Produkcia ropy sa začala približne pred 7000 rokmi. Prvé ropné polia objavili archeológovia pozdĺž brehov Nílu a Eufratu a datujú sa približne do roku 5000 pred Kristom. Už vtedy sa používal ako palivo a jeho deriváty sa používali na stavbu ciest a balzamovanie mŕtvych.

IN moderné dejiny Prvé zmienky o rope nachádzame už v časoch Borisa Godunova a vtedy sa ropa nazývala „hustá“, t.j. horľavá voda. No do druhej polovice 19. storočia sa ťažilo len v r hlboké studne. Keď sa dokázalo, že petrolej na svietenie sa dá vyrobiť z ropy, začali sa vyvíjať metódy využívajúce čerpadlá na ťažbu ropy.

1 Typy olejových čerpadiel

Medzi moderné metódy pri výrobe a rafinácii ropy existuje niekoľko hlavných typov čerpadiel na čerpanie ropných produktov:

• letecká preprava;
• plynový výťah;
• ESP – inštalácia elektrických odstredivých čerpadiel;
• UEVN – čerpadlá;
• ShSN – montáž tyčových čerpadiel.

1.1 Letecká preprava

1.2 Plynový výťah

Na rozdiel od vzduchového výťahu sa do plynového výťahu čerpá plyn, nie vzduch, preto je takzvaný samonasávací čerpacia stanica. Ďalší princíp činnosti je rovnaký: plyn sa čerpá potrubím do topánky, zmiešaný s olejom a stúpa nahor kvôli rozdielu vytvoreného tlaku.

Výhoda plynového výťahu: oveľa väčšia účinnosť v porovnaní s airliftom. Chyba: povinné nastavenia na ohrev vstrekovaného plynu (PPG-1), aby sa predišlo problémom s nadmernou tvorbou hydrátov.

1,3 ESP

Odstredivé čerpadlá pre ropný priemysel svojou konštrukciou sa prakticky nelíšia od bežnej odstredivej technológie. Čerpanie oleja a čerpanie vody sa riadia rovnakými princípmi.

Ponorný olej odstredivé čerpadlá– ide o takzvané PTsEN, čo sú viacstupňové (až 120 stupňov v 1. bloku) zariadenia, s motormi špeciálnej ponornej modifikácie.

Ponorné čerpadlo na ropné produkty je možné postaviť až na 400 stupňov. Hlboké olejové čerpadlá na ropné produkty pozostávajú z:

• odstredivé zariadenia;
• hydraulická ochranná jednotka;
• ponorný elektromotor;
• kompenzátor

Variáciou UPTsEN sú inštalácie s menším počtom kovové časti, v porovnaní s PCEN, ale s vyššou produktivitou. UPTsEN dokáže prečerpať až 114 ton za deň.

Označovanie symbolov ESP zariadenia M(K)/5A/250/1000 znamená, že toto je:

• inštalácia, na ktorej je inštalované odstredivé elektrické čerpadlo;
• modulárny;
• odolný proti korózii;
• 5A je charakteristika priečnych rozmerov puzdra;
• olejové čerpadlo sa vyrovná s dodávkou 250 metrov kubických za deň;
• a tlak 1000 metrov.

1.4 UEVN

Skrutkové čerpadlá na výrobu oleja sa dodávajú v dvoch typoch: EVN a VNO.

EWH je súčasťou inštalácie, ktorá pozostáva z riadiacej stanice a transformátora, ktoré sú umiestnené na povrchu. Výrobné ponorné zariadenie vybavené asynchrónnym motorom naplneným olejom môže produkovať formovaciu kvapalinu s vysokou viskozitou.

VNO je súčasťou inštalácie, ktorá pozostáva z riadiacej stanice a elektrického pohonu. V ropnom priemysle sa používa na rúry s vnútorným priemerom najmenej 121,7 mm.

Hlavným znakom skrutkových olejových čerpadiel je takzvaná šneková skrutka. Skrutka sa otáča v gumovej klietke, dutiny sú naplnené kvapalinou a prechádza nahor pozdĺž osi skrutky. Navyše, druhý charakteristický znak Tieto inštalácie znížili počet otáčok motora na polovicu (v porovnaní s PCEN).

1,5 ShSN

Tyčové čerpadlá pre ropný a plynárenský priemysel – ide o komplexy nadzemných a podzemných inštalácií. Podzemným zariadením je samotný tyčový tlakový aparát so stacionárnym sacím ventilom na spodnom konci valca a pohyblivým vypúšťacím ventilom na vrchu piestového piesta, potrubia, tyč a ochranné kotvy alebo vložky.

Pozemným zariadením tohto komplexu je takzvaný čerpací stroj. Hojdacie kreslo sa skladá z pyramídy, prevodovky a elektromotora namontovaného na jednom ráme v betónovom základe. Na pyramíde je pripevnený vyvažovač, ktorý sa kýva naprieč prierezom, je spojený s kľukou a umiestnený na oboch stranách prevodovky. Vyvažovačka a kľuka sú držané v polohe brzdovým zariadením a celá inštalácia je vyvážená protizávažiami.

Jedzte rôzne modely hojdacie kreslá - jednoramenné a dvojramenné. K oddeleniu dochádza podľa typu vyvažovača, ktorý je na nich nainštalovaný. Hĺbka, ktorú môžu rockeri dosiahnuť, je od 30 metrov do 3 a niekedy aj 5 km.

1.6 Ako funguje SRP? (video)

2 Hlavné čerpadlá na čerpanie oleja

Priemyselný komplex na rafináciu ropy zahŕňa nielen výrobu a rafináciu, ale aj prepravu ropných produktov. V tomto prípade môže mať čerpaný produkt rôzne stupne viskozity a teploty.

Hlavná hydraulická technológia musí zabezpečiť vysokovýkonnú výrobu stabilná prevádzka a spoľahlivosť, dávajú dobrý tlak a sú čo najhospodárnejšie.

