Преимущества высокооборотной комплектной насосной

Интеллектуальные высокооборотные насосные установки
с вентильным приводом серии УЭЦН АКМ
Открытое акционерное общество
Открытое акционерное общество
Сотрудничество с компанией «Бейкер Хьюз»
В 2012 году заключено стратегическое партнерство с компанией
«Бейкер Хьюз» по совместному продвижению оборудования и
расширению линейки УЭЦН «БХ».
Пакет предложений:
1. Промысловое обслуживание:
•
Подбор скважин-кандидатов для внедрения;
•
Завоз-вывоз оборудования на скважины;
•
Монтаж-демонтаж оборудования;
•
Запуск и вывод на режим (совместно с Заказчиком);
•
Текущая эксплуатация (выполнение заявок промысла).
2. Прокат оборудования:
•
Погружная часть (ВПЭД, ГЗ, ГС, датчик ТМС, КУ, насос, кабельная линия);
•
Наземная часть (СУ со встроенным повышающим трансформатором,
наземный блок ТМС).
3. Текущий и капитальный ремонт погружного и наземного оборудования на базах
Бейкер Хьюз.
ОАО «ЛЕПСЕ» выпускает «умные УЭЦН», позволяющие снизить
производственные издержки механизированной добычи нефти.
Интеллектуальная УЭЦН АКМ
 АКМ – Автоматическая Комплектная Малогабаритная.
 АКМ – построена на использовании высокооборотного
вентильного привода.
 Применение УЭЦН АКМ предполагает автоматизацию
процесса добычи нефти, а так же способствует снижению
совокупных затрат на единицу добытой продукции.
Наше Ноу-Хау
Применение высокооборотного вентильного привода с
большим диапазоном регулирования (1 000 – 10 000 об/мин) с
технологией динамической оптимизации* работы установки в
скважине.
*Динамическая оптимизация – согласование параметров работы системы «скважина-ЭЦН» на всем
периоде эксплуатации позволяющее достичь потенциала добычи.
3
Высокооборотные установки обладают целым рядом функциональных,
качественных и экономических преимуществ
Преимущества высокооборотных УЭЦН:
Функциональные 1. Работа установки на
2.
потенциале скважине в
автоматическом режиме:
Глубокая регулируемость
режимов работы насоса:
• Длина и вес в 3 раза меньше серийно
выпущенных установок, что позволяет
работать на скважинах с высокими
показателями кривизны (до 60 на 10 метров)
3.
Увеличение фонда
эксплуатируемых скважин:
4.
Удобство работы:
• Поступление на скважину в собранном виде
• Увеличение скорости спуска колонны
• Снижение трудозатрат на монтаж установки
• Уменьшение влияния человеческого фактора
5.
Высокая износостойкость
насоса:
• Допустимое содержание КВЧ выше, чем у
стандартных УЭЦН
Качественные
Экономические
• Непрерывный мониторинг работы насоса
• Повышение темпа отбора жидкости,
• Снижение затрат на добычу
• Автоматически регулируемая подача в
широком диапазоне
6.
Экономичность эксплуатации:
7.
Повышение темпов отбора
жидкости:
• Снижение энергопотребления на 10%
• Сокращение складских и производственных
затрат за счёт малых размеров
• Сокращение номенклатуры насосного
оборудования
• Повышение темпов отбора жидкости за счёт
интеллектуальных алгоритмов управления
установкой
4
Широкий диапазон регулирования и небольшие размеры УЭЦН АКМ расширяют
области эффективного применения ЭЦН
Сферы наилучшего применения УЭЦН АКМ
Искривлённые скважины
АКМ - да
В 3 раза меньшие размеры позволяют спускать УЭЦН АКМ в
скважины с кривизной до 60 на 10 м.
Скважины с нестабильным притоком
УЭЦН АКМ могут быть использованы для непрерывной
эксплуатации скважин с нестабильным притоком на их
потенциале.
Серийный
УЭЦН - нет
10
90
Скважины с повышенным содержанием механических
примесей
Применение металлокерамических материалов в рабочих
органах, делает работу насоса более стабильной в условиях
выносов до 1г/литр мех. примесей.
За счет широкого диапазона подач оборудование эффективно
применяется в скважинах, где невозможно с большей
точностью определить потенциал добычи.
Малодебитные скважины
Применение циклического режима эксплуатации оборудования в малодебитных скважинах с
автоматическим выводом установки, при срыве подачи из за недостаточного притока, в режиме
ожидания (вращения насоса на частоте 1 000 об/мин.) при накоплении пластовой жидкости.
5
Агрегатный состав погружной части и особенности конструкции
Высокооборотный ЭЦН:
1.
2.
