Актуальные решения для поддержания пластового давления, утилизации попутного газа и перекачки жидкостей

Москва, 25 мая - ИА Neftegaz.RU. Оборудование для поддержания пластового давления как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнениях АО Новомет-Пермь производит с 2001 года. К отличительным особенностям установок для систем ППД производства АО Новомет-Пермь и блочных насосных станций на их основе следует отнести практичную модульную конструкцию блок-бокса и наличие современной системы автоматизации.

Установки данного типа характеризуются высокой фактической наработкой (более 1000 сут), длительным периодом между плановыми ремонтами (до 365 сут), простотой монтажа и пусконаладки оборудования и высокой энергоэффективностью во время эксплуатации.

 Каждая станция проходит сборку и  полноценные комплексные испытания на испытательном полигоне предприятия-изготовителя и только после этого переводится в транспортное положение и отгружается заказчику. За счет применения частотного регулирования работа насоса поддерживается в точке максимального значения КПД.

Сегодня наиболее актуальными вариантами решения проблем в сфере ППД являются:

1. Блочные насосные станции
2. Дожимные насосные станции
3. Станции водогазового воздействия
4. Мобильные насосные станции
5. Станции очистки и подготовки воды
6. Установки на базе насосов ЦНС

В состав БНС (Рис.1) входят: насосная установка, технологические трубопроводы (подводящий и напорный), система АСУТП, система отопления и вентиляции, пожарная сигнализация и система пожаротушения. Могут быть реализованы все вспомогательные системы, которые необходимы заказчику. Двигатель, а так же остальное оборудование могут быть общепромышленного или взрывозащищенного исполнения.

К настоящему времени освоены установки с входным давлением до 20 МПа.

Производительность одного насосного агрегата может достигать 6300 м³/сут, давление на входе 20 МПа, на выходе 35 МПа. При увеличении объема перекачиваемой жидкости (свыше 6300 м³/сут) устанавливается несколько агрегатов насосных параллельно. При необходимости увеличения напора устанавливается дополнительная секция насоса.

Мощность приводного двигателя может достигать 1 МВт и выше.

2. Дожимные насосные станции

Главное отличие дожимных насосных станций (Рис.2) на базе горизонтальных насосных установок с погружным электродвигателем (ПЭД) от установок с наземным приводом то, что вместо наземного асинхронного электродвигателя применяется погружной электродвигатель серийного производства Новомет.

Рис. 2. Дожимные насосные станции на базе ГНУ с погружным электроприводом БНСП

Основное назначение данной установки повышение закачки непосредственно на кустовой площадке. Ее можно использовать при тех же условиях, что и установки на базе наземного электродвигателя.

Основными плюсами конструкции установки являются:

• полная герметичность, т.к. отсутствует торцовое уплотнение, следовательно, отсутствуют утечки жидкости во внешнюю среду (привод насоса собран в герметичном кожухе), не требуется обслуживание;
• все оборудование серийного производства Новомет, а значит - сжатые сроки поставки/ремонта/замены оборудования. Наличие сервисных баз как на территории России, так и ближнего, и дальнего зарубежья;
• отсутствие тепловыделения (т.к. все оборудование в колонне/кожухе омывается перекачиваемой средой).
  

В кожухе, который представляет из себя обсадную колонну, располагается приводная часть насоса

• электродвигатель с системой телеметрии,
• гидрозащита, которая предохраняет ПЭД от попадания в него жидкости,
• входной модуль, который, как и в установках с наземным приводом, служит для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к валу насоса с одновременной подачей жидкости.

Схематично установка показана на рис.3.

К выкидному фланцу входного модуля пристыковывается насос, в котором и создается необходимое давление жидкости.

Подобные установки предлагаются и в энергоэффективном исполнении с погружным вентильным электродвигателем. В этом случае заказчик получает следующие преимущества:

• Снижение энергозатрат до 25-30%;
• Увеличенное значение КПД
• Установка до двух раз компактнее
• Есть возможность плавного регулирования частоты вращения электродвигателя от 3000 до 6000 об/мин

Существует возможность врезки установки в существующий технологический трубопровод, в котором необходимо повысить давление до 35 МПа. При этом отсутствует необходимость в фундаменте (врезка не является объектом капитального строительства), монтаж происходит быстро.

