Wydobycie ropy naftowej rozpoczęło się około 7 000 lat temu. Pierwsze pola naftowe zostały odkryte przez archeologów wzdłuż brzegów Nilu i Eufratu i datowane są na około 5000 lat p.n.e. Już wtedy wykorzystywano go jako opał, a jego pochodne wykorzystywano do budowy dróg i balsamowania zmarłych.

W Współczesna historia Pierwsze wzmianki o ropie można znaleźć już w czasach Borysa Godunowa i wtedy ropę nazywano „grubą”, tj. łatwopalna woda. Jednak do drugiej połowy XIX wieku wydobywano go wyłącznie w głębokie studnie. Kiedy udowodniono, że naftę do oświetlenia można wytwarzać z ropy, zaczęto opracowywać metody wykorzystujące pompy do ekstrakcji ropy.

1 Rodzaje pomp olejowych

Wśród nowoczesne metody produkcji i rafinacji ropy naftowej, istnieje kilka głównych typów pomp do pompowania produktów naftowych:

• most lotniczy;
• winda gazowa;
• ESP – montaż elektrycznych pomp odśrodkowych;
• UEVN – pompy;
• ShSN – montaż pomp studniowych.

1.1 Transport powietrzny

1.2 Winda gazowa

W przeciwieństwie do podnośnika pneumatycznego do podnośnika gazowego wpompowywany jest gaz, a nie powietrze, dlatego jest to tzw. samozasysacz pompa gazowa. Dalsza zasada działania jest taka sama: gaz jest pompowany rurą do buta, mieszany z olejem i unosi się do góry na skutek wytworzonej różnicy ciśnień.

Zaleta podnośnika gazowego: znacznie większa wydajność w porównaniu do podnośnika pneumatycznego. Wada: obowiązkowe ustawienia do ogrzewania wtryskiwanego gazu (PPG-1), aby uniknąć problemów związanych z nadmiernym tworzeniem się hydratu.

1,3ESP

Pompy odśrodkowe do przemysł naftowy w swojej konstrukcji praktycznie nie różnią się od konwencjonalnej technologii odśrodkowej. Pompowanie oleju i pompowanie wody opierają się na tych samych zasadach.

Zatapialny olej pompy odśrodkowe– są to tzw. PTsEN, czyli urządzenia wielostopniowe (do 120 stopni w 1. bloku), z silnikami specjalnej modyfikacji podwodnej.

Pompę głębinową do produktów naftowych można zbudować do 400 stopni. Pompy głębinowe do produktów naftowych składają się z:

• aparatura odśrodkowa;
• hydrauliczny zespół zabezpieczający;
• zanurzalny silnik elektryczny;
• kompensator

Odmianą UPTsEN są instalacje z mniejszą liczbą części metalowe w porównaniu do PCEN, ale z większą wydajnością. UPTsEN może pompować do 114 ton dziennie.

Cechowanie symbolika Urządzenia ESP M(K)/5A/250/1000 oznaczają, że jest to:

• instalacja, na której zainstalowana jest odśrodkowa pompa elektryczna;
• modułowy;
• odporny na korozję;
• 5A jest charakterystyką wymiarów poprzecznych obudowy;
• pompa olejowa radzi sobie z dostawą 250 metrów sześciennych dziennie;
• i ciśnienie 1000 metrów.

1.4 UEVN

Pompy śrubowe do produkcji ropy naftowej występują w dwóch typach: EVN i VNO.

EWH jest częścią instalacji, która składa się ze stacji sterującej i transformatora, które znajdują się na powierzchni. Produkcyjne urządzenie głębinowe wyposażone w asynchroniczny silnik wypełniony olejem może wytwarzać płyn formacyjny o wysokiej lepkości.

VNO jest częścią instalacji składającej się ze stacji sterującej i napędu elektrycznego. W przemyśle naftowym stosuje się go do rur o średnicy wewnętrznej co najmniej 121,7 mm.

Główną cechą śrubowych pomp olejowych jest tzw. śruba ślimakowa. Ślimak obraca się w gumowej klatce, wnęki wypełnione są cieczą, która przemieszcza się ku górze wzdłuż osi ślimaka. Co więcej, drugie osobliwość Instalacje te zmniejszyły liczbę prędkości obrotowych silnika o połowę (w porównaniu do PCEN).

1,5 SzSN

Pompy prętowe dla przemysłu naftowego i gazowego – są to zespoły instalacji naziemnych i podziemnych. Sprzęt podziemny to sam prętowy aparat ciśnieniowy ze stacjonarnym zaworem ssącym na dolnym końcu cylindra i ruchomym zaworem spustowym na górze tłoka, rurociągi, pręt oraz kotwy lub wykładziny ochronne.

Wyposażeniem naziemnym tego kompleksu jest tzw. maszyna pompująca. Fotel bujany składa się z piramidy, skrzyni biegów i silnika elektrycznego zamontowanych na jednej ramie w betonowym fundamencie. Do piramidy przymocowana jest wyważarka, która wisi na poprzeczce, połączona z korbą i umieszczona po obu stronach skrzyni biegów. Wyważarka i korba utrzymywane są w odpowiedniej pozycji przez aparat hamulcowy, a cała instalacja jest równoważona za pomocą przeciwwag.

Jeść różne modele fotele bujane – jednoramienne i dwuramienne. Separacja następuje w zależności od rodzaju zainstalowanej na nich wyważarki. Głębokość, jaką mogą osiągnąć fotele bujane, wynosi od 30 metrów do 3, a czasem 5 km.

1.6 Jak działa SRP? (wideo)

2 Pompy główne do pompowania oleju

Kompleks przemysłowy rafinacji ropy naftowej obejmuje nie tylko produkcję i rafinację, ale także transport produktów naftowych. W takim przypadku pompowany produkt może mieć różny stopień lepkości i temperatury.

Technologia hydrauliczna głównej linii musi zapewniać wysoką wydajność produkcji stabilna praca i niezawodność, zapewniają dobre ciśnienie i są tak ekonomiczne, jak to tylko możliwe.