Vybavenie kufra sa dodáva v dvoch typoch: jednostupňové špirálové a viacstupňové sekčné. Navyše je všetko horizontálne odstredivé.

Prietok, ktorý dokážu poskytnúť viacstupňové zariadenia, dosahuje 710 metrov kubických za hodinu, zatiaľ čo jednostupňové dokážu zabezpečiť prietok až 10 000 metrov kubických za hodinu.

Teplota kvapaliny pri práci s hlavným zariadením by nemala presiahnuť 80 °C. Niektoré konštrukcie zvládnu teploty až 200°C.

Vždy sa ale treba zamerať na množstvo nečistôt obsiahnutých v čerpanom materiáli a kinematickú viskozitu kvapalín. Pretože bez ohľadu na to, akú technológiu si nakoniec vyberiete – skrutku, membránu, hydraulický piest, hlavné potrubie, viacfázové, tanierové, prúdové, tyčové alebo skrutkové – jej hlavné parametre budú zamerané na tieto dva faktory: viskozitu a množstvo nečistôt.

Kapitola 4. ČERPACIE STANICE ROPNÝCH POLI

Klasifikácia čerpacích staníc ropných polí

Poľné čerpacie stanice sú klasifikované podľa účelu. Existujú tri typy staníc:

Čerpacie stanice na prepravu produktov studní cez územie polí od studní do centrálne body zber oleja;

Čerpacie stanice (prečerpávacie jednotky), ktoré zabezpečujú fungovanie centrálnych zberných miest ropy, kde sa ropa pripravuje na prepravu do ropných rafinérií (rafinérií);

Čerpacie stanice na čerpanie vody do ropných formácií cez injektážne vrty a ťažbu ropy týmto spôsobom.

Vyššie uvedená klasifikácia čerpacích staníc ropných polí je najvšeobecnejšia. V jednotlivých ložiskách môže mať mierne odlišný vzhľad. Najmä v mnohých oblastiach nie sú stanice na čerpanie vody do injekčných studní. Ich úlohu zohráva vysoký tlak ponorné čerpadlá vodné studne, ktoré priamo čerpajú vodu z vodovodných studní do injekčných studní. Táto možnosť sa zvyčajne používa na poliach, kde sa podzemná voda používa na zaplavenie ropných nádrží.

Existujú aj iné rozdiely oproti všeobecnej klasifikácii uvedenej vyššie.

V závislosti od prevádzkových podmienok staníc sa používajú čerpadlá. rôzne druhy. Typ čerpadla je určený najmä vlastnosťami čerpanej kvapaliny.

Poľné kvapaliny prepravované čerpacími stanicami nie sú ropou v plnom zmysle slova. Je to zmes rôznych kvapalín, plynov a pevných látok.

Kvapalnú časť ťažby vrtov predstavujú kvapalné uhľovodíky (samotná ropa) a voda, ktorých obsah v celkovom objeme ťažby sa môže pohybovať od nuly do 90 – 95 %. Súvisiace zloženie ropný plyn, vyrábaný spolu s ropou, sa značne líši nielen pre rôzne polia, ale aj pre rovnaké pole v rôznych rokoch svojej prevádzky. Hustota zmesi plynov v tomto prípade je zvyčajne v rozsahu 0,7-3,5 kg/m3.

Pevné inklúzie sú tiež dosť rozmanité. Kvantitatívne a charakteristika kvality má ich veľký rozsah. Tieto inklúzie obsahujú častice v rôznych pomeroch skaly vykonávané prietokom z vrtov, potrubného kameňa a technologické vybavenie, ako aj tuhé uhľovodíky vo forme parafínov, cerezínov, asfalténov, živicových látok a pod.

Prirodzený rozdiel v olejoch vo viskozite a hustote sa dopĺňa veľký obraz fyzikálne a chemické vlastnosti poľných kvapalín.

Takáto široká škála produktov pre studne vedie k potrebe použitia rôznych typov čerpadiel v teréne PS, pretože každý typ čerpadla je určený na čerpanie určitých typov kvapalín a má svoju vlastnú oblasť racionálneho použitia.

Na ihrisku čerpacie stanice Používajú sa hlavne odstredivé čerpadlá a dva typy objemových čerpadiel – piestové a rotačné.

Odstredivé čerpadlá sa používajú pri čerpaní veľkých objemov oleja a v prípadoch, keď nie sú potrebné vysoké tlaky. Používajú sa hlavne na veľkých poliach s kvapalinou s nízkou viskozitou.

Viskózne oleje sa čerpajú pomocou objemových čerpadiel. Súčasne sa rotačné čerpadlá spravidla používajú na čerpanie olejov s vysokou viskozitou av prípadoch, keď musí byť produktivita čerpacej stanice pomerne vysoká.

Z odstredivých čerpadiel v poliach sú najpoužívanejšie čerpadlá typu Ayap, KSM, MS, NK, ND, NM a TsNS. Na západnej Sibíri v V poslednej dobe Výhodné sú pumpy CNS.

Piestové čerpadlá sa používajú najmä tam, kde olej obsahuje značné percento parafínu (15 %) a bežné čerpanie takýchto olejov vyžaduje nielen zahrievanie, ale aj relatívne vysoké tlaky, ktoré nie je možné vyvinúť pomocou odstredivých čerpadiel.

Na čerpanie olejových a olejových emulzií (s obsahom voľného plynu do 15%) široké uplatnenie dostali odstredivé čerpadlá.

Značky čerpadiel sa dešifrujú takto:

N - olej; K - konzola s nosnou konzolou; C - sekčné; M - monoblok; MS - multi-sekcia; D - obojstranný vstup (obojstranné vstupné obežné koleso); CNS - odstredivý olej sekčný.

V označení čerpadiel sa okrem písmenové označenia sú uvedené skupiny čísel, pomocou ktorých sa komunikujú podrobnejšie informácie technické údaje autá Digitálne označenia sa do označení zadávajú dvoma rôznymi spôsobmi.