Рабочие
органы
насоса
повышенной
износостойкости позволяют работать в средах с
содержанием примесей до 1 г/л
Трущиеся пары из металлокерамики сохраняют
работоспособность насоса в течение длительного
периода эксплуатации
Газосепаратор:
1.
2.
Защитная гильза из кремниевой керамики, что
предотвращает газогидроэрозию корпуса
Подшипники из металлокерамики обеспечивают
высокую долговечность
Гидрозащита:
1.
Конструкция гидрозащиты обеспечает надёжную и
долговечную работу на частоте вращения до 10
000 оборотов
Электродвигатель:
1.
2.
Применение вентильного электродвигателя с
диапазоном регулирования от 1 000 до 10 000
об\мин позволяет проводить динамическую
оптимизацию работы скважины
Активная система теплообмена обеспечивает
надёжную работу в низкодебитном фонде
6
УЭЦН АКМ отличает высокооборотный вентильный электродвигатель
с высоким КПД и принудительной системой охлаждения
Особенности вентильного электродвигателя УЭЦН АКМ
Схема принудительного
охлаждения ПЭД
ПРЕИМУЩЕСТВА
ХАРАКТЕРИСТИКИ
• Высокая частота вращения
• Мощность (кВт)
22, 45, 150
• Высокий КПД
• Экономия электроэнергии до
40% в регулируемых режимах
• Активная система внутреннего
теплоотвода
• Наличие кожуха
принудительного охлаждения
• Радиальные и торцевые
подшипники из
высококачественной
металлокерамики
• Гидравлическая разгрузка пяты
• Короткая трансмиссия – один
пакет ротора в двигателе
• Плавные пуски
• Частота
вращения
(об/мин)
• Температура
эксплуатации (ºС)
• КПД, (%)
1000 –
10000
• Длина пакета
ротора, (мм)
• Длина с
теплообменником
не более (мм)
• Диаметр с
кожухом, не
более (мм)
450
Схема ПЭД
до 170
Погружной насос
Газосепаратор
специальной
конструкции
92
Принудительная
циркуляция
жидкости
2390
114 (5) и
122 (5А)
Кожух
принудительного
обтекания
Q циркуляции
больше
Q притока
ПЭД
Q притока
7
В УЭЦН АКМ эффективно решена проблема перегрева ПЭД
Термостабилизация ПЭД при малых подачах на осложненном фонде скважин
Газосепаратор
специальной
конструкции
Принудительная
циркуляция
жидкости
Q циркуляции
больше
Q притока
Погружной
насос
Кожух
принудительного
обтекания
ПЭД
Q
притока
8
Комплектность поставки УЭЦН АКМ
Наменование агрегата
Обозначение
Сборный привод
2СП ВЭД45-121Н
Насос
265ВЭЦН5-10/90-2450
221ВЭЦН5-45/100-2350
ЗИП
Крепеж,
уплотнительные кольца
Станция управления в
комплекте с
трансформатором
СУ АКМ-160
Удлинитель
УБ52-10/10-220
Документация
ТУ; РЭ
Клапан обратный
КОШ – 73
Клапан сбивной
КС-73
Шламоуловитель
ТШБ 42Х73
9
Интеллектуальная станция управления УЭЦН
Интеллектуальные
алгоритмы
управления
позволяют
реализовать преимущества высокооборотных УЭЦН, делая их
использование более удобным и эффективным
Новые режимы работы и функциональные возможности:
 Режим исследования притока скважины и настройки УЭЦН на максимальный
дебит;
 Автоматический вывод УЭЦН на режим, в т.ч. режим «щадящего» вывода на
режим;
 Эффективное энергопотребление;
 Уход от аварийных режимов работы УЭЦН;
 Работа насоса на границе срыва;
 Кратковременная эксплуатация скважины.
Все параметры и защиты разбиты на восемь групп – с нулевой по седьмую:
- 0 - текущие параметры работы;
- 1 - уставки режимов работы;
- 2 - уставки защит;
- 3 - номера и параметры установки;
- 4 - параметры и защиты ТМС и внешних датчиков;
- 5 - параметры записи в архив;
- 6 - сервисные параметры;
- 7 - параметры преобразования частоты.
10
Алгоритмы работы СУ
• Автоадаптация по току;
• Автоадаптация по давлению;
• Поддержание технологического параметра (давление, температура,
расход);
• Периодическая эксплуатация скважин;
• «Щадящий» вывод на режим;
• Вывод на режим по датчику давления;
• Циклический вывод на режим;
• Алгоритм по датчику вибрации;
• Алгоритм по датчику температуры;
• Динамическое равновесие;
• Режим максимального КПД (максимальной энергоэффективности;
• Режим работы на границе срыва подачи.