Wyposażenie bagażnika występuje w dwóch rodzajach: spirala jednostopniowa i sekcja wielostopniowa. Co więcej, wszystko jest poziomo odśrodkowe.

Przepływ, jaki mogą zapewnić urządzenia wielostopniowe, sięga 710 metrów sześciennych na godzinę, natomiast jednostopniowe mogą zapewnić przepływ do 10 000 metrów sześciennych na godzinę.

Temperatura płynu podczas pracy z urządzeniami głównego nurtu nie powinna przekraczać 80°C. Niektóre konstrukcje wytrzymują temperatury do 200°C.

Zawsze jednak trzeba zwrócić uwagę na ilość zanieczyszczeń zawartych w pompowanym materiale oraz lepkość kinematyczną cieczy. Ponieważ niezależnie od tego, jaką technologię ostatecznie wybierzesz – śrubową, membranową, tłokową hydrauliczną, główną, wielofazową, płytową, strumieniową, prętową czy śrubową – jej główne parametry będą skupiać się na tych dwóch czynnikach: lepkości i ilości zanieczyszczeń.

Rozdział 4. Przepompownie pól naftowych

Klasyfikacja przepompowni pól naftowych

Przepompownie terenowe są klasyfikowane według przeznaczenia. Istnieją trzy typy stacji:

Przepompownie do transportu produktów ze studni przez teren pól ze studni do punkty centralne zbieranie oleju;

Przepompownie (przepompownie) zapewniające funkcjonowanie centralnych punktów odbioru ropy naftowej, w których przygotowywana jest ropa do transportu do rafinerii (rafinerii);

Przepompownie do pompowania wody do formacji roponośnych poprzez studnie zatłaczające i wydobywania w ten sposób ropy.

Powyższa klasyfikacja przepompowni pól naftowych jest najbardziej ogólna. W poszczególnych złożach może mieć nieco inny wygląd. W szczególności na wielu polach nie ma stacji pompowania wody do studni zatłaczających. Ich rolę odgrywa wysokie ciśnienie pompy głębinowe studnie wodne, które bezpośrednio pompują wodę ze studni do studni zatłaczających. Ta opcja jest zwykle stosowana na polach, na których woda gruntowa jest wykorzystywana do zalewania zbiorników ropy.

Istnieją inne różnice w stosunku do ogólnej klasyfikacji podanej powyżej.

W zależności od warunków pracy stacji stosuje się na nich pompy różne rodzaje. O rodzaju pompy decydują przede wszystkim właściwości pompowanej cieczy.

Płyny terenowe transportowane przepompowniami nie są ropą w pełnym tego słowa znaczeniu. Jest to mieszanina różnych cieczy, gazów i ciał stałych.

Płynną część wydobycia odwiertów reprezentują ciekłe węglowodory (sama ropa naftowa) i woda, których zawartość w całkowitej wielkości wydobycia może wynosić od zera do 90-95%. Powiązana kompozycja gaz naftowy, produkowany razem z ropą, jest bardzo zróżnicowany nie tylko dla różnych złóż, ale także dla tego samego pola w różnych latach jego eksploatacji. Gęstość mieszaniny gazów w tym przypadku zwykle mieści się w przedziale 0,7-3,5 kg/m 3 .

Wtrącenia stałe są również dość zróżnicowane. Ilościowe i cecha jakościowa ma je szeroki zasięg. Inkluzje te zawierają cząstki w różnych proporcjach skały przeprowadzane poprzez przepływ ze studni, skalę rurociągu i wyposażenie technologiczne, a także stałe węglowodory w postaci parafin, cerezyn, asfaltenów, substancji żywicznych i tak dalej.

Naturalną różnicę między olejami w lepkości i gęstości uzupełnia Duży obraz właściwości fizyczne i chemiczne płynów polowych.

Tak duża różnorodność produktów studniowych powoduje konieczność stosowania różnych typów pomp w dziedzinie PS, ponieważ każdy typ pompy jest przeznaczony do pompowania określonych rodzajów cieczy i ma swój własny obszar racjonalnego zastosowania.

Na polu przepompownie Stosowane są głównie pompy odśrodkowe oraz dwa typy pomp wyporowych – tłokowe i rotacyjne.

Pompy odśrodkowe stosuje się przy pompowaniu dużych ilości oleju oraz tam, gdzie nie są wymagane wysokie ciśnienia. Stosowane są głównie na dużych polach z cieczą o niskiej lepkości.

Lepkie oleje pompowane są za pomocą pomp wyporowych. Jednocześnie pompy rotacyjne są z reguły stosowane do pompowania olejów o dużej lepkości oraz w przypadkach, gdy wydajność przepompowni musi być dość wysoka.

Spośród pomp odśrodkowych stosowanych w terenie najpowszechniej stosowanymi są pompy typu Ayap, KSM, MS, NK, ND, NM i TsNS. Na zachodniej Syberii w Ostatnio Preferowane są przede wszystkim pompy CNS.

Pompy tłokowe stosuje się głównie tam, gdzie olej zawiera znaczny procent parafiny (15%), a normalne tłoczenie takich olejów wymaga nie tylko podgrzania, ale także stosunkowo wysokie ciśnienia, których nie mogą wytworzyć pompy odśrodkowe.

Do pompowania emulsji olejowych i olejowo-wodnych (o zawartości wolnych gazów do 15%) szerokie zastosowanie otrzymał pompy odśrodkowe.

Oznaczenia pomp są rozszyfrowane w następujący sposób:

N - olej; K - wspornik ze wspornikiem łożyskowym; C - przekrój; M - monoblok; MS - wielosekcyjny; D - wejście dwustronne (wirnik wejściowy dwustronny); CNS - olej odśrodkowy przekrój.

W oznaczeniach pomp, oprócz oznaczenia literowe Podawane są grupy liczb, za pomocą których przekazywane są bardziej szczegółowe informacje specyfikacje samochody Oznaczenia cyfrowe wprowadza się do oznaczeń na dwa różne sposoby.

