Исследование характеристик и модернизация насосных агрегатов нефтяных промыслов

• Автор: Бажайкин, Станислав Георгиевич
• Шифр специальности: 05.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 311 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАСЧЕТ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ НА
ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЯХ
1.1. Состояние исследования процессов перекачки газожидкостных смесей центробежными насосами
1.2. Экспериментальная установка. Методика проведения экспериментов
1.3. Экспериментальное исследование характеристик насоса
1.4. Влияние технологических параметров на значение срывного газосодержания
1.5. Влияние конструкции насоса на значение срывного газосодержания
1.6. Влияние свободного газа на напорные характеристики насоса при попадании его в направляющий аппарат центробежного насоса
1.7. Рекомендации по выбору и применению центробежного насоса при возможном попадании в перекачиваемую среду свободного газа
1.8. Анализ характеристик насоса, работающего на газожидкостных смесях
с диспергатором
1.9. Причины срыва подачи центробежного насоса на мелкодисперсных газожидкостных смесях
1.10. Об аналогии в причине срыва подачи центробежного насоса
при кавитации и перекачке мелкодисперсных газожидкостных смесей
1.11. Расчет напорных характеристики критических параметров перекачки мелкодисперсных газожидкостных смесей
1.12. Некоторые результаты промышленных исследований процесса перекачки газожидкостных смесей
1.13. Выводы по главе
ГЛАВА 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРЕКАЧКИ
ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ НА ПРОМЫСЛАХ
2.1. Способы перекачки газожидкостных смесей за рубежом и в России
2.2. Выбор параметров установок для перекачки газожидкостных смесей 99 на промыслах
2.3. Перспективы применения двухвинтовых насосов в системах сбора
и подготовки
2.4. О параметрах перекачки газожидкостных смесей по промысловым трубопроводам
2.5. Выйоды по главе

ГЛАВА 3. НОВЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА НАПОРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ НА ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЯХ И ПРИ ПОДРЕЗКЕ РАБОЧЕГО КОЛЕСА
3.1. Расчет напорных характеристик центробежных насосов на
вязких жидкостях
3.2 Расчет напорных характеристик центробежных насосов при
подрезке рабочего колеса
3.3 Выводы по главе З Г49
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РАБОТЫ НАСОСОВ НА ПРОМЫСЛАХ,
МОДЕРНИЗАЦИЯ СТАРЫХ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТИПОРАЗМЕРОВ В СИСТЕМАХ ППД И ПРОМЫСЛОВОГО СБОРА
4.1 Анализ работы насосов систем ППД на промыслах
4.2 Перспективы развития насосного оборудования в системах ППД
4.3 Анализ работы насосов типа ЦНС в системах промыслового сбора
4.4 Модернизация насосов типа ЦНС в системах промыслового сбора
4.5.Анализ и выбор перспективных направлений повышения надежности
4.6.Выводы по главе
ГЛАВА 5. ВЫБОР ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ В СИСТЕМАХ СБОРА, ПОДГОТОВКИ И ТРАНСПОРТА НЕФТИ НА ПРОМЫСЛАХ
5.1 Область применения насосов в технологических схемах сбора,
подготовки и транспорта нефти
5.2. Расчет необходимого давления на входе в центробежный насос при перекачке газонасыщенных жидкостей
5.3 Рекомендации по выбору центробежного насоса в системе сбора, подготовки и магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов
5.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
2.1. Сведения о параметрах работы ДНО по объединениям
2.2. Перечень компрессорных установок
2.2а. Перечень компрессоров
4.1.Характеристики состава перекачиваемой среды
4.2. Технические данные насосов РАН
5.1. Основные параметры и технические характеристики центробежных насосов при работе на воде
5.2. Типы электродвигателей, с которыми могут поставляться центробежные насосы
Справки о внедрении
ВВЕДЕНИЕ
В системах сбора, подготовки, транспорта нефти и поддержания пластового давления основные затраты электроэнергии приходятся на насосное оборудование. В этих системах на нефтяных месторождениях России работает более 10 тысяч насосов, которые эксплуатируются в наиболее сложных условиях. Насосное оборудование в области сбора и подготовки перекачивает среды, плотность и вязкость которых меняется во времени. Газовые включения, находящиеся в транспортируемой среде, еще более ухудшают условия перекачки. Анализ показал, что 80 % насосов работают с дросселированием или в нерасчетном режиме. Все это снижает надежность и эффективность эксплуатационного оборудования. Сложившаяся ситуация объясняется тем, что для промысловых насосов отсутствовали достаточно точные методики расчета влияния вязкости и свободного газа на характеристики насосов, а также методики выбора и эффективного использования насосов в технологической цепочке. При переходе работы нефтедобывающих предприятий на коммерческую основу возникла потребность в насосах, характеристика которых соответствует перекачиваемой среде, потребность в модернизации насосов под перекачиваемую среду, в частности, с использованием сменных роторов и подрезки рабочих колес насосов. При освоении мелких месторождений возникла потребность в насосах на малые подачи. Это характерно, как для системы сбора, так и системы поддержания пластового давления. В связи с этим необходимы теоретические решения, позволяющие определить влияние перекачиваемой среды на характеристики насосов, дающие возможность повысить их эффективность и принять решение о модернизации старых и создании новых насосных агрегатов. Разработка большего количества мелких удаленных месторождений и нерентабельность транспорта попутного газа традиционными методами привела к сжиганию газа на факелах (около 10 млрд. м3/год). Возникла необходимость в оборудовании, способном перекачивать газожидкостную смесь по одному трубопроводу. Стало очевидным,

р, Па 10"
2 4 6 { 10 12 14 16 14 20 22 24 26 2« ЗО 32 34 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 ЗО
йя'/'і
р, Па IV’
р, Па 1(Г
4 6 8 10 12 14 16 18 20
2, М -'/!
йи'іч
Рис. 1.14. Изменение характеристик насоса в зависимости от газосодержания на входе:
а - п=1500 об/мин, 1)2=12 мм, И2=218 мм; б - п=1500 об/мин, Ь2=12 мм, 02=200 мм; в - п=1500 об/мин, Ь2=12 мм, И2 = 180 мм; г - п=1500 об/мин, 1)2=12 мм, И2=164 мм; 0-5 - значения газосодержания, %
Из работы [48] известно, что с увеличением п$ возрастает область обратных токов на режиме недогрузки, что объясняет полученное поведение характеристик на газожидкостных смесях.
В завершение исследования влияния конструкции насоса по па на значения срывного газосодержания рассмотрим испытания насосов ЗК-б, 4К-12, ЗК-9, 4К-18 на газожидкостных смесях. Из зависимости Гср от (см. рис. 1.15) видно, что срывное газосодержание изменяется незначительно при