Pri jednom z nich vyzerá všeobecné označenie čerpadla takto:

Tu prvá číslica (8) zodpovedá priemeru prívodného potrubia čerpadla (v milimetroch), zmenšenému 25-krát a zaoblenému. Druhá skupina čísel (10) predstavuje desaťnásobne znížený a zaokrúhlený faktor rýchlosti čerpadla. Posledná skupina čísel (5) vyjadruje počet stupňov čerpadla.

Podobne ako čerpadlá ND sú označené aj iné typy čerpadiel, napríklad čerpadlá NK a MS.

Pri druhom spôsobe označovania digitálne označenia, ktoré sú do neho vložené, zodpovedajú hlavným technologické charakteristikyčerpadlá, napríklad

NM -200-120-120.

Prvá skupina čísel (200) tu označuje prietok čerpadla, vyjadrený v Metre kubické za hodinu, druhý (120) - tiež na posuv a v rovnakých jednotkách, ale len s vymeniteľným rotorom pre znížený posuv. Posledná skupina čísel (120) udáva informáciu o tlaku vyvinutom čerpadlom v metroch čerpaného stĺpca kvapaliny.

Uvažované odstredivé čerpadlá sa používajú na čerpanie poľnej ropy s obsahom pevných suspendovaných častíc v množstve najviac 0,2 % a veľkosti najviac 0,2 mm.

Na rozdiel od odstredivých čerpadiel nachádzajú objemové čerpadlá oveľa menšie využitie v ropných poliach, pričom ide najmä o piestové čerpadlá. Najbežnejšie piestové čerpadlá sú typy U8-3, 9MGr, NT-150, 11GR. Všetky tieto čerpadlá sú čerpadlá na bahno. Nie sú určené na čerpanie ropy, a preto úplne nespĺňajú prevádzkové podmienky poľných čerpacích staníc. Najmä výkon týchto čerpadiel výrazne prevyšuje výkon požadovaný na poľných staniciach, ich rozmery a hmotnosť sú príliš vysoké. Niektorí konštrukčné prvkyčerpadlá, ako sú tesnenia, nevydržia dlhší kontakt s olejovým prostredím a rýchlo zlyhajú.

Uvedené okolnosti si vynucujú, ak je to možné, vyhnúť sa používaniu týchto čerpadiel na čerpanie produktov zo studní v teréne a nahradiť ich buď odstredivými alebo rotačnými čerpadlami.

Medzi rotačnými čerpadlami sú najbežnejšie skrutkové: MVN-1,5; MVN-6; MVN-10; VN-50; ENN-120-5; ENV-32/25; 2 ВВ-500/10. Zubové alebo rotačné zubové čerpadlá typu RE sú menej používané. Obmedzené použitie posledného typu čerpadiel sa vysvetľuje potrebou dôkladnejšieho čistenia čerpanej kvapaliny od mechanických nečistôt v porovnaní so skrutkovými. A to nie je vždy možné alebo racionálne v podmienkach rybolovu.

Vladimír Chomutko

Čas čítania: 6 minút

A A

Typy čerpadiel na výrobu ropy a ich charakteristiky

Ropný priemysel je najdôležitejším odvetvím ruského priemyslu. Význam tohto prírodného zdroja energie pre domácu ekonomiku nemožno preceňovať. Každý rok sa v Rusku vyťažia milióny ton „čierneho zlata“ a tento objem nielenže spĺňa potreby domáceho trhu, ale prináša krajine aj významný podiel na výnosoch z exportu.

Moderná ťažba tohto minerálu sa uskutočňuje prostredníctvom vrtov vyvŕtaných do horninového masívu. Ak v produktívnej formácii nie je dostatočný tlak, ropa sa ťaží spravidla pomocou špeciálnych mechanizmov, ktoré umožňujú vyzdvihnutie suroviny na povrch a používajú sa aj na čerpanie vody do produktívnych formácií, presun čerpaných produktov cez poľné potrubia. , a tak ďalej.

Tieto mechanizmy sa nazývajú olejové čerpadlá. Čerpadlá na výrobu ropy sa používajú na zdvíhanie ropy na povrch, čerpadlá na prepravu ropy sa používajú na zabezpečenie potrebného tlaku v hlavnom a poli potrubné systémy. Ďalej sa pozrieme na hlavné typy takýchto zariadení.

Olejové čerpadlá. Hlavné typy

Olejové čerpadlá sa dodávajú v nasledujúcich typoch:

1. sacie tyčové čerpadlá (SRP);
2. tyčová skrutka;
3. elektrické odstredivé (ECP);
4. skrutka;
5. bránica;
6. hydraulický piest;
7. hlavné línie;
8. viacfázový;
9. prúdové;
10. lamelové.

Tyčové čerpadlá na výrobu oleja (SRP)

Tieto mechanizmy sú objemové zariadenia. Používajú sa na zdvíhanie vyťažených surovín z vrtu vytvorením takzvanej priehlbiny (rozdiel tlaku medzi produkčnou formáciou a dnom banských diel). Mnohí z vás videli takéto čerpadlá vo filmoch a v televízii (známe olejové čerpadlá).

Tyčové čerpadlo obsahuje blok valca, plunžery, ventily, špeciálne upevnenia, tyče, tyč, adaptéry a tak ďalej. Takéto čerpacie jednotky sa používajú vo viac ako polovici v súčasnosti prevádzkovaných ropných polí.

Takáto rozšírená popularita tohto druhu olejova pumpa je spôsobený nasledujúcimi nepochybnými kvalitatívnymi a výkonnostnými charakteristikami:

• vysoký koeficient účinnosti počas prevádzky;
• jednoduchosť, pohodlie a jednoduchosť opravy;
• možnosť využitia najviac odlišné typy pohony;
• možnosť použitia aj v extrémnych podmienkach(napríklad pri vysokej koncentrácii mechanických nečistôt; zvýšený obsah plynov vo vyťažených produktoch; pri odčerpávaní surovín s vysokou korozívnosťou).

Tyčové skrutkové čerpadlá na výrobu oleja

Táto odroda tyčové inštalácie sa spravidla používajú v mechanizovanej prevádzke ťažobných vrtov v prípadoch výroby ťažkých druhov ropných surovín, ako aj brúsnych a viskóznych kvapalín.

Medzi hlavné výhody takýchto zariadení patria: absencia izolovaných plynov a cena je pre takéto jednotky celkom cenovo dostupná.

Elektrické odstredivé výrobné čerpadlá (ESP)

Napriek tomu, že počet studní vybavených inštaláciami tohto typu, je výrazne menšie v porovnaní so sacími tyčovými čerpadlami, pokiaľ ide o objemy surovín vyťažených pomocou odstredivých elektrických čerpadiel, ďaleko prevyšujú sacie tyčové čerpadlá. Stačí povedať, že v našej krajine sa asi 80 percent všetkého ruského „čierneho zlata“ ťaží pomocou ESP.

Aby som stručne opísal toto zariadenie, ide o bežný čerpací mechanizmus vybavený elektricky poháňaný(až na to, že na rozdiel od činky nemá brúsenú časť, je dlhá a tenká). ESP sa osvedčili ako vynikajúce pri prevádzke v prostrediach charakterizovaných zvýšenou korozívnou agresivitou. Takéto čerpacie jednotky zahŕňajú:

1. ponorná čerpacia jednotka pozostávajúca zo samotného čerpadla a elektrického pohonu s hydraulickou ochranou;
2. káblové vedenie spájajúce elektromotor s transformátorovou rozvodňou;
3. stanica na riadenie a reguláciu prevádzky zariadenia.

Ponorné elektrické odstredivé čerpadlá majú oproti tyčovým čerpadlám s hlbokými vrtmi významné výhody, a to:

• jednoduché pozemné zariadenia;
• schopnosť produkovať veľké objemy surovín (až 15 tisíc metrov kubických za deň);
• možnosť ich použitia v studniach, ktorých hĺbka presahuje 3 000 metrov;
• dlhé obdobie (od 500 dní do dvoch alebo troch rokov alebo viac) prevádzky zariadenia bez opráv;
• možnosť vykonať potrebné výskumná práca bez potreby zdvihnutia čerpacej jednotky na povrch;
• jednoduchšie a na prácu menej náročné metódy na odstraňovanie parafínových usadenín vytvorených na stenách hadičiek (potrubia čerpadla a kompresora).

Okrem toho je možné elektrické odstredivé čerpacie jednotky použiť vo veľkých hĺbkach a v šikmých ťažobných vrtoch (až po horizontálne vrty), ako aj v banských dielach s vysokým stupňom výrubu vody, v prostrediach s vysokým obsahom jódovo-bromidovej vody , s vysoký stupeň mineralizácia formačných vôd a na vynášanie kyslých a soľných roztokov na povrch.

Okrem toho existujú modifikácie ESP pre súčasnú a samostatnú prevádzku na niekoľkých produktívnych horizontoch v rámci jedného vrtu. V niektorých prípadoch sa takéto jednotky používajú aj na vstrekovanie mineralizovanej formačnej vody do ropného ložiska, aby sa udržala požadovaná úroveň tlaku v zásobníku.

Táto konštrukcia čerpadla sa používa spravidla na výrobu ťažkých a vysokoviskóznych olejov s veľké množstvo mechanické nečistoty (napríklad piesok), ako aj na čerpanie kvapalín z vysoký stupeň viskozita

Tento typ jednotky na čerpanie oleja má nasledujúce výhody:

Skrutkové čerpadlá

Membránové olejové čerpadlá

Rovnako ako tyčové sú zariadenia objemového typu. Konštrukcia takejto jednotky je založená na špeciálnej membráne, ktorá chráni extrahovaný produkt pred vniknutím do iných častí čerpacieho mechanizmu. Membránové čerpadlo obsahuje stĺpik na prívod oleja, vypúšťací ventil, axiálny kanál, špirálovú pružinu, valec, piest, podpery, elektrický kábel a tak ďalej.

Takéto čerpacie jednotky sa zvyčajne používajú na poliach, kde vyrábaná ropná surovina obsahuje veľké množstvo mechanické nečistoty. Medzi hlavné výhody tohto dizajnu patrí jednoduchá inštalácia a následná obsluha.

Hydraulické piestové čerpadlá

Sú určené na čerpanie formačnej tekutiny zo studne. Hydraulické piestové jednotky sa používajú v prípadoch, keď sa vo vyťažených surovinách nenachádzajú mechanické nečistoty.

Tieto inštalácie zahŕňajú: studňové čerpadlo, ponorný motor, kanál, cez ktorý sa zdvíha olej a voda, povrch Power Point a systém prípravy pracovného prostredia. Počas procesu ťažby pomocou takýchto jednotiek sa ropa dostáva na povrch spolu s extrahovanou vodou.

Hlavné výhody hydraulických piestových čerpadiel sú:

• príležitosť výrazne mení ich základné charakteristiky;
• jednoduchosť a jednoduchosť použitia;
• schopnosť vykonávať podzemné opravy bez veľkej práce;
• môžu byť použité v studniach so šikmými vývrtmi.

Hlavné olejové čerpadlá

Ich hlavným účelom je prečerpávanie vyťažených surovín alebo ropných produktov cez poľné, technické a hlavné potrubia.

Takéto jednotky sú schopné zabezpečiť vysoký tlak na zabezpečenie čerpania prepravovaných surovín. Ich hlavné charakteristické vlastnosti– ekonomická prevádzka a vysoký stupeň spoľahlivosti.

Takéto zariadenia pozostávajú z dvoch hlavných komponentov - krytu a rotorového systému a používajú sa na čerpanie ropy a ropných produktov cez potrubný systém.

Používanie inštalácií tohto typu vám umožňuje:

• znížiť zaťaženie ústia otvoru;
• znížiť množstvo používaného vybavenia;
• zvýšiť účinnosť využívania uvoľnených plynov;
• zvýšiť ziskovosť využívania vzdialených polí.

Viacfázové čerpadlá na ropu a ropné produkty

Jednotky na čerpanie prúdového oleja

Sú to najmodernejšie a najsľubnejšie inštalácie pre ropný priemysel priemyslu. Ich využitie pomôže posunúť technológiu ťažby ropných polí na vyššiu úroveň.

Takéto zariadenia zahŕňajú: mechanizmus na dodávanie pracovného média. Aktívna tryska, prívodný kanál vstrekovanej kvapaliny, výtlačná komora a difúzor.

V súčasnosti sú čerpacie jednotky tohto typu čoraz obľúbenejšie pre jednoduchosť ich konštrukcie, absenciu pohyblivých prvkov v nich, vysoký stupeň pevnosti a spoľahlivosti prevádzky aj pri extrémnych prevádzkových podmienkach, ako je vysoká koncentrácia mechanických nečistôt v pracovnom prostredí vysoký obsah voľných plynov vo vyťažených surovinách. zvýšené teploty prostredia a agresivity pracovnej tekutiny.

Jet inštalácie typ čerpadla sú schopní poskytnúť:

• stabilita zariadenia;
• sloboda regulovať tlak v hĺbke;
• optimálne fungovanie jednotky v prípadoch nekontrolovaných zmien parametrov, ako je stupeň rezania vody, tlak in-situ atď.;
• jednoduchší a rýchlejší tok vyťažených surovín;
• rýchly prístup k optimálny režim prevádzka po pozastavení prevádzky studne;
• efektívne využitie uvoľnených voľných plynov;
• prevencia prúdenia v oblastiach prstenca;
• proces rýchleho chladenia ponorných elektromotorov;
• stabilita v aktuálnom zaťažovacom zariadení;
• zvýšenie efektívnosti zariadenia na výrobu ropy.

Použitie takýchto čerpacích jednotiek umožňuje zabezpečiť vyššiu kvalitu a rýchlejšiu produkciu ropných surovín.

Tieto čerpadlá zahŕňajú:

• puzdro vybavené vekom;
• hnací hriadeľ s ložiskami;
• pracovná súprava, ktorá pozostáva z rozdeľovacích kotúčov, rotora, statora a dosky.

Rotačné lopatkové (lopatkové) čerpadlá PN

Medzi hlavné výhody doskových jednotiek patria:

• vysoká pevnosť;
• dobrá spoľahlivosť;
• vysoký stupeň účinnosti výroby ropy;
• dobré výkonové charakteristiky;
• vysoká odolnosť častí mechanizmu proti opotrebovaniu.

Zastavenie alebo absencia prúdenia viedla k použitiu iných metód vynášania oleja na povrch, napríklad pomocou sacích tyčových čerpadiel. Väčšina studní je v súčasnosti vybavená týmito čerpadlami. Produkcia studní sa pohybuje od desiatok kg za deň až po niekoľko ton. Čerpadlá sú spúšťané do hĺbky niekoľkých desiatok metrov až 3000 m, niekedy až 3200-3400 m). Shsnu zahŕňa:

a) pozemné zariadenia - čerpací stroj (SK), zariadenie ústia vrtu, riadiaca jednotka;

b) podzemné zariadenia - hadičky, čerpacie tyče, sacie tyčové čerpadlá a rôzne ochranné zariadenia, zlepšenie prevádzky zariadenia v ťažkých podmienkach.

Ryža. 1. Schéma čerpacej jednotky sacej tyče

Prút hlboko čerpacia jednotka(obr. 1) pozostáva z studničná pumpa 2 zásuvné alebo nevložkové typy, čerpacie tyče 4, potrubie 3, zavesené na čelnej doske alebo v závese potrubia 8 armatúr ústia vrtu, upchávkové tesnenie 6, upchávková tyč 7, čerpací stroj 9, základ 10 a T-kus 5. Na príjme studňového čerpadla je nainštalované ochranné zariadenie vo forme plynového alebo pieskového filtra 1.

1.1 Čerpacie stroje

Čerpací stroj (obr. 2) je samostatný pohon pre studňové čerpadlo. Hlavnými komponentmi čerpacieho stroja sú rám, stojan vo forme zrezaného štvorstenu, kladina s otočnou hlavou, priečnik s ojnicami kĺbovo spojený s kladkou, prevodovka s kľukami a protizávažiami. SK je vybavený sadou vymeniteľných kladiek pre zmenu počtu výkyvov, t.j. ovládanie je diskrétne. Pre rýchlu výmenu a napnutie remeňov je elektromotor namontovaný na otočnom posúvači. Hojdací stroj je namontovaný na ráme namontovanom na železobetónovom podstavci (základe). Vyvažovačka je upevnená v požadovanej (najvrchnejšej) polohe hlavy pomocou brzdového bubna (kladky). Hlava vyvažovača je sklopná alebo otočná pre nerušený prechod zdvíhacieho a dolného zariadenia počas opravy podzemných studní. Pretože sa hlava balancéra pohybuje v oblúku, je tu pružný lanový záves 17, ktorý ju spája s tyčou ústia vrtu a tyčami (obr. 2). Umožňuje vám nastaviť uloženie piestu vo valci čerpadla, aby ste zabránili nárazu piestu do sacieho ventilu alebo piestu opúšťajúceho valec, ako aj inštaláciu dynamografu na štúdium činnosti zariadenia.

Ryža. 2. Typ čerpacieho stroja SKD:

1 – zavesenie tyče vrtu; 2 - vyvažovač s podporou; 3 - stojan; 4 - ojnica; 5 - kľuka; 6 - prevodovka; 7 - hnaná kladka; 8 - pás; 9 - elektromotor; 10 – hnacia kladka; 11 - oplotenie; 12 – otočný tanier; 13 – rám; 14 – protizávažie; 15 – traverz; 16 – brzda; 17 - záves lana

Amplitúda pohybu vyvažovacej hlavy (dĺžka zdvihu tyče ústia vrtu-7 na obr. 1) sa nastavuje zmenou umiestnenia kľukového kĺbu s ojnicou voči osi otáčania (presunutím kľukového čapu do iného otvoru ). Počas jedného dvojitého zdvihu vyvažovača je zaťaženie volantu nerovnomerné. Na vyváženie chodu čerpacieho stroja sa na vyvažovačku, kľuku alebo na vyvažovačku a kľuku umiestňujú závažia (protizávažia). Potom sa vyvažovanie nazýva vyvažovačka, kľuka (rotor) alebo kombinovaná.

Riadiaca jednotka zabezpečuje riadenie elektromotora elektromotora v havarijných situáciách (zlomenie tyčí, porucha prevodovky, čerpadla, prasknutie potrubia a pod.), ako aj samospustenie elektromotora po prestávke v napájací zdroj.

Čerpacie stroje na dočasnú ťažbu môžu byť mobilné, pneumatické (alebo pásové). Príkladom je mobilný hojdací stroj „ROUDRANER“ od firmy „LAFKIN“.

1.2 Výkon čerpadla

Teoretická výkonnosť SSN sa rovná

, m 3 / deň,

kde 1440 je počet minút za deň;

D je vonkajší priemer piesta;

L - dĺžka zdvihu piestu;

n je počet dvojitých výkyvov za minútu.

Skutočný zdroj Q je vždy< Qt.

Postoj

, sa nazýva koeficient posuvu, potom Q = Q t a n, kde a n sa mení od 0 do 1.

V studniach, v ktorých sa prejavuje takzvaný fontánový efekt, t.j. v studniach, ktoré čiastočne pretekajú čerpadlom, môže byť a n >1. Prevádzka čerpadla sa považuje za normálnu, ak a n = 0,6¸0,8.

Pomer krmiva závisí od množstva faktorov, ktoré koeficienty zohľadňujú

a n =a g ×a ус ×a n ×a уm ,

kde sú koeficienty:

a g - deformácia tyčí a rúrok;

a us - tekuté zmršťovanie;

a n - stupeň naplnenia čerpadla kvapalinou;

a um - vyteká kvapalina.

kde a g =Spl/S, Spl je dĺžka zdvihu plunžera (určená z podmienok zohľadnenia elastických deformácií tyčí a rúr); S je dĺžka zdvihu tyče ústia vrtu (nastavená počas návrhu).

DS=DS w +DS t,

Kde DS je všeobecná deformácia; S - deformácia tyče; DS t - deformácia potrubia.

kde b je objemový koeficient kvapaliny, ktorý sa rovná pomeru objemov (prietokov) kvapaliny za podmienok nasávania a podmienok na povrchu.

Čerpadlo je naplnené kvapalným a voľným plynom. Vplyv plynu na plnenie a prietok čerpadla je zohľadnený koeficientom plnenia valca čerpadla

- číslo plynu (pomer rýchlosti prietoku voľného plynu k rýchlosti prietoku kvapaliny za podmienok nasávania).

Koeficient charakterizujúci dlhý priestor, t.j. objem valca pod piestom v jeho najnižšej polohe od objemu valca opísaného piestom. Zvýšením dĺžky zdvihu piestu môžete zvýšiť a n. Miera úniku

kde g yt je prietoková rýchlosť úniku tekutiny (v páre piestov, ventiloch, spojkách hadičiek); a yt je premenlivá hodnota (na rozdiel od iných faktorov), ktorá sa časom zvyšuje, čo vedie k zmene koeficientu posuvu.

Optimálny koeficient dodávky sa určí z podmienky minimálnych nákladov na výrobu a opravu studní.

Pokles aktuálneho prietoku čerpadla v priebehu času možno opísať parabolickou rovnicou

, (1.1.)

T - celý čas prevádzky čerpadla pred zastavením dodávky (ak je dôvodom opotrebovanie páru piestov, potom T znamená plnú možnú životnosť čerpadla); m je exponent paraboly, zvyčajne rovný dvom; t je skutočný prevádzkový čas čerpadla po ďalšej oprave čerpadla.

Na základe kritéria minimálnych nákladov na vyťaženú ropu, berúc do úvahy náklady na vrtný deň prevádzky vrtu a náklady na opravy, A. N. Adonin určil optimálne trvanie obdobia obratu

, (1.2.)

kde t p je trvanie opravy studne; B p - náklady preventívna údržba; B e - náklady na vrtný deň prevádzky vrtu, okrem B p .

Dosadením t mopt namiesto t do vzorca (1.1.) určíme optimálny koeficient konečnej dodávky pred preventívnymi opravami podzemia a nopt.

Ak sa aktuálny koeficient dodávky a nopt rovná optimálnemu a nopt (z pohľadu opráv a zníženia výrobných nákladov), je potrebné studňu zastaviť a začať s opravou (výmenou) čerpadla.

Priemerný pomer dodávok za obdobie generálnej opravy bude

.

Analýza ukazuje, že pri Bp /(Be ×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%.

Zvýšenie ekonomickej efektívnosti prevádzky SSP je možné dosiahnuť zlepšením kvality opráv čerpadiel, znížením nákladov na priebežnú prevádzku a opravy studne, ako aj včasným stanovením času opravy studne.