W przypadku jednego z nich ogólne oznaczenie pompy wygląda następująco:

Tutaj pierwsza cyfra (8) odpowiada średnicy rury wlotowej pompy (w milimetrach), zmniejszonej 25-krotnie i zaokrąglonej. Druga grupa liczb (10) oznacza współczynnik prędkości pompy zmniejszony dziesięciokrotnie i zaokrąglony. Ostatnia grupa cyfr (5) oznacza liczbę stopni pompy.

Pozostałe typy pomp oznaczone są podobnie jak pompy ND, np. pompy NK i MS.

W przypadku drugiej metody znakowania wprowadzone w niej oznaczenia cyfrowe odpowiadają głównym cechy technologiczne pompy np

NM -200-120-120.

Pierwsza grupa cyfr (200) oznacza tutaj przepływ pompy wyrażony w metry sześcienne na godzinę, drugi (120) - również na paszę i w tych samych jednostkach, ale tylko z wymiennym rotorem dla zmniejszonego paszy. Ostatnia grupa cyfr (120) podaje informację o ciśnieniu wytwarzanym przez pompę w metrach słupa pompowanej cieczy.

Rozważane pompy odśrodkowe służą do pompowania oleju polowego o zawartości cząstek stałych zawieszonych w ilości nie większej niż 0,2% i wielkości nie większej niż 0,2 mm.

W odróżnieniu od pomp odśrodkowych, pompy wyporowe znajdują znacznie mniejsze zastosowanie na polach naftowych i są to głównie pompy tłokowe. Najpopularniejsze pompy tłokowe to typy U8-3, 9MGr, NT-150, 11GR. Wszystkie te pompy to pompy błotne. Nie są przeznaczone do pompowania oleju i dlatego nie w pełni spełniają warunki pracy przepompowni polowych. W szczególności moc tych pomp znacznie przekracza moc wymaganą na stacjach terenowych; ich wymiary i masa są zbyt duże. Niektóre elementy konstrukcyjne pompy, takie jak uszczelki, nie wytrzymują długotrwałego kontaktu ze środowiskiem olejowym i szybko ulegają awariom.

Wymienione okoliczności wymuszają, jeśli to możliwe, unikanie stosowania tych pomp do pompowania produktów ze studni w terenie i zastąpienie ich pompami odśrodkowymi lub rotacyjnymi.

Wśród pomp rotacyjnych najczęściej spotykane są pompy śrubowe: MVN-1,5; MVN-6; MVN-10; VN-50; ENN-120-5; ENV-32/25; 2V-500/10. Rzadziej stosowane są pompy zębate lub obrotowe typu RE. Ograniczone zastosowanie tego ostatniego typu pomp tłumaczy się koniecznością dokładniejszego oczyszczenia pompowanej cieczy z zanieczyszczeń mechanicznych w porównaniu do pomp śrubowych. A to nie zawsze jest możliwe i racjonalne w warunkach połowowych.

Włodzimierz Chomutko

Czas czytania: 6 minut

A

Rodzaje pomp do produkcji ropy naftowej i ich charakterystyka

Przemysł naftowy jest najważniejszą gałęzią przemysłu rosyjskiego. Znaczenie tego naturalnego surowca energetycznego dla krajowej gospodarki jest nie do przecenienia. Co roku w Rosji wydobywa się miliony ton „czarnego złota”, a wielkość ta nie tylko zaspokaja potrzeby rynku krajowego, ale także zapewnia krajowi znaczną część przychodów z eksportu.

Nowoczesne wydobycie tego minerału odbywa się poprzez odwierty wiercone w górotworze. Jeśli w formacji produkcyjnej nie ma wystarczającego ciśnienia, z reguły ropa jest wydobywana za pomocą specjalnych mechanizmów, które umożliwiają wynoszenie surowca na powierzchnię, a także służą do pompowania wody do formacji produkcyjnych, transportu przepompowywanych produktów rurociągami polowymi , i tak dalej.

Mechanizmy te nazywane są pompami olejowymi. Pompy do wydobycia ropy służą do wydobywania ropy na powierzchnię, pompy przesyłowe służą do zapewnienia niezbędnego ciśnienia w rurociągu i na polu systemy rurociągów. Następnie przyjrzymy się głównym typom takiego sprzętu.

Pompy olejowe. Główne rodzaje

Pompy olejowe występują w następujących typach:

1. pompy z prętem ssącym (SRP);
2. śruba prętowa;
3. elektryczne odśrodkowe (ECP);
4. śruba;
5. membrana;
6. tłok hydrauliczny;
7. główne linie;
8. wielozakresowy;
9. strumień;
10. blaszkowate.

Pompy prętowe do produkcji ropy naftowej (SRP)

Mechanizmy te są urządzeniami wolumetrycznymi. Służą do podnoszenia wydobytego surowca z odwiertu poprzez utworzenie tzw. depresji (różnicy ciśnień pomiędzy formacją wydobywczą a dnem wyrobisk górniczych). Wielu z Was widziało takie pompy w filmach i telewizji (słynne pompy olejowe).

Pompa prętowa zawiera blok cylindrów, tłoki, zawory, specjalne mocowania, pręty, pręt, adaptery i tak dalej. Tego typu agregaty pompowe znajdują zastosowanie na ponad połowie obecnie eksploatowanych pól naftowych.

Tak powszechna popularność tego gatunku Pompa olejowa wynika z następujących niewątpliwych cech jakościowych i użytkowych:

• wysoki współczynnik wydajności podczas pracy;
• łatwość, wygoda i prostota prac naprawczych;
• możliwość maksymalnego wykorzystania różne rodzaje dyski;
• możliwość zastosowania nawet w ekstremalne warunki(np. w przypadku dużego stężenia zanieczyszczeń mechanicznych, zwiększonej zawartości gazów w wydobytych produktach, przy wypompowywaniu surowców o dużej korozyjności).

