Файл: Одним из новых и перспективных способов добычи нефти в настоящее время является эксплуатация скважин установками струйных насосов.docx

рабочего агента используют техническую воду, нефть или газовый конденсат. В качестве рабочего агента для добычи нефти можно использовать природный газ. В этом случае в эжекторном насосе устанавливаются специальные сверхзвуковые сопла. Гидростатическое давление на пласт восстанавливается, после того как прекратится подача рабочей жидкости.

В комплект устройства УЭОС-5 входят:

• 
  корпус;
  
• 
  вставной эжекторный насос для освоения скважин;
  
• 
  вставной эжекторный насос для добычи нефти;
  
• 
  уравнительный клапан;  опрессовочная вставка;
  
• 
  блокирующая вставка (для закачки кислоты);
  
• 
  ловитель цанговый;
  
• 
  ясс механический;
  
• 
  утяжелитель;
  
• 
  шаблон;
  
• 
  фильтр;
  
• 
  соединители с геофизической головкой и проволокой подъёмника;
  
• 
  запчасти (манжеты фторопластовые, кольца резиновые, сопла твёрдосплавные, смесители).
  

Устройство используется в скважинах, обсаженных колоннами 140 – 168 мм. при температуре окружающей среды до 120^о С.

Экономическая эффективность при применении устройства для освоения скважин обеспечивается за счёт уменьшения сроков освоения и исследования, повышения дебитов добывающих и приёмистости нагнетательных скважин, а для добычи нефти – за счёт уменьшения капитальных затрат, связанных с отсутствием необходимости в монтаже станков-качалок, использовании скважинных поршневых или центробежных насосов.

Устройство в двух вариантах применения изображено на рисунках 7 и 8.

Освоение скважин струйным насосом имеет преимущества:

• 
  мгновенное создание депрессии;
  
• 
  непрерывное создание депрессии на пласт в течение всего освоения;
  
• 
  циклическое воздействие на пласт;
  
• 
  максимальный отбор жидкости за минимальный промежуток времени;
  
• 
  проведение ОПЗ и освоения за один спуск-подъем компоновки;
  
• 
  отсутствие влияние давления на эксплуатационную колонну при освоении;
  
• 
  возможность контроля над создаваемой депрессией при освоении без подъема компоновки;
  
• 
  возможность глушения скважины после освоения без загрязнения призабойной зоны жидкостью глушения;
  
• 
  запись КВД в подпакерной зоне;
  
• 
  возможность монтирования манометра к струйному насосу или к обратному клапану;
  
• 
  возможность освоения скважин с низким пластовым давление
  

---

Рисунок 7 − Схема устройства освоения и исследования скважин



Рисунок 8− Схема устройства добычи нефти из скважин

На рисунке 9 показаны основные элементы вспомогательного оборудования, необходимого для эксплуатации устройства.



Рисунок 9 − Схема оборудования скважины при эксплуатации струйным насосом.

Технические характеристики		Насосы
	УЭОС-2	УЭОС-4	УЭОС-5
Максимальное давление рабочей жидкости, МПа	30,0	30,0	30,0
Максимальная величина создаваемой депрессии на пласт	Рпл	Рпл	Рпл
Габаритные размеры, мм: диаметр длина	98 760	не более118 700	108 800
Масса устройства без вспомогательного инструмента, кг	24	50	70
Максимальный диаметр вставного эжекторного насоса, мм	55	57,5	57,5
Минимальный внутренний диаметр корпуса устройства, мм	46	51	51
Присоединительные резьбы ниппеля и муфты правые по ГОСТ633-80	73	73	73 или 73В
Глубина спуска, м	3500	до 4000	до 4000
Средняя наработка на отказ, час		300
Среднее время восстановления, час		Не более 5
Назначенный ресурс, час		Не менее 800

---

Таблица −4 Технические характеристики УСН
2.5 Преимущества и недостатки установок струйных насосов

Установки струйных насосов обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими способами эксплуатации:

• 
  - простота и компактность скважинного оборудования;
  
• 
  - малые габариты;
  
• 
  - не имеют подвижных деталей, могут работать в горизонтальных и сильно искривленных скважинах;
  
• 
  -большая пропускная способность, что позволяют откачивать жидкость с большим содержанием механических примесей и свободного газа;
  
• 
  -высокая надежность скважинного оборудования, большой межремонтный период работы;
  
• 
  - простота регулирования отбора продукции скважины;
  
• 
  - замена насоса без подземного ремонта;
  
• 
  - подача в скважину необходимых реагентов и тепловой энергии с рабочей жидкостью;
  
• 
  -доступ на забой без подъема скважинного оборудования;
  

Есть и отрицательные стороны при применении струйных насосов, это высокая цена оборудования (в 2,2 раза дороже, чем ШСНУ, и в 1,5, чем УЭЦН, при прочих равных условиях); необходимость привлечения для обслуживания персонала высокой квалификации.

Также главным недостатком струйных насосов является их довольно низкий КПД, что в условиях постоянного роста стоимости электроэнергии не позволяет говорить о возможности широкого использования этого вида оборудования.


3. Технологическая часть

3.1 Струйная насосная установка

Струйная насосная установка − насосная система, которая состоит из устьевого наземного и погружного оборудования. Наземное оборудование включает сепаратор, силовой насос, устьевую арматуру, КИП. Погружное оборудование включает струйный насос с посадочным узлом. При эксплуатации струйных насосных установок (СНУ) одной из главных задач является создание надежного контроля за герметичностью основных элементов погружного оборудования.

При любой схеме компоновки погружного оборудования комплекс "скважина − СНУ" содержит три смежных полости с различными давлениями движущейся в них жидкости. Каждая из полостей гидравлически связана с погружным струйным насосом. Для однотрубной схемы СНУ с пакером, по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) к струйному насосу движется рабочая жидкость высокого давления. В подпакерном пространстве движется инжектируемая жидкость низкого давления. В затрубном надпакерном пространстве − выходящий из струйного насоса смешанный поток. В пространстве давление определяется весом столба газожидкостной смеси над струйным насосом и гидравлическими потерями. Одним из важных условий нормальной эксплуатации СНУ является герметичность элементов погружного оборудования. Основной операцией при запуске СНУ в работу является контроль герметичности.

---

Схема оборудования скважины струйной насосной установкой показана на рисунке 3



Рисунок 3− