Перспективы использования многофазных насосов
Автор Administrator   
10.02.2010 г.

Перспективы использования многофазных насосов в системах нефтесбора
В нефтедобывающих компаниях всё шире используются возможности многофазной технологии. Технологии, позволяющей транспортировать продукцию нефтяных скважин на значительные расстояния по однотрубной системе без предварительной сепарации газа. Переход на данную технологию стал возможным благодаря появлению на рынке нефтепромыслового оборудования зарубежных и отечественных многофазных насосов (МФН), способных перекачивать газожидкостные смеси (ГЖС).

Многие НГДУ, входящие в компанию "Татнефть", смогли по достоинству оценить преимущества многофазной технологии транспортировки нефти. Так, в НГДУ "Заинскнефть" на ГЗНУ-787 был погашен факел, и таким образом решена проблема утилизации газа. Внедрение многофазных насосов на ДНС "Вишнёвая поляна" НГДУ "Нурлатнефть" позволило в начальный период перекачивать высоковязкую нефть без предварительного подогрева, что привело к снижению эксплуатационных затрат. И только из-за преждевременного выхода из строя насосов возникла необходимость возврата к старой схеме. В НГДУ "Лениногорскнефть", "Иркеннефть" и "Альметьевнефть" было достигнуто снижение давления в нефтепроводах, что позволило уменьшить их порывность.
Анализ эксплуатации МФН на объектах ОАО "Татнефть" и других нефтяных компаний выявил целый ряд преимуществ этого направления перед традиционной схемой транспортировки нефти. Так, применение МФН позволяет достичь:
- сокращения капитальных затрат при обустройстве новых месторождений и при замене старого, отработавшего свой ресурс, оборудования на действующих ДНС;
- экономии средств на строительстве газопроводов при утилизации газа с ДНС, не обустроенных системой газосбора;
- увеличения дебита скважин за счёт снижения давлений на устье. При этом глубинно-насосное оборудование эксплуатируется в более щадящих режимах. Уменьшаются утечки через СУСГ, что улучшает экологическую обстановку на месторождении;
- снижения давлений в нефтесборных трубопроводах, что уменьшает количество порывов на них;
- экономически выгодного режима эксплуатации месторождения за счёт автоматического поддержания оптимального давления на приёме насоса с помощью регулируемого привода, что ведёт к снижению потребляемой энергии на скважинах;
- минимального объёма строительно-монтажных работ на месте эксплуатации за счёт компактного размещения оборудования;
- сокращения эксплуатационных затрат из-за меньшего количества обслуживаемого оборудования.
В настоящее время на объектах ОАО "Татнефть" в эксплуатации находятся многофазные насосные установки отечественных и зарубежных компаний. При этом наибольшее распространение получили насосные агрегаты производства ОАО "Ливгидромаш". Но на сегодня дальнейшее внедрение этих насосов приостановлено. Сдерживающими факторами являются сравнительно низкий ресурс и ограниченные возможности при перекачивании жидкостей с большим содержанием газа. Низка ремонтопригодность вследствие того, что детали проточной части не восстанавливаются, а это в свою очередь приводит к длительным простоям и большим затратам на их ремонт.
Двухвинтовой насос немецкой фирмы "Bornemann Pumps" введён в эксплуатацию в конце 2002 года специалистами НГДУ "Джалильнефть" на ДНС-16ас. Решение о монтаже многофазной насосной установки на этом объекте было принято специалистами Инженерного центра ОАО "Татнефть", как альтернатива строительству трубопровода протяжённостью в 7 км для утилизации газа.
До настоящего времени насосы этой фирмы, являющейся мировым лидером в области многофазного насосостроения, остаются самыми надёжными, компактными, выполненными с отличным дизайном. Но так как данное оборудование производится в Европе, то оно имеет высокую стоимость, что приводит к увеличению срока окупаемости. Новые перспективы развития многофазной технологии на объектах нашей компании с возможностью решения проблем, связанных с вышеперечисленными недостатками многофазных насосных установок, появились после создания опытной установки УНВГ 60/22. Эта установка явилась результатом многолетней работы специалистов Казанского института "ТатНИИнефтемаш" – дочернего предприятия ОАО "Татнефть".
