Искусственный подъемэто процесс, при котором, когда естественной энергии пласта недостаточно для поддержания естественного притока или хотя естественный приток возможен, но дебит недостаточен, в стволе скважины устанавливается механическое оборудование для обработки жидкости, позволяя ей вытекать на поверхность.
В настоящее время при разработке нефтяных и газовых месторождений широко применяются следующие методы подъема:сштанговый насосдобыча нефти и добыча нефти бесштанговыми насосами.Штанговые насосыподразделяются на станки-качалки и винтовые насосы, в то время как добыча нефти бесштанговыми насосами включает в себя подъем нефти с помощью электропогружных насосов, добычу нефти с помощью гидропоршневых насосов и добычу нефти с помощью гидроструйных насосов.
Далее будут сравниваться преимущества, недостатки, условия применения и современные области применения насосных агрегатов, винтовых насосов и электропогружных насосов.
I. Сравнение принципов работы:
1. Насосный агрегат:Штанговый насосДобыча нефти — это метод подъема, при котором энергия поверхности передается скважинной жидкости через насосную штангу и насос.
Насосный агрегат является наиболее распространенным типомштанговый насосДобыча нефти. Возвратно-поступательное движение точки подвеса через штангу передается на скважинный плунжерный насос.
Принцип работы: 1. Винтовой насос: силовой агрегат через ремень и редуктор передаёт высокоскоростное вращательное движение коленчатому валу, заставляя кривошип вращаться с низкой скоростью. Кривошип через шатун и поперечину приводит в движение балансир, совершая возвратно-поступательные движения. Подвесной трос, закреплённый на головке насоса, приводит в движение колонну насосных штанг.
2. Винтовой насос: Винтовой насос с поверхностным приводом — это метод добычи нефти, при котором вращательное движение приводной головки устья скважины передается винтовому насосу через насосную штангу.
Принцип работы: По всей длине винтового насоса между наружной поверхностью ротора и внутренней поверхностью резиновой втулки статора образовано множество герметичных камер. При вращении ротора герметичные камеры непрерывно образуются между ротором и внутренней поверхностью резиновой втулки статора на всасывающем конце, перемещаясь к нагнетательному концу и, наконец, исчезая там. Масло всасывается под действием разности давлений на всасывающем конце и выталкивается от всасывающего конца к нагнетательному, при этом давление постоянно увеличивается, а расход остается очень равномерным.
Рабочий процесс винтового насоса по сути представляет собой процесс непрерывного образования, перемещения и исчезновения герметичных камер.
3. Электропогружной насос (ЭЦН): поверхностный источник питания ЭЦН передаёт электроэнергию на погружной скважинный двигатель через трансформатор, панель управления и подводный кабель. Этот двигатель приводит в действие многоступенчатый центробежный насос, преобразуя электрическую энергию в механическую для подъёма скважинной жидкости на поверхность.
Установка для добычи нефти ЭЦН в основном состоит из трех частей: скважинного блока (включающего погружной двигатель, протектор, сепаратор и многоступенчатый центробежный насос); системы передачи электроэнергии; и наземной системы управления (включающей панель управления, трансформатор и распределительную коробку).
Принцип работы: Когда двигатель приводит в движение рабочее колесо на валу насоса, вращая его с высокой скоростью, каждая частица жидкости внутри рабочего колеса подвергается воздействию центробежной силы, которая отбрасывается от центра рабочего колеса по проточным каналам между лопатками к его периферии. Давление и скорость жидкости одновременно увеличиваются. Затем она направляется на следующую ступень рабочего колеса по направляющим каналам. Этот процесс продолжается, постепенно увеличивая энергию жидкости, проходя через все рабочие колеса, достигая в конечном итоге определённого напора и поднимая жидкость на поверхность.
