчиков, диапазон числа двойных ходов со-ставляет от 0,2 до шести в минуту. В гидроприводе «Гейзер» реализован ручной, автоматический и дистанционный режим работы, есть возможность удаленного управления группами гидроприводов одним оператором.
Преимущество «Гейзера» еще и в том, что системы управления и кон-троля установлены в специально оборудованном укрытии, расположенном на безопасном расстоянии от скважины. Такое удаление повышает техниче-скую и пожарную безопасность, а применение укрытия делает условия труда людей в суровом климате более комфортными.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проблемы и перспективы совершенствования при-водов станков-качалок

Привод штангового скважинного насоса, или, как его традиционно называют станок-качалка (в дальнейшем - СК), является одним из важнейших компонентов штанговой скважинной насосной установки, предназначенной для подъема пластовой жидкости из скважин. СК обеспечивает перемещение плунжера насоса посредством колонны насосных штанг. Этот вид насосных установок является наиболее массовым в нефтедобывающей промышленно-сти, и в настоящее время ими оснащено свыше половины всего фонда дей-ствующих скважин.
Следует иметь в виду, что термин «станок-качалка» не соответствует его устройству и назначению. Эта установка не качает, а является приводом насоса, спущенного в скважину для откачки жидкости. Поэтому во вновь разрабатываемых стандартах используется термин «привод штангового скважинного насоса», как более точно отражающий его назначение.
Насосная установка в целом и его наземная часть — станок-качалка яв-ляются достаточно консервативным комплексом оборудования, основные конструктивные элементы которого не меняются на протяжении многих деся-тилетий. Основной областью применения СК являются скважины с глубиной подвески насоса до 1500 м и дебитами пластовой жидкости до 20 м3/сутки, что характерно для примерно 80% всего фонда скважин в стране. Незначи-тельное число СК обеспечивает подъем жидкости при глубине подвески до 2750 м или дебите до 60 м3/сутки.
В основном на отечественных нефтепромыслах применяются СК с дли-ной хода 2,5-3 м и максимальной нагрузкой в точке подвеса 60-80 кН. Нуж-но отметить, что основные параметры фонда скважин изменяются очень мед-ленно, а поэтому и необходимость в изменении характеристик станков-качалок отсутствует. В тоже время разнообразие условий эксплуатации, например пробная эксплуатация скважин, требует новых типов приводов, которых обеспечивают расширение возможностей данных устройств.
СК в силу заложенного в них принципа действия и необходимости уравновешивания обладают высокой металлоемкостью — в среднем 15-25 т - и поэтому требуют сооружения массивного железобетонного фундамента или стального основания. В большинстве случаев СК монтируются рядом с устьем скважины и не меняются в течение всего периода их эксплуатации. Область применения станков-качалок ограничена условно прямолинейными и мало искривленными скважинами. Наличие значительных неуравновешен-ных масс не позволяет использовать их на морских промыслах, а на заболо-ченных территориях требуется сооружение дорогостоящих фундаментов, стоимость которых может превышать стоимость самих СК.
Современные СК состоят из рамы, стойки, преобразующего механизма (балансир, траверс, шатуны, кривошипы), редуктора, клиноременной пере-дачи и приводного двигателя. Фактический срок службы этого оборудова-ния, исходя из мирового опыта, составляет более 20-30 лет. Его ремонт или замена являются чрезвычайно трудоемкими и дорогостоящими операциями, что обусловлено, в частности, значительной массой и габаритами оборудо-вания.
Совершенствование станков-качалок идет в направлении разработки новых типоразмеров с аналогичными или близкими параметрами взамен имеющихся, а также проектирования устройств, основанных на иных прин-ципах действия. К примерам последних следует отнести станки-качалки с гидроприводом, безбалансирные станки-качалки ленточного типа, цепные и др. Однако если по техническим параметрам эти устройства существенно превосходят традиционные станки-качалки, то по надежности до настоящего времени их превзойти не удалось. Поэтому в ближайшие 5 -10 лет этот вид приводов будет по-прежнему монополистом на нефтяных промыслах.