Pompy śrubowe prętowe do produkcji oleju

Ta odmiana instalacje prętowe z reguły są stosowane w zmechanizowanej eksploatacji odwiertów produkcyjnych w przypadku produkcji ciężkich gatunków surowców naftowych, a także płynów mielących i lepkich.

Do głównych zalet takich instalacji należą: brak izolowanych gazów, a koszt jest dość przystępny dla takich jednostek.

Elektryczne odśrodkowe pompy produkcyjne (ESP)

Pomimo tego, że liczba studni wyposażonych w instalacje tego typu znacznie mniejsze w porównaniu z pompami żerdziowymi, pod względem objętości surowców wydobytych za pomocą odśrodkowych pomp elektrycznych znacznie przekraczają pompy z prętem ssącym. Dość powiedzieć, że w naszym kraju około 80 procent całego rosyjskiego „czarnego złota” wydobywa się przy użyciu ESP.

Krótko opisując to urządzenie jest to konwencjonalny mechanizm pompujący wyposażony w napędzany elektrycznie(z tą różnicą, że w odróżnieniu od sztangi nie ma części szlifowanej, jest długa i cienka). ESP sprawdziły się doskonale podczas pracy w środowiskach charakteryzujących się podwyższoną agresywnością korozyjną. Do takich jednostek pompujących należą:

1. zatapialny zespół pompujący składający się z samej pompy i napędu elektrycznego z zabezpieczeniem hydraulicznym;
2. linia kablowa łącząca silnik elektryczny z podstacją transformatorową;
3. stacja kontroli i regulacji pracy instalacji.

Zatapialne elektryczne pompy odśrodkowe mają znaczną przewagę nad głębinowymi pompami prętowymi ssącymi, a mianowicie:

• prosty sprzęt naziemny;
• możliwość produkcji dużych ilości surowców (do 15 tys. metrów sześciennych dziennie);
• możliwość ich zastosowania w studniach, których głębokość przekracza 3 tysiące metrów;
• długi (od 500 dni do dwóch do trzech lat i więcej) okres eksploatacji instalacji bez prac naprawczych;
• możliwość wykonania niezbędnych Praca badawcza bez konieczności podnoszenia agregatu pompującego na powierzchnię;
• prostsze i mniej pracochłonne metody usuwania osadów parafiny powstających na ściankach rur (rur pompy i sprężarki).

Ponadto elektryczne agregaty pompowe odśrodkowe mogą być stosowane na dużych głębokościach oraz w nachylonych studniach wydobywczych (aż do studni poziomych), a także w wyrobiskach górniczych o dużym stopniu odwodnienia, w środowiskach o dużej zawartości wody jodowo-bromkowej , z wysoki stopień mineralizacji wód złożowych oraz wydobycia na powierzchnię roztworów kwasów i soli.

Ponadto istnieją modyfikacje elektrofiltrów umożliwiające jednoczesną i odrębną pracę na kilku horyzontach produkcyjnych w ramach jednego odwiertu. W niektórych przypadkach jednostki takie służą także do zatłaczania zmineralizowanej wody złożowej do złoża ropy naftowej w celu utrzymania wymaganego poziomu ciśnienia złożowego.

Ta konstrukcja pompy jest z reguły stosowana do produkcji olejów ciężkich i o dużej lepkości duża ilość zanieczyszczeń mechanicznych (na przykład piasku), a także do pompowania cieczy wysoki poziom lepkość

Ten typ jednostki pompującej olej ma następujące zalety:

Pompy śrubowe

Membranowe pompy olejowe

Podobnie jak prętowe są to urządzenia typu wolumetrycznego. Konstrukcja takiego urządzenia opiera się na specjalnej membranie, która zabezpiecza wydobyty produkt przed przedostaniem się do innych części mechanizmu pompującego. Pompa membranowa zawiera kolumnę doprowadzającą olej, zawór tłoczny, kanał osiowy, sprężynę śrubową, cylinder, tłok, podpory, przewód elektryczny i tak dalej.

Takie agregaty pompowe są zwykle stosowane na polach, na których występuje produkowany surowiec naftowy duża liczba zanieczyszczenia mechaniczne. Główne zalety tego projektu to łatwość instalacji i późniejszej obsługi.

Hydrauliczne pompy tłokowe

Przeznaczone są do pompowania płynu złożowego ze studni. Hydrauliczne zespoły tłokowe stosuje się w przypadkach, gdy w wydobytym surowcu nie ma zanieczyszczeń mechanicznych.

Do instalacji tych zalicza się: pompę studniową, silnik głębinowy, kanał, przez który transportowana jest ropa i woda, powierzchnię punkt mocy oraz system przygotowania środowiska pracy. Podczas procesu ekstrakcji za pomocą takich urządzeń na powierzchnię wydostaje się olej wraz z wydobytą wodą.

Główne zalety hydraulicznych pomp tłokowych to:

• szansa znacząco zmienia ich podstawowe cechy;
• prostota i łatwość użycia;
• możliwość wykonywania podziemnych prac naprawczych bez większego nakładu pracy;
• można je stosować w studniach z nachylonymi otworami.

Główne pompy olejowe

Ich głównym przeznaczeniem jest przetłaczanie wydobytych surowców lub produktów naftowych rurociągami polowymi, technicznymi i głównymi.

Jednostki takie są w stanie wytworzyć wysokie ciśnienie zapewniające przepompowanie transportowanych surowców. Ich główne charakterystyczne cechy– ekonomiczna eksploatacja i wysoki stopień niezawodności.

Instalacje takie składają się z dwóch głównych elementów – obudowy i układu wirnika i służą do pompowania ropy naftowej i produktów naftowych poprzez system rurociągów głównych.

Korzystanie z instalacji tego typu pozwala na:

• zmniejszyć obciążenie ujścia otworu;
• zmniejszyć ilość używanego sprzętu;
• zwiększyć efektywność wykorzystania uwolnionych gazów;
• zwiększyć opłacalność eksploatacji odległych złóż.