1.3 Bezpečnostné pravidlá pre prevádzkovanie studní so sacími tyčovými čerpadlami

Ústie vrtu musí byť vybavené armatúrami a zariadením na utesnenie tyče. Potrubie ústia periodicky prúdiacej studne musí umožňovať uvoľnenie plynu z medzikružia do prietokového potrubia cez spätný ventil a zmenu upchávky tyče, keď je vo studni tlak. Pred začatím opravy alebo pred kontrolou zariadenia pravidelne pracujúcej studne s automatickým, diaľkovým alebo ručným štartovaním musí byť elektromotor vypnutý a na štartovacom zariadení by mal byť vyvesený plagát: „Nezapínajte, ľudia pracujú .“ Pri studniach s automatickým a diaľkovým ovládaním čerpacích strojov, v blízkosti štartovacieho zariadenia, by mali byť na viditeľnom mieste vyvesené plagáty s nápisom „Pozor! Takýto nápis by mal byť aj na štartovacom zariadení. Systém na meranie prietoku studňou, spustenie, odstavenie a zaťaženie na leštenej tyči (hlava balancéra) musí mať prístup do riadiaceho centra. Riadenie studne vybavenej samohybným čerpadlom sa vykonáva pomocou riadiacej stanice studne typu SUS - 01 (a ich modifikácií), ktorá má režim manuálneho, automatického, diaľkového a programového riadenia. Typy ochranných odstávok SSN: preťaženie elektromotora (>70 % spotreby energie); skrat; zníženie sieťového napätia (<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.

Vladimír Chomutko

Čas čítania: 6 minút

A A

Hlavné typy čerpadiel na ropné produkty

Čerpadlá na ľahké ropné produkty a tmavé ropné frakcie, ako aj na ropu, musia poskytovať vysokú spoľahlivosť a bezpečnosť pri práci s nimi a efektívne čerpať potrebné kvapaliny, vrátane tých s vysokou viskozitou a mechanickými nečistotami.

Olejové čerpadlá sa líšia od iných podobných jednotiek svojou schopnosťou pracovať za špeciálnych prevádzkových podmienok.

Ich komponenty a ďalšie konštrukčné prvky sú ovplyvnené uhľovodíkovými zlúčeninami a rozsah teplôt a tlakov je veľmi široký. Takéto inštalácie sa vyrábajú v širokej škále klimatických verzií, takže môžu efektívne fungovať v najrôznejších poveternostných podmienkach, od drsných severných zemepisných šírok až po horúce púšte.

Čerpadlá na čerpanie ropných produktov musia mať dostatočný výkon, pretože ropa pri ťažbe stúpa z vrtov zo značnej hĺbky a pri jej preprave potrubím je potrebné vytvoriť dostatočný tlak v potrubí na neprerušovaný pohyb produktu.

Ropné čerpacie jednotky sú schopné pracovať s ropou, ropnými produktmi svetlých a tmavých frakcií, olejovými a plynovými emulziami, ako aj skvapalnenými plynmi a inými kvapalnými látkami s podobnými vlastnosťami.

Na miestach ropných polí sa takéto čerpacie jednotky môžu použiť na čerpanie preplachovacej kvapaliny počas procesu vŕtania vrtu alebo počas operácií preplachovania počas veľkých prác. Používajú sa aj na čerpanie kvapalných médií do formácie, čo zabezpečuje väčšiu intenzitu výroby. Okrem toho tieto jednotky čerpajú rôzne kvapalné neagresívne médiá vrátane vodou zaplaveného oleja.

Tieto jednotky môžu byť vybavené nasledujúcimi typmi pohonov:

1. mechanický;
2. elektrické;
3. hydraulické;
4. pneumatické;
5. tepelný.

Elektrický pohon je najpohodlnejší, ale vyžaduje zdroj elektriny. Rozsah čerpacích charakteristík v elektrických čerpadlách je veľmi široký.

Ak nie je možné zabezpečiť napájanie, takéto čerpadlá môžu byť vybavené buď motormi s plynovou turbínou alebo spaľovacími motormi.

Pneumatické pohony sa používajú najmä v odstredivých čerpadlách, kde je možné využiť vysokotlakovú energiu či už zemného alebo pridruženého plynu. Táto kombinácia výrazne zvyšuje ziskovosť čerpacej techniky.

Hlavné konštrukčné vlastnosti a typy čerpadiel na ropné produkty

Hlavné konštrukčné prvky všetkých čerpacích jednotiek na prácu s olejom a jeho výrobkami sú:

• prítomnosť špeciálnej hydraulickej časti v čerpadle;
• špeciálne materiály, ktoré zabezpečujú inštaláciu olejovej jednotky na otvorených priestranstvách;
• špeciálne mechanické tesnenie;
• ochrana elektromotorov proti výbuchu.

Takéto čerpacie jednotky sú namontované s pohonom na jedinom základe. Mechanická upchávka, ktorá je umiestnená medzi puzdrom a hriadeľom čerpadla, je vybavená preplachovacím systémom a systémom prívodu kvapaliny. Prietoková časť zariadenia je vyrobená buď z uhlíkovej ocele alebo ocele obsahujúcej nikel.

Hlavné typy takýchto zariadení:

• skrutka;
• odstredivé.

Skrutkové olejové čerpadlá sú navrhnuté tak, aby fungovali v náročnejších prevádzkových podmienkach ako odstredivé čerpadlá. Keďže skrutkové inštalácie zabezpečujú čerpanie pracovnej kvapaliny bez kontaktu so skrutkami, môžu efektívne fungovať aj pri čerpaní kontaminovaných látok, medzi ktoré patrí ropa, buničina, ropné kaly, soľanka atď. Okrem toho sú jednotky tohto typu vhodné na prácu s látkami s vysokou hustotou.

Inštalácie olejových skrutiek môžu byť jednoskrutkové alebo dvojskrutkové.

Lopatkové čerpadlá na ľahké ropné produkty

Obe verzie majú dobrú samonasávaciu schopnosť a vytvárajú vysoký tlak (viac ako 10 atmosfér), ktorý poskytuje silnú úroveň tlaku (viac ako sto metrov).