СК является машиной, конструкция которой совершенствовалась в те-чение всей истории нефтедобывающей промышленности. В существующих ныне конструкциях изменений не предвидится. Энергоемкость и удельная мощность СК определяются прочностными показателями материалов, изме-нений которых также не предвидится. Можно, конечно, сделать балансир из углепластика, а при изготовлении редуктора использовать нанотехнологии, но и цена у таких изделий будет космическая.
Перспективы изменения стоимости СК можно отследить по следующим характеристикам. Основную долю в общем балансе составляет стоимость ма-териалов. Для наиболее распространенных СК с максимальным усилием в точке подвеса 60-80 кН собственная масса составляет 15-20 т. Из них на стальной прокат с минимальной механической обработкой приходится около 30%, литой чугун — 45%, на стальные детали с механической обработкой — 15%, остальное — на покупные изделия. Динамика изменения стоимости этих материалов в совокупности с механосборочными работами позволяет про-гнозировать увеличение цен на 5-8% в год без учета инфляции.
Основными конкурентами в области применения штанговых скважин-ных насосных установок с приводом от СК в настоящее время являются гид-ропоршневые, электровинтовые, диафрагменные, струйные и штанговые винтовые насосные установки. Первые четыре типа установок стоят суще-ственно дороже, а последний является основным конкурентом для эксплуа-тации прямолинейных и малоискривленных скважин. Винтовые штанговые насосные установки характеризуются более низкой ценой наземной части, не требуют сооружения фундамента и достаточно надежны. Их внедрение явля-ется скорее организационной, чем технической проблемой, о чем свидетель-ствует опыт их эксплуатации в Канаде.
История развития станков-качалок хорошо отражается в этапах со-вершенствования стандартов на них. Не рассматривая первые образцы, имевшие деревянный балансир и открытую зубчатую передачу, можно ска-зать, что их развитие, как серьезного машиностроительного изделия, нача-лось с создания конструкции, параметры которой были регламентированы стандартом "Станки-качалки" (ГОСТ 5866). Последняя редакция этого ГОС-Та была разработана в 1987 г. За рубежом параметры станков-качалок ре-гламентируются стандартом Американского нефтяного института Specification for Pumping Units Spec HE API. В настоящее время в нашей стране действует государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 5866, гармонизированный с Spec HE API.
Отличие последнего отечественного стандарта от предыдущих заклю-чается в том, что кинематическая схема СК не регламентируется ни прямо, ни косвенно. Стандарт содержит требования, касающиеся исполнения основ-ных узлов, а также регламентирует показатели надежности, экологические и эргономические. При этом требования, касающиеся длины хода, нагрузки в точке подвеса штанг и крутящего момента на выходном валу редуктора, приведены в соответствие со Spec HE API. Подобный подход обеспечивает возможность разработки новых типов приводов насоса.
СК характеризуются тремя основными параметрами: длиной хода точ-ки подвеса штанг, максимальной нагрузкой в точке подвеса штанг и крутя-щим моментом на выходном валу редуктора.
Новый отечественный стандарт, гармонизированный со стандартом API, предусматривает ряд значений длины хода – от 0,41 до 7,62. Исследо-вания зависимостей массы и габаритов балансирных станков-качалок пока-зывают, что подобная схема привода может быть реализована только для длины хода, не превышающей 6,1 м. При дальнейшем увеличении длины требуется масса привода свыше 60 т, что делает нереальным его изготовле-ние, монтаж и обслуживание в условиях массовой эксплуатации. Поэтому длина хода точки подвеса штанг свыше указанной величины не должны ре-гламентироваться вообще.