Pompy wielofazowe do ropy i produktów naftowych

Urządzenia do pompowania oleju strumieniowego

Są to najnowocześniejsze i najbardziej obiecujące instalacje dla przemysł naftowy przemysł. Ich zastosowanie pozwoli na podniesienie technologii eksploatacji pól naftowych na wyższy poziom.

Do takich instalacji zalicza się: mechanizm podawania czynnika roboczego. Aktywna dysza, wtryskiwany kanał doprowadzający ciecz, komora wyporowa i dyfuzor.

Obecnie agregaty pompowe tego typu cieszą się coraz większą popularnością ze względu na prostotę ich konstrukcji, brak w nich elementów ruchomych, wysoki stopień wytrzymałości i niezawodność pracy nawet w ekstremalnych warunkach pracy, takich jak duże stężenie zanieczyszczeń mechanicznych w środowisku pracy, wysoka zawartość wolnych gazów w wydobywanych surowcach. podwyższonych temperaturachśrodowisko i agresywność cieczy roboczej.

Instalacje odrzutowe typ pompy są w stanie zapewnić:

• stabilność urządzenia;
• swoboda regulacji ciśnienia w odwiercie;
• optymalne funkcjonowanie centrali w przypadku niekontrolowanych zmian takich parametrów jak stopień odcięcia wody, ciśnienie in-situ itp.;
• łatwiejszy i szybszy przepływ wydobytych surowców;
• szybki dostęp do tryb optymalny eksploatacja po zawieszeniu eksploatacji odwiertu;
• efektywne wykorzystanie uwolnionych wolnych gazów;
• zapobieganie przepływom w obszarach pierścieni;
• proces szybkiego chłodzenia zanurzalnych silników elektrycznych;
• stabilność w bieżącym urządzeniu obciążeniowym;
• zwiększenie wydajności instalacji wydobywczej ropy naftowej.

Zastosowanie takich agregatów pompowych pozwala zapewnić wyższą jakość i szybszą produkcję surowców naftowych.

Pompy te obejmują:

• obudowa wyposażona w pokrywę;
• wał napędowy z łożyskami;
• zestaw roboczy, który składa się z tarcz rozdzielczych, wirnika, stojana i płyty.

Pompy łopatkowe (łopatkowe) PN

Do głównych zalet zespołów płytowych należą:

• wysoka wytrzymałość;
• dobra niezawodność;
• wysoki stopień wydajności produkcji ropy naftowej;
• dobre właściwości użytkowe;
• wysoka odporność na zużycie części mechanizmu.

Zaprzestanie lub brak przepływu spowodowało konieczność stosowania innych metod wydobywania oleju na powierzchnię, np. za pomocą pomp prętowych ssących. Większość studni jest obecnie wyposażona w tego typu pompy. Produkcja studni waha się od kilkudziesięciu kg dziennie do kilku ton. Pompy opuszczane są na głębokość kilkudziesięciu metrów do 3000 m, czasem nawet do 3200-3400 m). Shsnu obejmuje:

a) wyposażenie naziemne – pompa (SK), wyposażenie głowicy odwiertu, jednostka sterująca;

b) urządzenia podziemne - rury (rurki), żerdzie pompujące (SR), pompy z żerdziami ssącymi (SSP) i różne urządzenia ochronne poprawiające pracę instalacji w trudnych warunkach.

Ryż. 1. Schemat zespołu pompującego z prętem ssącym

Pręt głęboki jednostka pompująca(ryc. 1) składa się z cóż pompa 2 typy wtykowe lub niewkładane, żerdzie pompy 4, rurki 3, zawieszone na płycie czołowej lub w wieszaku rurowym 8 łączników głowicy odwiertu, uszczelka dławikowa 6, dławik 7, maszyna pompująca 9, fundament 10 i trójnik 5. Na wlocie pompy do studni zainstalowane jest urządzenie zabezpieczające w postaci filtra gazowego lub piaskowego 1.

1.1 Maszyny pompujące

Maszyna pompująca (rys. 2) jest indywidualnym napędem pompy studniowej. Głównymi elementami maszyny pompującej są rama, stojak w kształcie ściętej czworościennej piramidy, równoważnia z obrotową głowicą, poprzeczka z korbowodami przymocowanymi zawiasowo do równoważni, skrzynia biegów z korbami i przeciwwagami. SK wyposażony jest w zestaw wymiennych krążków umożliwiających zmianę ilości zamachów, co oznacza, że ​​sterowanie jest dyskretne. Aby szybko zmieniać i napinać paski, silnik elektryczny jest zamontowany na obrotowej prowadnicy. Maszyna kołysająca zamontowana jest na ramie osadzonej na żelbetowej podstawie (fundamencie). Wyważarkę mocuje się w wymaganym (najwyższym) położeniu głowicy za pomocą bębna hamulcowego (koła pasowego). Głowica wyważarki jest składana lub obracana w celu umożliwienia swobodnego przejazdu urządzeń dźwigowych i wiertniczych podczas naprawy studni podziemnych. Ponieważ głowica wyważarki porusza się po łuku, zastosowano elastyczne zawieszenie linowe 17 łączące ją z prętem i prętami głowicy (rys. 2). Umożliwia regulację dopasowania tłoka w cylindrze pompy tak, aby zapobiec uderzeniu tłoka w zawór ssący lub opuszczeniu cylindra przez tłok, a także zainstalowanie dynamografu w celu badania pracy urządzenia.

