Газосепаратор-диспергатор

К настоящему времени истощился ресурс добывающих нефтяных скважин, в то время как потребность в нефти все возрастает. Совокупность этих фактов вынуждает разрабатывать скважины с осложненными условиями эксплуатации, такими как высокое газосодержание, повышенная вязкость, большое количество механических примесей и так далее.

В России одним из основных в нефтедобывающей промышленности является способ эксплуатации скважин с помощью установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), которыми в настоящее время добывается около 70% нефти[1].

Значительная доля скважин, оборудованных электроцентробежными насосами(ЭЦН), эксплуатируется при высоких входных газосодержаниях, что приводит к существенному снижению развиваемого давления и подачи скважинной продукции. Нередки случаи, когда повышенноегазосодержание на приеме насоса приводит к срыву подачи установки[2].

В наклонно направленных скважинах глубина спуска УЭЦН часто ограничивается интенсивным набором кривизны нижней части ствола. На ряде месторождений причиной уменьшения глубины спуска насосов является высокая температура пласта, отрицательно влияющая на надежность двигателя и электрического кабеля УЭЦН. Кроме того, с уменьшением глубины спуска насосов повышается межремонтный период работы скважин, что объясняется снижением действующих на погружной агрегат значений температуры и давления, а также уменьшается вынос механических примесей. Однако минимизация подвески влечет за собой возрастание газосодержания откачиваемой смеси[2].

В 60-70е годы в СССР было выполнено большое количество теоретических и экспериментальных исследований, показавших, что на работоспособность центробежного насоса существенное влияние оказывает не только содержание свободного газа, но и его дисперсность[3].

Поэтому, с учетом вышесказанного, разработка мероприятий по защите ЭЦН от вредного влияния свободного газа является важной задачей.

Существуют различные способы защиты ЭЦН от отрицательного влияния свободного газа на его работу[4]:

Рисунок 1. Характеристики пяти ступеней погружного насоса ЭН-95 при работе на водовоздушных смесях при газосодержаниях от 0 до 0,1.

заглубление насоса под динамический уровень жидкости

применение подлива дегазированной жидкости

использование"конической" схемы насосов

использование насоса с диспергатором

применение ступеней специальной конструкции

установка перед насосом газосепаратора

применение насосно-эжекторных систем

принудительный сброс газа из затрубного пространства

Так же проблема эксплуатации ЭЦН на ГЖС с высоким содержанием свободного газа частично решается использованием открытолопастных рабочих колес. Такая конструкция имеет так же ряд дополнительных преимуществ, например, затрачивают в среднем на 12% меньше энергии, позволяют успешно работать при откачке продукции скважины с высоким содержанием механических примесей, смол, солей, парафинов[5].

Но тем не менее, среди всех способов защиты от влияния свободного газа в газожидкостной смеси самым эффективным является использование центробежных газосепараторов[4].

1. Обзор оборудования для добычи нефти.

1.1. Центробежные насосы.

Нефтедобывающая промышленность постоянно нуждается в насосах для отбора из скважин большого количества жидкости. Естественно, что наиболее приспособлены для этих целей динамические лопастные насосы, из которых наибольшее распространение получили насосы с рабочими колесами центробежного типа, поскольку они создают достаточно большой напор