Увеличение межремонтного периода за счет использования оборудования для защиты ЭЦН от механических примесей. ЭЦНМ5-40-1700. Дипломный проект-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ УЭЦН ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ


Техническим результатом, достигаемым при использовании данного устройства, является повышение межремонтного периода работы оборудования, более эффективное охлаждение всех нагревающихся частей погружного электродвигателя восходящим потоком жидкости и отвод попутного газа в затрубное пространство, минуя прием насоса.
Технический результат достигается за счет создания электроцентробежной погружной установки, состоящей из насоса, протектора, электродвигателя, кожуха, накопителя и фильтра с отверстиями, причем фильтр внутри имеет всасывающую трубу, расширяющуюся книзу, подвижную пружину с кольцевой крышкой, расположенную внутри или снаружи фильтра, а в нижней части фильтра установлен шламоуловитель.
Технический результат достигается за счет того, что электроцентробежная погружная установка (фиг.1)содержит насос 1 с приемной сеткой 2, протектор 3, электродвигатель 4, кожух 5, фильтр 6 с всасывающей трубой 13, песконакопитель 7, переводные муфты 10и 14, колонну НКТ 11. Кожух 5 изготовлен из одной или нескольких труб соответствующего размера, вверху соединен с колонной НКТ переводной муфтой 10, внизу- муфтой 14 с фильтром 6, с подвижной пружиной 9, установленной внутри или снаружи фильтра 6.
Подвижная пружина 9 в верхней части имеет кольцевую крышку 8, перекрывающую кольцевое пространство фильтра. В нижней части подвижная пружина 9 прикреплена к внутренней или наружной части корпуса фильтра 6. Выше кольцевой крышки 8 в корпусе фильтра имеются отверстия большего диаметра. Ниже кольцевой крышки 8 в основной части корпуса фильтра 6 имеются отверстия равные удвоенному среднему размеру выносимого песка или проппанта. Снаружи фильтра 6 может быть установлен шламоуловитель 12.
Количество отверстий в фильтре n определяется из дебита скважины Q по соотношениям:
F=Q/86400V; n= k F/f;
где V скорость движения жидкости через отверстия фильтра 6;
k-коэффициент , учитывающий содержание газа;
f- площадь сечения одного отверстия.
Устройство направлено на повышение межремонтного периода работы установки ЭЦН при добыче жидкости с высоким содержанием мехпримесей и газа, в том числе и после гидроразрыва пласта, путем отделения на первом этапе наиболее крупной составляющей песка в фильтре 6 и сброса его в шламоуловитель 12,на втором этапе улавливание мелких фракций песка в песконакопитель 7 и на третьем этапе- улавливание оставшихся частиц над переводной муфтой 14.
Кроме того в предлагаемом устройстве предусмотрено отделение и отвод свободного газа через верхние отверстия фильтра 6.
Предлагаемая электроцентробежная погружная установка работает следующим образом: жидкость с песком поступает через фильтр 6. Наиболее крупные частицы песка (или проппанта) будут задерживаться фильтром 6 и под собственным весом оседать в шламоуловителе 12. Более мелкие фракции песка будут проникать во внутрь фильтра 6 и вместе с жидкостью двигаться вниз, ускоряясь в месте расширения внутренней всасывающей трубы 13. За счет высокой скорости и массы частицы будут проскакивать вниз в песконакопитель 7, который может состоять из нескольких труб, а жидкость в центральной части трубы 13 изменит вектор движения на противоположный. Скорость восходящего потока будет в несколько раз ниже нисходящего за счет увеличения сечения внутреннего канала расширения трубы13, что обеспечит эффективное отделение жидкости от песка. Остаточный песок будет отделен в районе переводной муфты 14 за счет резкого изменения вектора скорости движения жидкости. Затем очищенная жидкость поступит в кожух 5,охлаждая электродвигатель, и в приемную сетку 2 насоса 1.
В случае забивания отверстий фильтра 6, разряжение внутри фильтра 6 увеличится и тогда жидкость начнет поступать через верхние (крупные) отверстия фильтра 6, сжимая (разжимая) подвижную пружину 9 с кольцевой крышкой 8. Кольца подвижной пружины начнут выдавливать и сбивать застрявшие частички песка, освобождая отверстия фильтра.
Попадающий в фильтр свободный газ будет скапливаться под кольцевой крышкой 8 подвижной пружины 9,способствуя ее колебанию, и отводиться через верхние отверстия фильтра в межтрубное пространство.
Длина и объем песконакопителя 7 и шламоуловителя 12 рассчитываются в зависимости от типоразмера применяемых труб, концентрации песка в добываемой продукции и необходимого межремонтного периода.

В данной квалификационной работе было рассмотрено оборудование для защиты УЭЦН от механических примесей с целью увеличения его межремонтного периода, увеличения срока его службы и снижению числа аварийных ситуаций связанных с его износом.
Проведен анализ современных способов защиты УЭЦН от механических примесей, выявлены основные недостатки существующих конструкций.
По итогам проведенных расчетов срок заполнения песконакопителя равен 5,4 месяца.
Показан экономический эффект от внедрения нового оборудования, а также были рассмотрены вопросы техники безопасности и экологичности проекта.