Ryż. 2. Maszyna pompująca typu SKD:

1 – zawieszenie żerdzi głowicy; 2 - balanser ze wspornikiem; 3 - stojak; 4 - korbowód; 5 - korba; 6 - skrzynia biegów; 7 - koło pasowe napędzane; 8 - pasek; 9 - silnik elektryczny; 10 – koło pasowe napędowe; 11 - ogrodzenie; 12 – płyta obrotowa; 13 – rama; 14 – przeciwwaga; 15 – trawers; 16 – hamulec; 17 - zawieszenie liny

Amplituda ruchu głowicy wyrównoważającej (długość skoku pręta głowicy-7 na ryc. 1) reguluje się poprzez zmianę położenia połączenia korbowego z korbowodem względem osi obrotu (przesunięcie czopa korbowego do innego otworu ). Podczas jednego podwójnego ruchu wyważarki obciążenie kierownicy jest nierównomierne. Aby zrównoważyć pracę maszyny pompującej, na wyważarce, korbie lub na wyważarce i korbie umieszcza się obciążniki (przeciwwagi). Następnie wyważanie nazywa się odpowiednio wyważarką, korbą (wirnikiem) lub kombinacją.

Jednostka sterująca zapewnia sterowanie silnikiem elektrycznym silnika elektrycznego w sytuacjach awaryjnych (pęknięte pręty, awaria skrzyni biegów, pompy, pęknięcie rurociągu itp.), A także samoczynny rozruch silnika elektrycznego po dotarciu Zasilanie.

Maszyny pompujące do tymczasowego górnictwa mogą być mobilne, pneumatyczne (lub gąsienicowe). Przykładem jest mobilna maszyna bujana „ROUDRANER” firmy „LAFKIN”.

1.2 Wydajność pompy

Teoretyczna wydajność SSN jest równa

, m 3 / dzień,

Gdzie 1440 to liczba minut w ciągu dnia;

D jest zewnętrzną średnicą tłoka;

L - długość skoku tłoka;

n to liczba podwójnych zamachów na minutę.

Rzeczywisty posuw Q jest zawsze< Qt.

Postawa

, nazywany jest współczynnikiem zasilania, wówczas Q = Q t a n, gdzie a n zmienia się od 0 do 1.

W studniach, w których objawia się tzw. efekt fontanny, tj. w studniach, które częściowo przepływają przez pompę, może to być n >1. Pracę pompy uważa się za normalną, jeśli a n =0,6¸0,8.

Stosunek paszy zależy od wielu czynników, które są uwzględniane przez współczynniki

a n = a g ×a ус ×a n ×a уm ,

gdzie współczynniki wynoszą:

a g - odkształcenie prętów i rur;

a us - skurcz cieczy;

a n - stopień napełnienia pompy cieczą;

aha - wycieki cieczy.

gdzie a g =Spl/S, Spl to długość skoku tłoka (wyznaczona z warunków uwzględnienia odkształceń sprężystych prętów i rur); S jest długością skoku pręta głowicy odwiertu (ustawianą podczas projektowania).

DS=DS w +DS t,

Gdzie DS jest ogólnym odkształceniem; S - odkształcenie pręta; DS t - odkształcenie rury.

gdzie b jest współczynnikiem objętości cieczy, równym stosunkowi objętości (natężeń przepływu) cieczy w warunkach ssania i warunkach powierzchniowych.

Pompa jest napełniona cieczą i wolnym gazem. Wpływ gazu na napełnienie i przepływ pompy uwzględniany jest poprzez współczynnik napełnienia cylindra pompy

- liczba gazu (stosunek swobodnego przepływu gazu do natężenia przepływu cieczy w warunkach ssania).

Współczynnik charakteryzujący długą przestrzeń, tj. objętość cylindra pod tłokiem w jego najniższym położeniu od objętości cylindra opisanej przez tłok. Zwiększając długość skoku tłoka, można zwiększyć n. Stopień wycieku

gdzie g yt to natężenie przepływu wycieków płynu (w parze tłoków, zaworach, złączkach rurek); a yt jest wartością zmienną (w przeciwieństwie do innych czynników), rosnącą w czasie, co prowadzi do zmiany współczynnika zasilania.

Optymalny współczynnik podaży określa się na podstawie warunku minimalnych kosztów produkcji i naprawy studni.

Spadek aktualnego natężenia przepływu pompy w czasie można opisać równaniem parabolicznym

, (1.1.)

T - pełny okres pracy pompy do momentu ustania zasilania (jeżeli przyczyną jest zużycie pary tłoków, to T oznacza pełny, możliwy żywotność pompy); m jest wykładnikiem paraboli, zwykle równym dwa; t to rzeczywisty czas pracy pompy po kolejnej naprawie pompy.

W oparciu o kryterium minimalnego kosztu wydobycia ropy naftowej, biorąc pod uwagę koszty jednego dnia pracy odwiertu oraz koszt napraw, A. N. Adonin określił optymalny czas trwania okresu rekonwalescencji

, (1.2.)

gdzie t p to czas naprawy odwiertu; B p - koszt konserwacja zapobiegawcza; B e - koszty na dzień pracy odwiertu, z wyłączeniem B p .

Podstawiając t mopt zamiast t do wzoru (1.1.), wyznaczamy optymalny współczynnik końcowego zaopatrzenia przed zapobiegawczymi naprawami podziemnymi a nopt.

Jeżeli aktualny współczynnik podaży a nopt zrówna się z optymalnym a nopt (z punktu widzenia napraw i obniżenia kosztów produkcji), wówczas należy zatrzymać studnię i rozpocząć naprawę (wymianę) pompy.

Średni wskaźnik podaży w okresie remontu wyniesie

.

Analiza pokazuje, że w B p /(B e × T)<0,12 допустимая степень уменьшения подачи за межремонтный период составляет 15¸20%, а при очень больших значениях B p /(B э ×T) она приближается к 50%.

Zwiększenie efektywności ekonomicznej pracy SSP można osiągnąć poprzez poprawę jakości napraw pomp, obniżenie kosztów bieżącej eksploatacji i napraw studni, a także terminowe określenie czasu naprawy studni.