4. Как использовать попутный нефтяной газ (ПНГ)?

Данная проблема остается достаточно актуальной для российских НК. Мы предлагаем простое и надежное ее решение (Рис. 4-6).

С помощью нашего оборудования можно использовать ПНГ, и получать прибыль от внедрения данного метода в производство.

Рис. 4. Станции для водогазового воздействия на пласт

Предлагается схема из двух-трех насосов, один из которых струйный. В данной разработке принял участие профессор Департамента недропользования и нефтегазового дела Инженерной академии РУДН., д.т.н. А.Н.Дроздов.

В зависимости от газосодержания в смеси используется либо мультифазный, либо центробежный насос, который направляет смесь в струйный насос. В последнем происходит прочное соединение фаз жидкостьгаз, при этом совершается подсос дополнительного количества газа. Если после этого создаваемого напора недостаточно, то устанавливается дополнительная секция насоса, которая обеспечит необходимый напор.

Помимо основного и струйного насосов станция содержит резервные элементы, оснащена системой КИПиА, вентиляцией  и пожаротушением. Станции выполняются на базе серийно выпускаемых насосов АО Новомет-Пермь.

В одном из реализованных проектов подача воды с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ) при работе стации составила 1600 м³/сут, подача ПНГ 2000-20000 м³/сут. Благодаря работе станции произведена утилизация ПНГ, а также достигнуто повышение нефтеотдачи пласта.

Рис. 5. Схема работы БНС ВГВ Новомет

Для решения задачи оптимизации эксплуатационных затрат специалисты подразделения ГК Новомет в Эквадоре разработали мобильную систему, выполненную на базе горизонтальной насосной установки, смонтированной на платформе автомобильного шасси. (Рис.7).

Система включает в себя весь необходимый набор трубопроводов, клапанов, и фланцев для быстрого развертывания установки на месторождении.

Какие плюсы получает заказчик в этом случае?

• мобильность
• максимально-сжатые сроки подключения к существующим системам
• максимально быстрый запуск установки

Три подобные системы были установлены на месторождении Eden в Эквадоре в марте 2018 года

6. БРИФы

При помощи блоков распределения измерения и фильтрации (БРИФ) производится очистка пластовой воды или другой технологической жидкости от мехпримесей, осуществляются дозированная закачка ингибитора и распределение воды по скважинам системы ППД (Рис.8-9).

Рис. 8. Блок распределения, измерения и фильтрации БРИФ

• очистка пластовой воды или другой технологической жидкости от механических примесей;
• дозированная закачка ингибитора;
• распределение воды по скважинам системы ППД;
• измерение, регулирование и архивирование параметров технологического процесса в базу данных.

Системы ППД нефтяных месторождений характеризуются высокой энергоемкостью. На их долю приходится не менее 30 % общего электропотребления в нефтедобыче. В целях снижения энергопотребления НК внедряют энергосберегающее оборудование для систем ППД, в частности, энергосберегающие насосы с высоким КПД.

На данный момент компанией Новомет-Пермь разработаны, изготовлены и успешно испытаны ступени для насосов ЦНС (как отдельно ступени, так и насосы ЦНС в сборе) для систем ППД с номинальными подачами 70, 120, 210 и 670 м³/час и выше (Рис. 10-11).

Рис. 10. Рабочие органы насосов ЦНС

Рис. 11. Испытательный стенд для испытаний насосов ЦНС

Результаты испытаний показали значение КПД до 84 %.

Для сравнения: если ступень центробежного насоса перекачивает 6300м³/сут, то ступень ЦНС (670х24) 16080м³/сут (!).

В настоящий момент ведется активная работа по заключению договора на опытно-промысловые испытания с нефтяными компаниями.