RU142460U1

RU142460U1 - VISCOUS OIL LIFTING SYSTEM

Info

Publication number: RU142460U1
Application number: RU2012142384/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Исаакович Рабинович; Самир Джамалевич Абахри; Сергей Николаевич Пещеренко; Марина Петровна Пещеренко
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2014-06-27

Abstract

1. Система подъема вязкой нефти, состоящая из погружного электродвигателя с гидрозащитой, насоса, кабельной линии, станции управления с частотным преобразователем, НКТ, системы ТМС, отличающаяся тем, что электродвигатель выполнен с возможностью регулирования частоты вращения в диапазоне от 2000 до 6000 об/мин, в качестве насоса использован динамический насос с осевыми ступенями.2. Система подъема по п.1, отличающаяся тем, что станция управления снабжена программой, обеспечивающей проведение кратковременно-периодической эксплуатации по временному принципу и по показаниям давления на входе в систему.1. A system for lifting viscous oil, consisting of a submersible motor with hydraulic protection, a pump, a cable line, a control station with a frequency converter, tubing, a TMS system, characterized in that the electric motor is configured to control the speed in the range from 2000 to 6000 rpm , a dynamic pump with axial stages was used as a pump. 2. The lifting system according to claim 1, characterized in that the control station is equipped with a program that provides for short-term periodic operation on a temporary basis and according to the pressure readings at the inlet to the system.

Description

Полезная модель относится к области нефтедобычи и может быть использована для подъема на устье скважины вязких нефтей и вязких суспензий.The utility model relates to the field of oil production and can be used to lift viscous oils and viscous suspensions at the wellhead.

Известна система подъема вязких нефтей и суспензий, состоящая из станка качалки, НТК, силовых штанг и плунжерного насоса, расположенного в зоне перфорации [см., например, авторское свид-во №1270414 СССР, F04B 47/00, 1986].A known system for lifting viscous oils and suspensions, consisting of a rocking machine, NTK, power rods and a plunger pump located in the perforation zone [see, for example, author's certificate No. 1270414 of the USSR, F04B 47/00, 1986].

К недостаткам системы относится ее недостаточная надежность при глубинах подвески свыше 1500 м, и при работе в искривленных скважинах, зависание штанг при вязкости свыше 500 сСт, сложность эксплуатационного обслуживания, отсутствие телеметрии в зоне размещения насоса.The disadvantages of the system include its lack of reliability at suspension depths of more than 1,500 m, and when working in deviated wells, rod hangs at viscosities of more than 500 cSt, the complexity of maintenance, the lack of telemetry in the pump placement area.

Известна система подъема вязких нефтей, содержащая погружной электродвигатель, ротор и статор винтового насоса, кабельную линию, насосно-компрессорные трубы, редуцирующий модуль, расположенный между приемом насоса и протектором, который обеспечивает снижение частоты вращения ротора для подъема высоковязких пластовых жидкостей [патент №2334125 РФ, F04C 2/107, 2008].A known system for lifting viscous oils, containing a submersible motor, a rotor and a stator of a screw pump, a cable line, tubing, a reducing module located between the pump intake and the tread, which provides a decrease in the rotor speed for lifting highly viscous formation fluids [RF patent No. 2334125 F04C 2/107, 2008].

Однако, работа редуцирующего модуля в установках малого габарита не надежна. К другим недостаткам системы следует отнести сложность подбора материала статора к конкретным условиям эксплуатации, недостаточную надежность самого насоса, особенно при больших глубинах подвески, повышенных температурах и высоких содержаниях абразивных частиц, проблему заклинивания ротора при повторных пусках системы.However, the operation of the reducing module in small-sized installations is not reliable. Other disadvantages of the system include the difficulty of selecting the stator material for specific operating conditions, insufficient reliability of the pump itself, especially at large suspension depths, elevated temperatures and high abrasive particles, the problem of jamming of the rotor during repeated starts of the system.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является система подъема вязкой нефти, состоящая из погружного малооборотного (500 об/мин) вентильного электродвигателя с гидрозащитой, оснащенного опорным модулем, одновинтового насоса, кабельной линии, подземной термоманометрической системы (ТМС), НКТ, станции управления с частотным преобразователем, обеспечивающая стабильную работу вентильного электродвигателя с малыми оборотами [А. Паланджянц, Ю. Хайновский, Д. Петров. В ОАО «Оренбургнефть» протестированы одновинтовые насосы с вентильным электродвигателем // Вестник механизированной добычи. 2012. №2. С.12-16].Closest to the claimed technical essence and the achieved effect is a viscous oil lifting system consisting of a submersible low-speed (500 rpm) hydraulic protection valve motor equipped with a support module, a single screw pump, a cable line, an underground thermomanometric system (TMS), tubing, control stations with a frequency converter, ensuring stable operation of the valve motor with low speed [A. Palanjyants, Yu. Hainovsky, D. Petrov. Single-screw pumps with a valve electric motor were tested at Orenburgneft // Bulletin of mechanized production. 2012. No2. S.12-16].