1.3 Zasady bezpieczeństwa pracy studni z pompami prętowymi ssącymi

Głowica odwiertu musi być wyposażona w armaturę i urządzenie do uszczelniania żerdzi. Rurociąg wylotowy studni okresowo płynącej musi umożliwiać uwolnienie gazu z pierścienia do przewodu przepływowego przez zawór zwrotny i zmianę uszczelnienia pręta, gdy w odwiercie panuje ciśnienie. Przed rozpoczęciem prac naprawczych lub przed przeglądem wyposażenia okresowo działającej studni z rozruchem automatycznym, zdalnym lub ręcznym należy wyłączyć silnik elektryczny, a na urządzeniu rozruchowym umieścić plakat: „Nie włączaj, ludzie pracują .” Na studniach z automatycznym i zdalnym sterowaniem maszyn pompujących, w pobliżu urządzenia rozruchowego, w widocznym miejscu należy umieścić plakaty z napisem „Uwaga! Automatyczne uruchomienie”. Taki napis powinien znajdować się również na urządzeniu rozruchowym. Układ pomiaru natężenia przepływu w studni, rozruchu, wyłączenia i obciążenia polerowanego pręta (głowicy wyważającej) musi mieć dostęp do centrum sterowania. Sterowanie studnią wyposażoną w pompę samobieżną odbywa się za pomocą stacji sterowania studnią typu SUS - 01 (i ich modyfikacji), która posiada tryb sterowania ręczny, automatyczny, zdalny i programowy. Rodzaje wyłączeń ochronnych SSN: przeciążenie silnika elektrycznego (>70% poboru mocy); zwarcie; obniżenie napięcia sieciowego (<70% номинального); обрыв фазы; обрыв текстропных ремней; обрыв штанг; неисправность насоса; повышение (понижение) давления на устье. Для облегчения обслуживания и ремонта станков-качалок используются специальные технические средства такие, как агрегат 2АРОК, маслозаправщик МЗ - 4310СК.

Włodzimierz Chomutko

Czas czytania: 6 minut

A

Główne typy pomp do produktów naftowych

Pompy do lekkich produktów naftowych i ciemnych frakcji ropy naftowej oraz do ropy naftowej muszą zapewniać wysoki stopień niezawodności i bezpieczeństwa pracy z nimi oraz skutecznie pompować niezbędne ciecze, w tym te o dużej lepkości i zanieczyszczeniach mechanicznych.

Pompy olejowe różnią się od innych podobnych jednostek zdolnością do pracy w specjalnych warunkach pracy.

Na ich komponenty i inne elementy konstrukcyjne wpływają związki węglowodorów, a zakres temperatur i ciśnień jest bardzo szeroki. Instalacje takie produkowane są w szerokiej gamie wersji klimatycznych, dzięki czemu mogą skutecznie działać w różnorodnych warunkach pogodowych, od surowych północnych szerokości geograficznych po gorące pustynie.

Pompy do pompowania produktów naftowych muszą mieć wystarczającą moc, ponieważ ropa podczas wydobycia unosi się ze studni ze znacznej głębokości, a podczas jej transportu rurociągami konieczne jest wytworzenie w rurze wystarczającego ciśnienia, aby zapewnić nieprzerwany ruch produktu.

Zespoły pompujące olej mogą pracować z ropą naftową, produktami naftowymi frakcji jasnej i ciemnej, emulsjami ropy i gazu, a także gazami skroplonymi i innymi substancjami ciekłymi o podobnych właściwościach.

Na polach naftowych takie jednostki pompowe można stosować do pompowania płynu płuczącego podczas procesu wiercenia odwiertu lub podczas operacji płukania podczas większego remontu. Służą także do pompowania mediów płynnych do złoża, co zapewnia większą intensywność produkcji. Ponadto jednostki te pompują różne płynne, nieagresywne media, w tym olej zalany wodą.

Jednostki te mogą być wyposażone w następujące typy napędów:

1. mechaniczny;
2. elektryczny;
3. hydrauliczny;
4. pneumatyczny;
5. termiczny.

Napęd elektryczny jest najwygodniejszy, ale wymaga źródła prądu. Zakres charakterystyk pompowania w pompach elektrycznych jest bardzo szeroki.

Jeżeli nie jest możliwe zapewnienie zasilania, pompy takie można wyposażyć w silniki turbinowe gazowe lub silniki spalinowe.

Napędy pneumatyczne są stosowane głównie w pompach odśrodkowych, gdzie możliwe jest wykorzystanie energii pod wysokim ciśnieniem, zarówno gazu ziemnego, jak i towarzyszącego. Takie połączenie znacznie zwiększa rentowność urządzeń pompujących.

Główne cechy konstrukcyjne i typy pomp do produktów naftowych

Główne cechy konstrukcyjne wszystkich jednostek pompujących do pracy z olejem i jego produktami to:

• obecność specjalnej części hydraulicznej w pompie;
• specjalne materiały zapewniające instalację jednostki olejowej na terenach otwartych;
• specjalne uszczelnienie mechaniczne;
• ochrona przeciwwybuchowa silników elektrycznych.

Takie agregaty pompowe montowane są z napędem na jednym fundamencie. Uszczelnienie mechaniczne umieszczone pomiędzy obudową a wałem pompy wyposażone jest w układ płuczący oraz układ doprowadzający ciecz. Część przepływowa urządzenia wykonana jest ze stali węglowej lub zawierającej nikiel.

Główne typy takich instalacji:

• śruba;
• odśrodkowy.

Śruba pompy olejowe są przeznaczone do pracy w trudniejszych warunkach pracy niż pompy odśrodkowe. Ponieważ instalacje śrubowe zapewniają pompowanie cieczy roboczej bez kontaktu ze śrubami, mogą skutecznie pracować nawet przy pompowaniu substancji zanieczyszczonych, do których zalicza się ropę naftową, celulozę, muły ropopochodne, solankę i tak dalej. Ponadto jednostki tego typu doskonale nadają się do pracy z substancjami o dużej gęstości.

Instalacje śrub olejowych mogą być jedno- lub dwuślimakowe.

Pompy łopatkowe do lekkich produktów naftowych

Obie wersje mają dobrą zdolność samozasysania i wytwarzają wysokie ciśnienie (ponad 10 atmosfer), co zapewnia wysoki poziom ciśnienia (ponad sto metrów).