Главное отличие междуштанговый насосДобыча нефти и добыча нефти бесштанговыми насосами заключается в способе передачи мощности.Штанговый насосДобыча нефти осуществляется с помощью насосной штанги, опускаемой в скважину с земли, которая передает энергию скважинному насосу, который затем качает сырую нефть на поверхность. Добыча нефти безштанговым насосом, напротив, использует кабели или жидкость под высоким давлением для передачи энергии от земли к скважине, приводя в движение скважинный агрегат, который качает сырую нефть на поверхность.
II. Сравнение основных преимуществ и недостатков:
1. Насосный агрегат:
Основные преимущества:
(1) Простота оборудования, меньше этапов монтажа и демонтажа по сравнению с винтовыми насосами и электропогружными насосами;
(2) Прочная конструкция;
(3) Надежная работа и длительный срок службы;
(4) Относительно солидный опыт управления.
Основные недостатки:
(1) Громоздкое оборудование, неудобное для разборки, сборки и перемещения в процессе добычи нефти;
(2) Подходит только для неглубоких и среднеглубоких скважин;
(3) Большая площадь, сложная для наклонно-направленных скважин и морских нефтяных скважин;
(4) Плохая приспособляемость к песку, воску, соли, воде и тяжелой нефти.
2. Винтовой насос：
Основные преимущества:
(1) Меньшие первоначальные инвестиции. Винтовые насосы по сравнению с электропогружными насосами и станками-качалками имеют более простую конструкцию и самые низкие первоначальные инвестиции;
(2) Высокая эффективность насоса, большой рабочий объём, энергосбережение и низкие затраты на обслуживание. Винтовые насосы работают при стабильной нагрузке с минимальными механическими потерями, достигая КПД насоса до 90% и КПД системы более 50%. Оборудование имеет простую конструкцию, небольшие габариты и удобно в обслуживании;
(3) Подходит для добычи тяжёлой нефти. Винтовые насосы, как правило, подходят для добычи сырой нефти вязкостью менее 8000 мПа·с, поэтому их можно использовать на большинстве скважин с тяжёлой нефтью;
(4) Возможность адаптации к скважинам с высоким содержанием песка. Теоретически винтовые насосы могут перекачивать пульпу с содержанием песка до 80%, а также обеспечивать нормальную добычу даже при содержании песка в сырой нефти до 40%;
(5) Адаптированы к скважинам с высоким содержанием газа. Винтовые насосы не подвержены образованию газовых пробок, поэтому они более подходят для смешанной транспортировки нефти и газа;
(6) Компактность и простота установки. Подходит для кустовых скважин и горизонтальных скважин на морских нефтяных месторождениях;
(7) Обеспечивает высокое противодавление на устье скважины, которое можно контролировать в пределах 1,5 МПа и выше, что выгодно для сбора и транспортировки в отдаленных скважинах;
(8) Когда двигатель или мотор останавливается, песок оседает на верхней части насоса, что повышает вероятность его возобновления работы.
Основные недостатки:
(1) Статор изготовлен из резины и его легко повредить, поэтому насос необходимо часто осматривать;
(2) Насосу требуется жидкая смазка;
(3) Резина статора не устойчива к высоким температурам и не пригодна для использования в паронагнетательных скважинах;
(4) Неправильная эксплуатация может привести к повреждению насоса;
(5) Общий напор невелик, крутящий момент велик, частота поломок штанг высока, а рабочая нагрузка в скважине велика;
(6) Износ и столкновение насосной штанги с насосно-компрессорной трубой могут легко привести к повреждению насосной штанги и связанных с ней компонентов.
3. Электрический погружной насос
Основные преимущества:
(1) Большое смещение;
(2) Простота эксплуатации и удобство управления;
(3) Может успешно применяться в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах, а также при добыче нефти на шельфе;
(4) Оказывает определенный эффект в предотвращении отложения воска.
Основные недостатки:
(1) Глубина откачки ограничивается мощностью двигателя, диаметром обсадной колонны и температурой в стволе скважины;
(2) Это относительно дорого и требует больших первоначальных инвестиций;
(3) Эксплуатационные расходы высоки, а время простоя слишком велико;
(4) Двигатели и кабели подвержены отказам;
(5) Требования к ежедневному техническому обслуживанию высоки.