В направлении развития многофазной технологии в 2002-2003 годах "ТатНИИнефтемаш" выполнил и другие работы:
• разработал типоразмерный ряд, состоящий из девяти базовых двухвинтовых насосов, обеспечивающих перекачиваемый объём от 5 до 1800 м3/час газожидкостной смеси с напором до 5,0 МПа;
• подготовил инструкцию по подбору многофазных насосов для конкретных условий применения;
• разработал техническое задание с основными техническими решениями на разработку и изготовление двухвинтового насоса для транспортирования продукции скважин месторождений высоковязкой нефти производительностью 40 м3/час.
Но самым большим и значительным шагом в данном направлении является создание второй установки УМФ 60/25БК, производительностью 60 м3/час, с рабочим давлением на выходе до 2,5 МПа. В её конструкции учтены недостатки, выявленные при испытаниях установки УНВГ 60/22. Так, винты роторов выполнены с профилем "закрытого типа", а упрочнение, повышающее их стойкость к абразивному износу, выполнено по всей их поверхности. В настоящее время данная установка смонтирована и прошла предварительные испытания на ДНС-2с НГДУ "Иркеннефть", показав работоспособность и соответствие техническому заданию. Так же подтверждена способность насоса перекачивать среду с большим содержанием газа.
Уже на данном этапе разработчик предлагает поставку этих насосных установок потребителю в любой комплектации, в зависимости от предъявляемых требований, т.е. от одного лишь насоса до установки в блочноконтейнерном исполнении, какой например, является установка УМФ 60/25 БК. В её состав входят два блок-бокса полной заводской готовности - насосный и управления насосным оборудованием.
Насосный блок-бокс укомплектован: насосом, смонтированным на одной раме с электродвигателем, выполненным во взрывозащищённом исполнении; трубопроводной обвязкой, включающей запорную и предохранительную арматуру; вспомогательными системами агрегата, обеспечивающими нормальную работу основного оборудования. В этом же блок-боксе предусмотрены системы - освещения, электрического отопления, принудительной вытяжной вентиляции, определения загазованности. Блок-бокс управления насосным оборудованием укомплектован устройством регулирования частоты вращения электродвигателя и шкафами управления исполнительными механизмами. В нём предусмотрены системы отопления и вентиляции.
Какие же конкретные проблемы в настоящее время можно решать в ОАО "Татнефть" при помощи многофазных насосов? Во-первых, это обустройство новых месторождений, удалённых от пунктов сбора и подготовки нефти. Очевидно, что затраты на проектирование и строительство новой ДНС могут кратно превышать затраты на приобретение и монтаж многофазной насосной установки. Во-вторых, с каждым годом всё более остро встаёт вопрос реконструкции действующих ДНС, ёмкостное оборудование которых выработало ресурс. Что может быть эффективней: ремонт с заменой изношенных сосудов или внедрение многофазных насосов - должны оценить специалисты НГДУ. В - третьих, ещё остаются ДНС, где проблема утилизации попутного газа решена путём сжигания его на факеле. Что делать в этом случае - строить газопровод или воспользоваться многофазной технологией? Ответ должен дать экономический расчёт. В свою очередь, сегодня специалистами ОАО "Татнефть" перед институтом "ТатНИИнефтемаш" поставлены очередные задачи, требующие решения в ближайшей перспективе. Это разработка и изготовление многофазных насосов для транспортировки ГЖС с конкретных объектов:
- ГЗНУ-4625 НГДУ "Ямашнефть" (производительностью 40 м3/час);
- ДНС "Вишнёвая поляна" НГДУ "Нурлатнефть" (производительностью 240 м3/час).
В настоящее время многофазная технология с использованием двухвинтовых насосов является наиболее перспективной для транспортировки ГЖС, но её внедрение необходимо осуществлять на основании следующего:
- анализа всего спектра причин, по которым применяется данная технология;
- оптимального подбора оборудования и скважин;
- сравнительного анализа капитальных и эксплуатационных затрат;
- сроков реализации проекта и окупаемости затрат.
Александр ДОРОХИН