Konštrukcie s dvoma skrutkami odvádzajú vynikajúcu prácu pri čerpaní viskóznych kvapalín (napríklad vykurovacieho oleja, bitúmenu, dechtu, kalu atď.) aj pri kolísaní teploty okolitej atmosféry. Tento dizajn môže odolať teplotám pracovnej tekutiny až do 450 stupňov Celzia, zatiaľ čo okolitá teplota môže byť až mínus 60. Dvojskrutkové viacfázové inštalácie môžu pracovať s kvapalinami, ktorých obsah plynu dosahuje až 90 %.

Skrutkové jednotky je možné použiť aj na vyprázdňovanie automobilových a železničných cisterien, nádob naplnených kyselinami a na iné úlohy, ktoré odstredivé čerpadlá nezvládnu.

Odstredivé čerpadlá na ropu a ropné produkty sú nasledujúcich typov:

1. konzola;
2. dve podpery;
3. vertikálny poloponorný (závesný).

Odstredivé čerpadlo prvého typu je vybavené buď elastickou alebo tuhou spojkou, hoci existujú aj bezspojkové úpravy. Takéto inštalácie sú namontované buď v horizontálnej alebo vertikálnej rovine, alebo pozdĺž stredovej osi. Alebo - na labkách. Čerpané látky musia mať teplotu nie vyššiu ako 400°.

Jednostupňové konzolové čerpadlo je vybavené jednosmernými obežnými kolesami. Môže sa použiť na čerpanie oleja alebo iných kvapalín s teplotou nepresahujúcou 200 stupňov.

Dvojité nosné konštrukcie môžu byť:

Ich modifikácie prichádzajú s jedným alebo dvoma telesami, ako aj s jednosmerným a obojsmerným nasávaním. Teplota pracovnej tekutiny v takýchto zariadeniach by tiež nemala prekročiť 200 stupňov.

Vertikálne poloponorné čerpadlo na čerpanie ropných produktov sa vyrába buď s jedným alebo dvoma plášťami. Okrem toho môžu mať buď samostatný odtok, alebo odtok cez stĺpec. Okrem toho existujú modifikácie s vodiacou lopatkou alebo so špirálovým výstupom.

Na základe úrovne teploty pracovnej tekutiny sa takéto zariadenia delia na:

• jednotky na prácu s kvapalinami s teplotou 80°:

1. poloponorné;
2. hlavné sekčné liatinové viacstupňové čerpadlá horizontálneho typu;
3. jednotky s obežnými kolesami s jedným vstupom;
4. jednostupňové horizontálne oceľové zariadenia.

• pre kvapaliny s teplotou 200°:

1. liatinové konzolové čerpadlá;
2. liatinové viacstupňové inštalácie horizontálneho typu.

Čerpadlo na ropné produkty KMM-E 150-125-250

• teplota 400°:
• konzolové jednotky vyrobené z ocele;
• čerpadlá s jednosmernými obežnými kolesami;
• jednotky s dvojcestnými obežnými kolesami.

Ktoré tesnenia inštalovať na takéto zariadenia, závisí aj od teploty pracovného prostredia. Pre tento indikátor sa používajú jednoduché tesnenia na úrovni nie viac ako 200 ° C a dvojité koncové tesnenia - až 400 °.

Takéto čerpacie jednotky sú tiež rozdelené do skupín v závislosti od oblasti ich použitia:

• jednotky zapojené do procesov výroby a prepravy ropy;
• čerpadlá používané pri príprave a spracovaní ropných surovín.

Prvá skupina zahŕňa čerpadlá, ktoré sa používajú:

• na dodávku oleja do skupinových automatických meracích zariadení;
• na odovzdanie na centrálne odberné miesto;
• na čerpanie komerčného oleja do nádrží;
• na čerpanie do hlavnej stanice hlavného ropovodu;
• na čerpanie ropy v ropných rafinériách;
• na posilňovacích staniciach.

Do druhej skupiny patria čerpadlá, ktoré dodávajú olej do odstrediviek, separátorov, výmenníkov tepla, destilačných kolón a pecí.

Utesnené odstredivé čerpadlo pozostáva z:

• kryty;
• uzavreté obežné koleso;
• ložisko;
• tesniaci pohár;
• vnútorné a vonkajšie magnety;
• ochranné a sekundárne puzdro;
• nosný rám;
• olejové tesnenie;
• teplotný senzor.

Olejové čerpadlo (typ BB3):

1. rám;
2. puzdro na zníženie tlaku;
3. obežné koleso vybavené difúzorom (prvý stupeň);
4. plášť obežného kolesa;
5. membrána na vyváženie;
6. upevňovacie cvočky;
7. tesnenie štrbiny difúzora;
8. nosná skrutka (s tesnením);
9. pracovný hriadeľ;
10. odbočka potrubia.

Čerpadlo na čerpanie ľahkých ropných produktov KM 100-80-170E

Rozsah použitia jednotiek na čerpanie oleja

Takéto zariadenia sa používajú:

• v podnikoch na výrobu a rafináciu ropy;
• v palivových systémoch kombinovanej výroby tepla a elektriny (CHP);
• vo veľkých kotolniach;
• na veľkých čerpacích staniciach plynu;
• v podnikoch, ktoré sa zaoberajú skladovaním, prekládkou a distribúciou ropy a ropných produktov;
• pri čerpaní rôznych ropných produktov;
• na čerpanie ropy cez hlavné potrubia;
• na prácu s komerčným olejom, plynovým kondenzátom alebo skvapalnenými plynmi;
• na čerpanie teplej vody v zariadeniach energetického priemyslu;
• pri vstrekovaní vody do útvaru v ropných poliach;
• pri čerpaní chemikálií, kyselín a soľných kvapalín, ako aj výbušných látok a pod.

čerpadlo dynamického tesnenia s obežným kolesom na čerpanie kontaminovaných ropných produktov a kyselín s pevnými látkami a pieskom