Максимальная нагрузка в точке подвеса штанг является вторым основ-ным параметром привода. Ее значения в процессе эксплуатации обусловле-ны большим количеством факторов — это условный диаметр применяемого скважинного насоса, глубина его подвески, физические характеристики пла-стовой жидкости и др. Поэтому выбор значений максимальной нагрузки, как правило, сводится к выбору ряда круглых чисел, составляющих арифмети-ческую прогрессию. За всю историю отечественного нефтепромыслового машиностроения в серийном производстве были освоены станки-качалки с грузоподъемностью до 80 кН включительно. Опыт эксплуатации этого обо-рудования на отечественных промыслах показывает, что потребность в при-водах с максимальным усилием менее 40 кН практически отсутствует.
Третьим основным параметром является величина крутящего момента на выходном валу редуктора. Этот параметр - комплексный и при одном и том же числе двойных ходов характеризует производительность станка-качалки, поскольку зависит и от длины хода, и от полезной нагрузки в точке подвеса штанг. Редукторы, реализующие стандартные значения крутящего момента, обеспечивают создание до 5 типоразмеров приводов, которые от-личаются длиной хода и усилием в точке подвеса штанг.
Монополизация в СССР разработки и изготовления станков-качалок только в Баку и отсутствие конкурентов привели к катастрофическому паде-нию качества основного нефтепромыслового оборудования. Так, станки-качалки эксплуатировались в режимах, соответствующих 30-50% их пас-портной максимальной мощности. При попытке эксплуатировать их с мак-симальными паспортными параметрами они выходили из строя в течение 2-3 недель. С распадом Советского Союза исчезла база производства почти всей номенклатуры оборудования для добычи нефти штанговыми насосами. Од-нако ряд оборонных и гражданских предприятий России освоил производ-ства станков-качалок. Высокий уровень конструкторских разработок, совре-менный парк станков и высокая технологическая дисциплина позволили до-вести их показатели надежности до уровня, соответствующего мировым тре-бованиям.
В первые годы освоение в России производства станков-качалок про-исходило особенно бурно. Это было обусловлено с одной стороны огром-ным, как казалось маркетинговым службам заводов-производителей, рынком сбыта, а с другой, тоже как казалось, простотой изделия. В результате исчез дефицит этого оборудования, изменились параметры, резко улучшилось ка-чество изделий. Производством СК занималось сначала много заводов. Од-нако практика показала, что выход на рынок и занятие устойчивых позиций возможны только при правильной маркетинговой политике.
За последнее время существенных изменений ни в качестве станков-качалок, ни в их параметрах не произошло. Хотя значительная доля рабо-тающих СК формально давно выработала ресурс, на промыслах принима-ются все возможные усилия, чтобы продлить действие разрешительной до-кументации на СК, находящиеся в приемлемом техническом состоянии, в том числе за счет их ремонта. Такая политика проводится с целью снижения за-трат и в ответ на высокие отпускные цены, устанавливаемые заводами-изготовителями.
Создавшаяся ситуация логична – в нефтедобывающих районах – это Татария, Башкирия, районы Поволжья и часть Западной Сибири - происхо-дит обводнение скважин и снижение их дебитов. Около 50% скважин обеспе-чивает дебит пластовой жидкости не более 5 м3/сутки при высокой обводнен-ности. Установка нового оборудования при таких дебитах не позволит оку-пить расходы на приобретение СК, сооружение нового фундамента, их мон-таж и транспортировку.
Ремонт СК выполняется собственными силами предприятий. При этом приходится обычно заменять только редуктор, срок службы которого в настоящее время недопустимо низок. Ситуация отслеживается машинострои-телями – часть из них прекратили выпуск СК, а некоторые ограничиваются изготовлением редукторов. Это ведет к истощению технологической базы, разрушению отлаженного производства и застою в развитии нового обору-дования.