11
Итоги опытно промышленной эксплуатации оборудования в нефтяных компаниях
страны подтверждают заявленные преимущества УЭЦН АКМ
ОАО «ЛУКОЙЛ-Пермь»:
Были поставлены 2 установки на ОПИ. Установки работают в малодебитном фонде (10 20 м3 в сутки) не рекомендуемом для работы по ТУ.
В настоящее время в работе 1 установка. Наработка установки составляет 999 суток.
Вторая установка отработала 483 дня; поднята по разгерметизации НКТ.
ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз»:
Были поставлены 3 установки на ОПИ. Установки работали в фонде ЧРФ.
Установки отработали: 213, 330 и 346 суток.
Испытания признаны успешными.
ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз»:
Были поставлены 3 установки на ОПИ. Установки работали в фонде ЧРФ.
Одна установка отработала 58 суток, вторая установка отработала 196 суток,
третья установка отработала 340 суток. Две последние установки подняты по ГТМ.
Испытания признаны успешными.
ОАО «Сургутнефтегаз»:
Были поставлены 2 установки на ОПИ.
Одна установка отработала 434 суток, вторая установка отработала 574 суток.
12
Итоги опытно промышленной эксплуатации оборудования в нефтяных компаниях
страны подтверждают заявленные преимущества УЭЦН АКМ
ОАО «Самотлорнефтегаз» «ТНК ВР»:
Была поставлена 1 установка на ОПИ.
Установка отработала 570 суток.
Испытания признаны успешными.
НГДУ «Сорочинскнефть» «ТНК ВР»:
Были поставлены 2 установки на ОПИ.
Одна установка отработала 206 суток, вторая установка отработала 271 суток.
Причина подъема 1-ой – падение сопротивления изоляции одной жилы кабеля. Причина
подъема 2-ой - ГТМ.
Испытания признаны успешными.
ОАО «Томскнефть» ВНК:
Были поставлены 4 установки на ОПИ. Установки работают в фонде ЧРФ.
В работе находится 1-а установка с наработкой 748 суток. Остальные имеют наработку
установок составляет 626, 373 и 128 суток.
Испытания признаны успешными.
13
Высокооборотные насосные установки серии УЭЦН АКМ
с вентильным приводом
Результаты гидроэнергетических характеристик насосной установки
221 УЭЦН АКМ 5А – 45/115 - 2100
0
10
20
30
40
50
70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
44
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Кпд 221ВЭЦН
60
70
80
90
100
110
120
130
140
м3/сутки
H, м
Н КОННАС
N установки с КЛ, кВт
кпдЦН, %
Расход электроэнергии, кВт*ч/м3
N КОННАС
N ,без КЛ
кпд АКМ
%
Кпд установки на
стенде КОННАС
кВт;
3000
2900
2800
2700
2600
2500
2400
2300
2200
2100
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
кВт*ч/м3;
Напор, м
Гидроэнергитическая характеристика 221УЭЦН АКМ5А-45/115-2100
вода, 10000 об/мин, кабельная линия 3000 м
Основные параметры двигателя ВЭД45-103В
№
Наименование параметра
Размерность
Величина
1
ЭДС холостого хода
В
711
2
Ток короткого замыкания
А
43,8
3
Электрическая частота
Гц
500
4
Синхронная скорость вращения
об/мин
10000
5
Мощность на валу
кВт
45
6
Момент
Н*м
43
7
Число последовательных витков фазы
–
60
8
Сопротивление фазы при температуре 120°С
Ом
0,81
9
Синхронный реактанс
Ом
16,2
10
Оптимальное напряжение
В
816
11
Ток оптимального режима
А
22,7
12
Потребл. мощность в оптимальном режиме
кВт
49,6
13
КПД в оптимальном режиме при
температуре 120°С
–
0,91
14
Коэффициент мощности оптимального
режима
–
0,893
15
Потери в меди
Вт
1246
16
Потери в железе статора
Вт
1013
17
Механические потери при температуре 120°С
Вт
≤2200
9.0
Nхх СП ВЭД
100
99
98
97
96
95
94
93
92
91
90
89
88
87
86
85
84
83
82
81
80
Nхх
8.5
8.0
кпд ВЭД
7.5
Потери мощности привода, кВт
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
кпд СП ВЭД
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
40
50
60
70
80
Nхх СП ВЭД
90
100
110
Nхх СП ВЭД+акт22А
120
130
кпд СП ВЭД
140
150
160
170
кпд, %
Потери мощности привода СП ВЭД 45-103Н установки
221УЭЦН АКМ5А-45/115-2100 режим номинальный
при 10000 об/мин
180
Температура масла, град С
кпд ВЭД
0.0110
70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
44
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0.0105
квт*ч/Q/H
0.0100
0.0095
0.0090
q - расход электроэнергии,
0.0085
0.0080
0.0075
0.0070
0.0065
0.0060
0.0055
0.0050
0.0045
0.0040
0
10
20
q-,без кабельной линии
30
40
50
60
70
80
90
подача насоса, м3/сутки
q-c кабельной линией 3000 м
кпд установки
100
110
кпд насоса
120
130
140
кпд установки с КЛ
кпд, %
Энергопотребление установки 221УЭЦН АКМ5А-45/115-2100
Результаты эксплуатации оборудования УЭЦН АКМ
Сорочинско-Никольского месторождения скважина 1373 в НГДУ «Сорочинскнефть»
ЭЦН
УЭЦН АКМ
Сен
11
Окт
11
Ноя
11
Дек
11
Янв
11
Фев
11
мар
12
Апр
12
Май
12
Июн
12
Июл
12
Авг
12
Среднее
значение
дебита
(м3/сут)
59,4
47
50,4
47,1
45,8
35,6
66,3
57
55,1
53,8
55,2
57,3
Среднее
значение
мощности
(кВт)
64,2
64,2
64,2
64,2
64,2
64,2
43,1
41,1
42
33
36,2
37,5
Удельное
энергопотре
бление
1,08
1,36
1,27
1,36
1,40
1,80
0,65
0,72
0,76
0,61
0,65
0,65
Исходя из показателей работы скважины № 1373 видно, что удельное
энергопотребление снизилось в среднем на 51%.