Недостатками системы являются сложность подбора материала статора к конкретным условиям эксплуатации, недостаточная надежность самого насоса, особенно при больших глубинах подвески, повышенных температурах и высоких содержаниях абразивных частиц, проблема заклинивания ротора при повторных пусках системы и большие габариты двигателя в осевом направлении.The disadvantages of the system are the difficulty in selecting the stator material for specific operating conditions, the insufficient reliability of the pump itself, especially at large suspension depths, elevated temperatures and high abrasive particles, the problem of jamming of the rotor during repeated starts of the system and the large dimensions of the motor in the axial direction.

Настоящая полезная модель обеспечивает:This utility model provides:

- повышение удельных мощностных характеристик ПЭД за счет увеличения числа оборотов ротора насоса до 2000-6000 об/мин;- increasing the specific power characteristics of the SEM by increasing the number of revolutions of the pump rotor to 2000-6000 rpm;

- повышение надежности работы насоса при создании больших напоров, работе при повышенных температурах и в средах с высоким содержанием абразивных частиц;- improving the reliability of the pump when creating large heads, work at elevated temperatures and in environments with a high content of abrasive particles;

- расширение диапазона подач за счет кратковременно-периодической эксплуатации;- expansion of the feed range due to short-period periodic operation;

- упрощение подбора системы к скважине из-за отсутствия необходимости подбирать материал насоса к конкретным скважинным условиям.- simplification of the selection of the system for the well due to the lack of the need to select the pump material for specific well conditions.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе подъема вязкой нефти, состоящей из погружного электродвигателя с гидрозащитой, насоса, кабельной линии, станции управления с частотным преобразователем, НКТ, системы ТМС, согласно полезной модели, электродвигатель выполнен с возможностью регулирования частоты вращения в диапазоне от 2000 до 6000 об/мин, а в качестве насоса использован динамический насос с осевыми ступенями.The specified technical result is achieved by the fact that in a viscous oil lifting system consisting of a submersible electric motor with hydraulic protection, a pump, a cable line, a control station with a frequency converter, tubing, a TMS system, according to a utility model, the electric motor is configured to control the speed in the range from 2000 to 6000 rpm, and a dynamic pump with axial stages was used as a pump.

Для работы системы на малых подачах станция управления снабжена программой, обеспечивающей проведение кратковременно-периодической эксплуатации по временному принципу и по показаниям давления на входе в систему.To operate the system at low feeds, the control station is equipped with a program that provides for short-term periodic operation according to the time principle and according to the pressure readings at the system inlet.

Применение насоса с осевыми ступенями вместо винтового насоса исключает необходимость подбора эластомера и расширяет возможность работы системы при более высоких температурах и нагрузках, а также в условиях перекачки жидкостей с высоким содержанием абразивных частиц.The use of a pump with axial stages instead of a screw pump eliminates the need to select an elastomer and expands the ability of the system to operate at higher temperatures and loads, as well as in pumping liquids with a high content of abrasive particles.

На фиг.1 представлена общая схема заявляемой системы подъема вязкой нефти.Figure 1 presents a General diagram of the inventive system for lifting viscous oil.