К основным недостаткам балансирных СК следует отнести:
- низкий срок службы редуктора (если у американских производителей он составляет 20 лет, то отечественные работают в среднем 5 лет);
- разрушение элементов преобразующего механизма;
- неудовлетворительное центрирование канатной подвески, обуслов-ленное неточностью изготовления головки балансира и приводящее к уско-ренному износу устьевого уплотнения;
- неудобство перестановки пальцев шатунов;
- высокая трудоемкость перемещения грузов при уравновешивании;
- неудобство обслуживания клиноременной передачи;
- неудобство поворота головки балансира перед выполнением подзем-ного ремонта скважин.
Говоря о перспективах развития штангового способа эксплуатации скважин и соответственно о перспективах совершенствования приводов штанговых скважинных насосов необходимо иметь в виду, что вновь вводи-мые в эксплуатацию месторождения по своим масштабам не сравнимы с ра-нее освоенными - они располагаются в основном в труднодоступных, забо-лоченных районах с вечно мерзлыми грунтами. Бурение скважин на таких территориях ведется, как правило, с кустов наклонно-направленными сква-жинами, эксплуатация которых штанговыми насосами затруднительна. А к перспективным относятся районы шельфа и морские месторождения, на ко-торых применение механических СК нереально.
Поэтому необходимости в каком-нибудь существенном совершенство-вании конструкции СК сегодня нет. Основное направление их развития должно заключаться в увеличении надежности, облегчении обслуживания и снижении металлоемкости в рамках существующих отработанных схем. По-следнее подразумевает, например, применение одноплечных СК с пневмати-ческим уравновешиванием, которые по сравнению с двуплечными, анало-гичными по параметрам, имеют меньшие габариты и массу.
Ситуация с балансирными СК отнюдь не означает прекращения работ по созданию приводов, основанных на иных принципах действия. Развитию этих работ благоприятствует упомянутый выше новый стандарт на приводы штанговых насосов, который не регламентирует устройство и кинематиче-скую схему приводов, а только их выходные параметры.
При этом можно выделить новые приводы с использованием цепной передачи, выпуск которых налажен в Татарии, гидравлические приводы с пневматическим уравновешиванием, выпускаемые ОАО "Мотовилихинские заводы" (Пермь) и гидравлический привод с инерционным уравновешивани-ем, разработанный в РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина.
Основой для создания гидроприводных установок послужили выпус-кавшиеся серийно гидравлические приводы с использованием насосно-компрессорных труб в качестве уравновешивающего груза «АГН». Выпус-каются они пока опытно-промышленными партиями, но факт ведения этих работ свидетельствует о возможности массового появления приводов штан-гового насоса нетрадиционных конструкций.
Основными достоинствами гидравлического привода, независимо от способа уравновешивания, являются:
- монтаж непосредственно на устье скважины и отсутствие необходимо-сти в фундаменте. Это позволяет запустить его в работу через 2-3 часа после начала монтажа и исключает необходимость центрирования;
- простота регулирования режима работы в достаточно широком диа-пазоне длины хода точки подвеса штанг и числа двойных ходов - от 15 до 1 хода в минуту;
- отсутствие необходимости в уравновешивании инерционных приво-дов;
- малая, порядка 1 – 1,5 т, масса, что позволяет доставлять их на сква-жину с помощью вертолетов.
Так что можно прогнозировать, что в ближайшие годы спрос на стан-ки-качалки останется на прежнем уровне, каких-либо изменений в балансир-ных приводах не произойдет, а дальнейшее развитие приводов будет идти в направлении создания и совершенствования нетрадиционных конструкций.


2.2 Нефтепромысловые комплексы ГЭМШ

Нефтепромысловые комплексы ГЭМШ (аббревиатура означает «Гидро Энергетическая Машина Штанговая») для модернизации штан-говых систем.
Решая задачи роста рентабельности нефтепроизводства добычи, по-вышения нефтеотдачи пластов и т.д. нефтедобывающие компании широко используют методы изменения текущих отборов пластовой жидкости, уменьшая или прекращая отборы из одних скважин, увеличивая отборы из других. Именно этим объясняется растущая потребность «в умных» нефте-добывающих насосных системах, обладающих функциями дистанционного бесступенчатого управления.