III. Сравнение применимых условий и текущего статуса заявки:
1. Применение насосных установок: Добыча нефти с помощью насосных установок в настоящее время является наиболее широко используемым методом добычи нефти в моей стране, причем приблизительно в 60% и более нефтяных скважин используется этот метод подъема.
В связи с непрерывным ростом глубины откачки и объёма нагнетания часто возникают такие ситуации, как перекачка тяжёлой нефти, нефти с высокой вязкостью, высоким содержанием песка, обводнение и сильная коррозия. Поэтому технология добычи нефти предъявляет требования к насосным агрегатам с большим ходом поршня, низкой частотой хода и большой глубиной откачки. Как в Китае, так и за рубежом разработано множество различных типов безбалочных насосных агрегатов. В настоящее время в Китае используются в основном цепные насосные агрегаты, насосные агрегаты с увеличенным ходом поршня и широкополосные насосные агрегаты. 2. Области применения винтовых насосов:
Область применения:
(1) Поднимитесь на высоту до 1800 м;
(2) Расход воды до 240 м³/д, глубина закачки 800 м;
(3) Свойства нефти: тяжелая нефть, песчанистая, с высокой обводненностью, скважины с полимерным заводнением и т. д.;
(4) Температура скважины до 120℃;
(5) Вертикальные скважины или наклонные скважины с уклоном не более 30 градусов.
Винтовые насосы имеют широкие перспективы применения и могут нормально работать на большинстве месторождений тяжёлой нефти и скважин со сложными условиями эксплуатации по всему миру. В качестве механического устройства для добычи нефти винтовые насосы обладают преимуществами, которые не может заменить другое насосное оборудование. В Китае достигнут значительный прогресс в производстве и применении, и скважинные насосы, по сути, сформировали серию.
В настоящее время на нефтяных месторождениях Цзилинь, Ляохэ, Цзидун и Северо-Китайском нефтяном месторождении используются винтовые насосы для холодной добычи нефти из скважин с тяжёлой нефтью. После нескольких лет полевой практики были достигнуты хорошие результаты, благодаря которым винтовые насосы стали основным методом добычи тяжёлой нефти. 3. Применение электроцентробежных насосов (ЭЦН): Благодаря большому рабочему объёму, простоте наземного оборудования и метода передачи энергии, ЭЦН широко используются на высокодебитных нефтяных скважинах, а также в периоды средней и высокой обводненности в качестве метода искусственной добычи для увеличения дебита жидкости и поддержания уровня добычи сырой нефти.
В последние годы крупные нефтяные месторождения и разломные блоки вошли в фазу высокой обводненности, что привело к постоянному росту количества скважин с ЭЦН.
Правильное определение глубины погружения насоса и выбор соответствующего УЭЦН с учётом производительности скважины для достижения оптимальной эффективности, а также комплексное понимание условий работы скважинного агрегата при эксплуатации скважин с УЭЦН и анализ причин возникновения неисправностей имеют решающее значение для раскрытия потенциала скважины, обеспечения эффективной эксплуатации оборудования и увеличения межремонтных интервалов. Это важные вопросы совершенствования технологии управления добычей на скважинах с УЭЦН при добыче нефти.
В настоящее время покупатели предъявляют повышенные требования к качеству, сроку службы и общей эффективности скважинного оборудования. Наша компания специализируется на исследованиях, разработке и производствештанговый насоси сопутствующие компоненты. Наша продукция прошла многочисленные испытания качества, и мы можем предоставить надёжные рекомендации по конфигурации и обеспечить стабильный выпуск продукции.
Если вы ищете надежногоштанговый насосКак поставщик, мы готовы предоставить вам техническую поддержку, консультации по выбору и быструю доставку. Свяжитесь с нами, чтобы найти более эффективные решения для подъёма, которые помогут увеличить производительность ваших нефтяных скважин.