Система содержит погружной электродвигатель 1 с гидрозащитой 2, к которому подведена кабельная линия 3, динамический насос 4 с осевыми ступенями, выполненными, например, по патенту РФ №2368812, систему ТМС 5, спускаемые в скважину с помощью НКТ 6. Электродвигатель 1 подключен к наземной станции управления 7 с частотным преобразователем, предназначенным для регулирования частоты его вращения в интервале от 2000 до 6000 об/мин в зависимости от показателей датчиков ТМС 5. Станция управления 7 снабжена программой, которая регулирует проведение кратковременно-периодической эксплуатации по временному принципу и по показаниям давления на входе в систему.The system includes a submersible motor 1 with hydraulic protection 2, to which a cable line 3 is connected, a dynamic pump 4 with axial steps made, for example, according to RF patent No. 2368812, a TMS 5 system, lowered into the well by tubing 6. The electric motor 1 is connected to a ground control station 7 with a frequency converter designed to control its rotation frequency in the range from 2000 to 6000 rpm depending on the performance of the TMC sensors 5. Control station 7 is equipped with a program that regulates the short-term enno periodic operation on a temporary basis and the pressure on the input to the system.

На фиг.2 представлены полученные нами напорно-расходные характеристики осевой ступени 5-200 заявляемой системы в зависимости от вязкости перекачиваемой жидкости; 1 - 450 сСт, 2 - 220 сСт, 3 - 55 сСт, 4 - 40 сСт, 5 - 1 сСт. Для сравнения на фиг.3 приведены напорно-расходные характеристики ступени насоса 5А-225 центробежного типа, полученные для жидкостей с такой же вязкостью.Figure 2 presents the obtained pressure and flow characteristics of the axial stage 5-200 of the inventive system, depending on the viscosity of the pumped liquid; 1 - 450 cSt, 2 - 220 cSt, 3 - 55 cSt, 4 - 40 cSt, 5 - 1 cSt. For comparison, figure 3 shows the pressure-flow characteristics of the stage of the pump 5A-225 centrifugal type, obtained for liquids with the same viscosity.

В ходе анализа характеристик выявлено, что в широком диапазоне подач напор осевой ступени не зависит от вязкости (фиг.2), в то время как в центробежных ступенях с увеличением вязкости перекачиваемой жидкости напор резко падает (фиг.3). Это позволяет проводить откачку вязких нефтей осевыми ступенями без проблем по срыву подач.In the course of the analysis of the characteristics, it was found that in a wide range of feeds, the pressure of the axial stage does not depend on viscosity (Fig. 2), while in centrifugal stages, with an increase in the viscosity of the pumped liquid, the pressure drops sharply (Fig. 3). This allows the pumping out of viscous oils by axial steps without problems with disruption of feeds.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

С помощью станции управления 7 по полученным показаниям с датчиков ТМС 5 через кабельную линию 3 задается оптимальная для данной скважины частота вращения погружного электродвигателя 1, который приводит в действие динамический насос 4. В процессе работы насоса 4 нефть по НКТ 6 извлекается на поверхность. В случае малого дебита скважины станция управления 7 переключает работу системы на режим кратковременно-периодической эксплуатации.Using the control station 7, according to the readings from the TMS 5 sensors, the rotation frequency of the submersible electric motor 1, which drives the dynamic pump 4, which is optimal for a given well, is set for the well 4 during the operation of pump 4 and oil is extracted through the tubing 6 to the surface. In the case of a small flow rate of the well, the control station 7 switches the operation of the system to the short-period operation mode.

Благодаря широкому диапазону регулирования скорости вращения электродвигателя и применению насоса со ступенями, напорная характеристика которых не зависит от вязкости перекачиваемой жидкости, предлагаемая система устойчиво работает как при малых, так и больших подачах.Due to the wide range of regulation of the electric motor rotation speed and the use of a pump with stages, the pressure characteristic of which does not depend on the viscosity of the pumped liquid, the proposed system works stably at both low and high flows.

Кроме того, насос с осевыми ступенями может успешно использоваться при перекачке высоковязкой нефти с поверхности на нефтепромыслах.In addition, a pump with axial stages can be successfully used when pumping highly viscous oil from the surface in oil fields.

Claims

1. A system for lifting viscous oil, consisting of a submersible motor with hydraulic protection, a pump, a cable line, a control station with a frequency converter, tubing, a TMS system, characterized in that the electric motor is configured to control the speed in the range from 2000 to 6000 rpm , a dynamic pump with axial stages was used as a pump.

2. The lifting system according to claim 1, characterized in that the control station is equipped with a program that provides for short-term periodic operation on a temporary basis and according to the pressure readings at the inlet to the system.