Производители нефтяного оборудования, реагируя на эту потребность, предлагают различные системы частотного регулирования приводных элек-тродвигателей как для установок УЭЦН, так и для штанговых систем СШН. В последние годы наблюдается рост применения таких систем, однако в ос-новном это относится к центробежным насосным установкам УЭЦН. В сква-жинах, эксплуатируемых этими системами, экономический эффект проявля-ется более ощутимо, чем в скважинах, оснащенных УСШН. Возможно, что наблюдаемое в последние годы повышение в российском фонде добывающих скважин доли скважин с УЭЦН произошло во многом благодаря их оснаще-нию такими системами.
С другой стороны, известно, что с помощью УСШН, укомплектован-ных механическими балансирными станками-качалками, эксплуатируется преобладающая доля мирового фонда скважин. Они «полюбились» нефтя-никам благодаря объемному принципу действия скважинного насоса, эффек-тивному при откачке относительно небольших (до 30-40 м3/сутки) объемов жидкости. Важную роль играют и другие достоинства штанговых систем - высокий срок службы и ремонтопригодность, меньшая зависимость (по сравнению с УЭЦН) от температуры откачиваемой жидкости, газосодержа-ния на приеме насоса, уровня давления жидкости в скважине, содержания в откачиваемой жидкости растворенных солей и взвешенных частиц и т.д.
Применение УСШН ограничивают, например, высокие капитальные затраты на замену механического балансирного станка-качалки на более мощный аналог, потребность в котором появляется при необходимости уве-личить глубину спуска насоса, высоту подъема жидкости и т.д. Не случайно большинство российских месторождений сегодня оснащено станками-качалками, которые уже отслужили более 30 лет. Эти морально и физически устаревшие качалки обеспечивают, как правило, высоту подъема жидкости не более 1200 м, и эксплуатируются без систем частотного регулирования оборотов электродвигателя, поскольку по ряду объективных технических причин такая модернизация не окупается.
Испытывая острую потребность в дистанционно управляемых насос-ных установках для отбора жидкости из осложненных по температуре и со-лям скважин со среднесуточными дебитами менее 20 т/сутки и высотой подъ-ема свыше 1500 м, российские нефтяники зачастую вынуждены удовлетво-рять ее с помощью установок УЭЦН, используя их в неблагоприятных пери-одических режимах. Отрицательными следствиями являются низкая рента-бельность эксплуатации таких скважин.
Цели и задачи инновационного проекта ГЭМШ
Целью проекта ГЭМШ (аббревиатура означает «Гидро Энергетическая Машина Штанговая») является создание и внедрение нефтепромысловых комплексов для штанговой насосной добычи, обеспечивающих высокую рен-табельность замены станков-качалок на более мощные. Концепция ГЭМШ базируется на использовании гидропривода для создания тягового усилия колонны штанг.
Появившийся в 50-х годах активный интерес разработчиков насосных установок к гидроприводам был обусловлен желанием увеличить длину хода плунжера насоса, уменьшить массу и габариты наземного привода и повы-сить управляемость процессом откачки. Однако ни один из многих появив-шихся на рынке конструкционных вариантов гидравлических приводов не смог занять практически значимой позиции.
На наш взгляд, отсутствие потребительского спроса на предлагавшиеся ранее на рынке гидроприводы СШН объясняется влиянием следующих фак-торов:
• неудовлетворительный выбор силового насоса для насосной станции гидропривода.