Прирост по добычи составил 33,7%.
19
Результаты эксплуатации оборудования УЭЦН АКМ
Сорочинско-Никольского месторождения скважина 1230 Родинского месторождения
ЭЦН
УЭЦН АКМ
Сен1
1
Окт
11
Ноя
11
Дек
11
Янв
11
Фев
11
мар
12
Апр
12
Май
12
Июн
12
Июл
12
Авг
12
Среднее
значение
дебита
(м3/сут)
71,5
65,8
53,6
58,2
60,2
57,4
74,9
71,5
68,3
62,7
68,4
65,7
Среднее
значение
мощности
(кВт)
65,6
58,9
68,9
65,9
67,4
63,8
41,6
43,5
44,3
40,6
40,7
48,6
Удельное
энергопотре
бление
0,917
0,895
1,27
1,13
1,11
1,11
0,55
0,60
0,64
0,64
0,59
0,73
Исходя из показателей работы скважины № 1230 видно, что удельное
энергопотребление снизилось в среднем на 41,1%.
Прирост по добычи составил 34,8%.
20
Основные направления развития нефтедобывающего
оборудования на ОАО «ЛЕПСЕ»
• Модернизация
стандартных
серий
УЭЦН,
высокооборотных параметрических рядов насосов.
с
целью
увеличения
• Создание высокооборотных насосных установок с малой производительности
от 5 м3/сутки.
• Создание высокооборотных малогабаритных серий УЭЦН с широким
диапазоном
подач.
Максимальный
поперечный
габарит
погружного
оборудования составит не более 86 мм.
• Создание
полнокомплектных
установок
для
эксплуатации
в
168
эксплуатационной колонне для ОРЭ со сборкой основных узлов в условиях
завода:
- один комплект УЭЦН АКМ в герметичной капсуле;
- второй комплект УЭЦН АКМ на тройнике (Y-Tool).
При изготовлении оборудования УЭЦН АКМ уменьшенного поперечного
сечения создание комплекта установок для ОРЭ под эксплуатационные колонны
146 и 139,7 мм.
• Разработка высокоэффективных алгоритмов автоматической эксплуатации
УЭЦН.
• Разработка энергоэффективных малогабаритных
винтовых насосов.
погружных приводов для
21
Будем рады ответить на Ваши вопросы и помочь повысить
эффективность добычи нефти в Вашей компании
ОАО «ЛЕПСЕ»
610006 г. Киров, Октябрьский пр-т., 24
Тел/факс: +7 (8332) 23 77 56
Директор по развитию
Кривошеин Виктор Геннадьевич
+7 (912) 828 77 78
E-mail: KVG@lepse.kirov.ru
Главный конструктор
Черемисинов Евгений Модестович
+7 (916) 457 12 60
E-mail: cheremisinovem@mail.ru
Начальник бюро систем управления
Третьяков Вадим Алексеевич
+7 (982) 385 02 62
E-mail: trtvadim@gmail.com
Компания «Бейкер Хьюз»
125167, г. Москва,
Ленинградский проспект 31А,строение 1.
Тел: + 7 (495) 510 50 53 доб.1118
Факс: +7 (495) 510 50 54
Заместитель генерального директора по маркетингу
Коропецкий Виталий Марьянович
+7 (916) 501 09 30
E-mail: vitaly.koropetsky@bakerhughes.com