Konstrukcje dwuślimakowe doskonale radzą sobie z pompowaniem lepkich cieczy (na przykład oleju opałowego, bitumu, smoły, szlamu itp.), Nawet gdy temperatura otaczającej atmosfery ulega wahaniom. Konstrukcja ta wytrzymuje temperaturę płynu roboczego do 450 stopni Celsjusza, podczas gdy temperatura otoczenia może spaść do -60. Instalacje dwuślimakowe wielofazowe mogą pracować z cieczami, których zawartość gazu sięga do 90%.

Agregaty śrubowe można również wykorzystać do rozładunku cystern samochodowych, kolejowych, kontenerów wypełnionych kwasami oraz do innych zadań, z którymi nie radzą sobie pompy odśrodkowe.

Pompy odśrodkowe do ropy i produktów naftowych dzielą się na następujące typy:

1. konsola;
2. dwa podpory;
3. pionowy, półzanurzalny (podwieszany).

Pompa odśrodkowa pierwszego typu jest wyposażona w sprzęgło elastyczne lub sztywne, chociaż istnieją również modyfikacje bezsprzęgłowe. Instalacje takie montuje się w płaszczyźnie poziomej, pionowej lub wzdłuż osi środkowej. Lub - na łapach. Pompowane substancje muszą mieć temperaturę nie wyższą niż 400°.

Jednostopniowa pompa wspornikowa wyposażona jest w wirniki jednokierunkowe. Może być stosowany do pompowania oleju lub innych cieczy o temperaturach nie przekraczających 200 stopni.

Konstrukcje dwupodporowe mogą być:

Ich modyfikacje są dostępne z jednym lub dwoma korpusami, a także z ssaniem jednokierunkowym i dwukierunkowym. Temperatura płynu roboczego w takich instalacjach również nie powinna przekraczać 200 stopni.

Pionowa pompa półzanurzalna do pompowania produktów naftowych wykonywana jest w wersji z jednym lub dwoma korpusami. Ponadto mogą mieć oddzielny odpływ lub odpływ przez kolumnę. Ponadto istnieją modyfikacje z łopatką prowadzącą lub ze spiralnym wylotem.

W zależności od poziomu temperatury płynu roboczego takie instalacje dzielą się na:

• urządzenia do pracy z cieczami o temperaturze 80°:

1. półzanurzalny;
2. główne żeliwne wielostopniowe pompy główne sekcyjne typu poziomego;
3. jednostki z wirnikami jednostrumieniowymi;
4. jednostopniowe poziome urządzenia stalowe.

• dla cieczy o temperaturze 200°:

1. żeliwne pompy wspornikowe;
2. żeliwne wielostopniowe instalacje typu poziomego.

Pompa do produktów naftowych KMM-E 150-125-250

• temperatura 400°:
• zespoły wspornikowe wykonane ze stali;
• pompy z wirnikami jednokierunkowymi;
• jednostki z wirnikami dwukierunkowymi.

To, które uszczelki zainstalować na takich urządzeniach, zależy również od temperatury środowiska pracy. Do tego wskaźnika stosuje się uszczelnienia pojedyncze na poziomie nie większym niż 200°C, a uszczelnienia dwustronne – do 400°C.

Ponadto takie jednostki pompujące są podzielone na grupy w zależności od obszaru zastosowania:

• jednostki zajmujące się procesami wydobycia i transportu ropy naftowej;
• pompy stosowane w przygotowaniu i przetwarzaniu surowca naftowego.

Pierwsza grupa obejmuje pompy, które są stosowane:

• do dostarczania oleju do grupowych instalacji automatycznego dozowania;
• do przekazania do centralnego punktu zbiórki;
• do pompowania oleju handlowego do zbiorników;
• do pompowania do stacji czołowej głównego rurociągu naftowego;
• do pompowania ropy w rafineriach ropy naftowej;
• na stacjach wspomagających.

Do drugiej grupy zaliczają się pompy dostarczające olej do wirówek, separatorów, wymienników ciepła, kolumn destylacyjnych i pieców.

Uszczelniona pompa odśrodkowa składa się z:

• obudowy;
• zamknięty wirnik;
• łożysko;
• kubek uszczelniający;
• magnesy wewnętrzne i zewnętrzne;
• obudowa ochronna i wtórna;
• rama nośna;
• uszczelka olejowa;
• czujnik temperatury.

Pompa olejowa (typ BB3):

1. rama;
2. tuleja do redukcji ciśnienia;
3. wirnik wyposażony w dyfuzor (pierwszy stopień);
4. płaszcz wirnika;
5. membrana do wyważania;
6. kołki mocujące;
7. uszczelka szczeliny dyfuzora;
8. śruba podporowa (z uszczelką);
9. wał roboczy;
10. gałąź rury.

Pompa do pompowania lekkich produktów naftowych KM 100-80-170E

Zakres stosowania zespołów pompujących olej

Takie urządzenia są używane:

• w przedsiębiorstwach zajmujących się produkcją i rafinacją ropy naftowej;
• w systemach zasilania paliwem elektrociepłowni (CHP);
• w dużych kotłowniach;
• na dużych stacjach benzynowych;
• w przedsiębiorstwach zajmujących się magazynowaniem, przeładunkiem i dystrybucją ropy naftowej i produktów naftowych;
• podczas pompowania różnych produktów naftowych;
• do pompowania ropy naftowej głównymi rurociągami;
• do pracy z olejem handlowym, kondensatem gazowym lub gazami skroplonymi;
• do pompowania ciepłej wody w obiektach przemysłu energetycznego;
• podczas wstrzykiwania wody do formacji na polach naftowych;
• podczas pompowania chemikaliów, kwasów i cieczy solnych, a także substancji wybuchowych i tak dalej.

Pompa z dynamicznym uszczelnieniem wirnikowym do pompowania zanieczyszczonych produktów naftowych i kwasów z ciałami stałymi i piaskiem