Силовой насос играет важнейшую роль в работе гидропривода, пре-образуя крутящий момент электродвигателя в энергию рабочей жидкости его гидравлической системы. Основные эксплуатационные требования к си-ловому насосу - высокие кпд и надежность, компактность, управляемость, стабильность рабочих характеристик при длительной непрерывной работе в полевых условиях без обслуживания, при колебаниях нагрузок, температу-ры и физических свойств рабочей жидкости. Гидроприводы СШН, которые предлагались на рынке нефтяного оборудования, комплектовались различ-ными типами насосов, в том числе поршневыми, винтовыми и центробежны-ми. Однако результаты их применения в подавляющем большинстве приме-ров нельзя считать удовлетворительными.
• загромождение приустьевого пространства скважины.
Конструкции испытанных ранее гидроприводов были неудобными для выполнения работ по обслуживанию и ремонту скважины. Гидропривод, как правило, загромождал подходы к устью скважины при его обслуживании и подготовке для проведения спуско-подъемных операций. Этого не происхо-дит при использовании балансирных станков-качалок. Приустьевая пло-щадка скважины поддерживается свободной; нависающая над устьем сква-жины головка балансира, к которой подвешивается колонна штанг, не огра-ничивает доступа к устьевой арматуре; головка балансира сравнительно лег-ко откидывается или отворачивается в сторону, освобождая пространство над устьем для выполнения спуско-подъемных операций труб и штанг. Та-ким образом, балансирный способ передачи тягового усилия колонне штанг оказывается более предпочтительным для нефтяников в сравнении с реали-зованными на практике конструкциями гидропривода.
• отсутствие инфраструктуры обслуживанию и ремонта гидроприводов.
Существующие мощности сервисных подразделений и компаний, вы-полняющих обслуживание парка механических балансирных станков-качалок (сооружение железобетонных фундаментов или стальных оснований, монтаж, ремонт и пр.) не могли без серьезной модернизации эффективно ис-пользоваться для обслуживания и ремонта гидроприводов. Для этой цели требовался специально подготовленный персонал и новое технологическое оборудование. В то же время испытания наиболее известных систем гидро-приводов проводились на единичных опытных образцах либо небольших опытных партиях, при отсутствии специализированных сервисных услуг. Это во многом предопределило неудачу внедрения этих новых систем.
Очевидно, что успешное внедрение даже удачной конструкции гидро-привода вряд ли возможно при отсутствии специализированных сервисных структур, пригодных для оперативного решения текущих проблем по об-служиванию и ремонту опытных образцов и партий.
Инициативный проект ГЭМШ реализуется специалистами ЗАО «Тур-болифт» на базе и с учетом мирового и отечественного опыта в области гид-ропривода для СШН. Новые подходы Компании, реализуемые в Проекте, состоят в следующем:
• насосная станция гидропривода построена на основе специально раз-работанного многоступенчатого роторно-вихревого насоса ЗАО «Тур-болифт», эксплуатационные показатели которого превосходят показа-тели использованных в предшествовавших конструкциях поршневых, винтовые и центробежных насосов,
• для передачи тягового усилия колонне штанг используется балансир-ный механизм, который позволяет сохранить привычные для нефтяни-ков условия на устье скважины и отработанные технологии подземного ремонта,
• с целью сокращения затрат на испытания и внедрение гидропривода ГЭМШ предполагается применить принцип модернизации действую-щего парка балансирных станков-качалок с максимальным использо-ванием имеющихся на промысле и пригодных для эксплуатации в со-ставе ГЭМШ деталей и узлов, а доукомплектовать специальным техно-логическим оборудованием действующие сервисные структуры для об-служивания и ремонта скважин, оборудованных приводами ГЭМШ.
Состав нефтепромыслового комплекса ГЭМШ (НПК ГЭМШ)
НПК ГЭМШ поставляется в виде комплекта базовых блоков, использо-вание которых позволяет реализовать различные варианты модернизации балансирных станков-качалок штанговых систем СШН:
Блок 1. Силовая насосная станция (СНС) включает:
• роторно-вихревой насос с номинальным напором 500 м и номиналь-ным расходом 2м3/ч,
• стандартный обратный клапан,
• стандартный газовый аккумулятор с мембранным разделителем,
• масляный гидробак 230 л,
• стандартные газовые баллоны.
