Статья:

Особенности применения погружных насосов в нефтепромышленности

Конференция: XXXI Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Щукина А.Д., Максимова А.С. Особенности применения погружных насосов в нефтепромышленности // Технические и математические науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. XXXI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 8(31). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_tech/8(31).pdf (дата обращения: 26.01.2022)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Особенности применения погружных насосов в нефтепромышленности

Щукина Анна Дмитриевна
курсант, Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б.П. Бугаева, РФ, г. Ульяновск
Максимова Ангелина Сергеевна
курсант, Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б.П. Бугаева, РФ, г. Ульяновск

 

Нефтяная индустрия является важнейшей отраслью российской промышленности. Важность это природного энергоресурса для отечественной экономики трудно переоценить. Уровень развития нефтепромышленности на данный момент требует постоянной модернизации производимого технологического оборудования, в особенности насосного: совершенствования его конструкции и технологии изготовления, а также повышения энергетической эффективности и конкурентоспособности на мировом рынке. По разным оценкам сейчас на насосное оборудование приходится около 50 % мирового потребления всей вырабатываемой электроэнергии при подготовке и транспорте нефти [1]. 

География нашей страны позволяет с каждым годом обнаруживать все больше месторождений нефти, запасы углеводородов оцениваются примерно в 19 миллиардов тонн. Большую часть из них невозможно добыть. Это связано во многом с климатическими условиями и малой изученностью наиболее перспективных районов для открытия нефтяных месторождений.

Сложность добычи нефти связана также с её физико-химическими свойствами. С ростом глубины залегания изменяются свойства нефти. Чем дальше от поверхности, тем она более легкая, в ней меньше тяжелых (битумных, асфальтено-смолистых) фракций и больше растворенного газа. На глубинах 4-5 тыс. м газонасыщение нефти достигает 1000 м3/т, это в десятки раз выше, чем на малых глубинах [2]. Подбор специальной техники и технологии для извлечения нефти из таких скважин - одна из главных задач направления нефтегазовой промышленности. Для подъёма нефти из скважин большой глубины наиболее подходящим является погружной насос.

Погружные насосы в зависимости от принципа работы силовой установки можно разделить на две категории: бесштанговые и штанговые. В случае бесштангового насоса силовая установка расположена в самом приборе и предназначается для извлечения жидкости наружу. А в случае штангового используется электромотор. Механизм запускает в действие специальная штанга. Ниже подробнее рассмотрим бесштанговый погружной насос.

Погружные бесштанговые насосные установки сочетают в себе главные положительные конструктивных особенности установки штангового глубинного насоса (УШГН) и установок с электроцентробежным насосом (УЭЦН), а так же исключают следующие недостатки этих же способов эксплуатации:

-использование металлоемкого наземного привода;

-использование системы механизмов, преобразующих вращательное движение в возвратно-поступательное;

-использование колонны насосных штанг.

По аналогии с установкой штангового глубинного насоса в бесштанговом погружном насосе используется объёмный типа насоса. Данный насос позволяет производить регулирование подачи без изменения напорной характеристики. И так же, как в УЭЦН для электроцентробежного насоса используется прямой погружной электрический привод.

Рассмотрим устройство погружного плунжерного насоса. Он включает корпус насоса, плунжер насоса, всасывающий клапан, нагнетательный клапан и шток плунжерного насоса. Погружная установка размещается в скважине путём спуска на насосно-компрессорных трубах (НКТ) и силовым кабелем подключается к наземному оборудованию.

В конструкции установки предусмотрен привод погружного плунжерного насоса, который выполнен в виде линейного электродвигателя и имеет цилиндрический корпус с пробкой на конце. Внутри корпуса размещены статор и головка возвратно-поступательного действия, состоящая из вала, на котором установлены постоянные магниты и магнитопроводящие сердечники.  Полости, образовавшиеся внутри корпуса и разделенные между собой статором и головкой возвратно-поступательного действия, заполняются пластовой жидкостью. При этом вал головки возвратно-поступательного действия выполнен полым и через радиальные отверстия соединяет между собой полости, образовавшиеся внутри корпуса. Причём хотя бы одна из полостей сообщается с затрубным пространством через фильтрующий элемент [3].

Основными недостатками данной конструкции являются ограничение силы тяги, вследствие пустотелости вала слайдера и высокой вероятности его насыщения при повышении рабочего тока статора, а также размещение агрессивного расходного материала (ингибитора коррозии) внутри устройства. В связи с этим снижается электрическая надежность устройства и обуславливается существенное увеличение эксплуатационных затрат из-за необходимости частых операций спуска и подъёма для заправки ингибитора.

Рассмотренная установка имеет следующие преимущества:

- повышенная надежность по сравнению с аналогичными установками (ресурс работы увеличивается на 30%), вследствие, оптимизации теплового режима линейного электродвигателя, уменьшения трения, снижения вибраций при движении слайдера.

- обеспечение ремонтопригодности установки, что позволяет снизить трудозатраты при эксплуатации.

- повышение тягового усилия из расчета на единицу длины линейного двигателя по сравнению с аналогами.

В данной статье было рассмотрено устройство погружного бесштангового насоса, его преимущества и недостатки. Исходя из полученной информации, смеем предположить, что именно этот насос в будущем будет наиболее перспективен, так как лучше всех аналогов обеспечивает тяговое усилие и надёжность. В настоящее время насос не пользуется популярностью в связи с существенными эксплуатационными затратами.

 

Список литературы:
1. Экономидес, М. Цвет нефти. Крупнейший мировой бизнес: история, деньги и политика/ Экономидес М., Олини Р. Издательство: «Олимп-Бизнес», 2004. 256 с.
2. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.agrovodcom.ru/infos/energojeffektivnost-nasosov.php (дата обра-щения 14.07.2020)
3. Вдовин Э. Ю. Погружная бесштанговая насосная установка. Патент на полезную модель RUS 2 695 163 C1 10.08.2018 [Электронный ресурс] – Ре-жим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2695163C1_20190722 (дата обращения 15.07.2020)