Блок 2. Гидроцилиндр.
Номинальное тяговое усилие 3 т, длина хода поршня до 3 м.
Для комплектации гидроцилиндра используются:




Комментарии: 5.2 Выводы и предложения

Экономическая эффективность внедрения мероприятий научно – технического прогресса определяется как превышение стоимости оценки результатов над затратами по внедрению данного мероприятия.
В результате внедрения гидравлического привода насоса произошло увеличение дебита скважины на 9,3 тонны. Рост дебита скважины привел к повышению объема добычи нефти на 2786 тонну. Увеличение объема добычи нефти привело к экономии себестоимости одной тонны нефти на 1750,2 руб.
Экономия затрат на добычу нефти позволила получить условно – годовую экономию от внедрения мероприятия в сумме 9,9 млн. руб. Фактическая сумма прибыли составила 20,7 млн. руб. и превысила сумму прибыли, получаемую до внедрения мероприятия на 15,2 млн. руб.
Удельная прибыль характеризует сумму дохода, приходящуюся на одну тонну нефти и в результате внедрения мероприятия она выросла на 1750,20 руб.
На основании вышеизложенного, можно сделать вывод о экономической целесообразности внедрения гидравлического привода.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экономический эффект от внедрения гидравлических приводов ШСН обусловлен их основными свойствами:
1. Уменьшенной массой.
2. Устранением необходимости в сооружении фундамента .
3. Упрощением транспортирования, погрузочно-разгрузочных работ, монтажа и демонтажа.
4. Упрощением ремонта и обслуживания в процессе эксплуатации.
5. Увеличением добычных возможностей ШСН.
6. Улучшением энергетических показателей ШСНУ.
7. Увеличением межремонтного периода работы скважины.
Основные выводы:
1. Повышение эффективности штанговых скважинных насосных установок можно достигнуть за счет применения объемного гидропривода в сочетании с использованием аккумулятора с высокой удельной энергоемкостью, в качестве которого рекомендуется использовать колонну НКТ или маховик.
2. Использование гидроприводных ШСНУ, выполненных в соответствии с рекомендуемыми принципами построения их схем, позволяет уменьшить их массу по сравнению с механическими балансирными станками-качалками в 5 - 7 раз, выполнять привод в виде моноблока, монтируемого на фланце колонной головки и таким образом вообще отказаться от сооружения специального фундамента.
3. Применение гидропривода в сочетании с предлагаемыми энергоемкими аккумуляторами энергии и схемами их связи с гидросистемой позволяет обеспечить реализацию оптимального закона движения точки подвеса штанг, обеспечивающего увеличение производительности скважинного насоса на 8 - 12% и сократить инерционные составляющие усилия.
4. Использование в качестве аккумулятора колонны НКТ позволяет свести к минимуму влияние внешних факторов на уравновешенность привода, что в сочетании с нагрузочной характеристикой гидропривода позволяет уменьшить мощность двигателя на 10 - 15% по сравнению с мощностью двигателей механических приводов ШСН и соответственно сократить удельные затраты энергии на подъем пластовой жидкости.
5. Параметрический ряд гидроприводных штанговых скважинных насосных установок должен состоять из 3 - 4 типоразмеров индивидуальных установок, что позволит полностью удовлетворить потребность промыслов в подобных установках. На базе этих установок при необходимости могут создаваться специализированные приводы - например, для пробной или групповой эксплуатации и т.п.



Размер файла: 3,1 Мбайт
Фаил: (.rar)
-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

    Скачано: 2         Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

Применение гидравлических приводов СШН для добычи нефти-Курсовая работа-Дипломная работа-Специальность-Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений РЭНГМ-Нефтегазовое дело-Эксплуатация и обслуживание объектов нефтегазодобычи
Ещё искать по базе с такими же ключевыми словами.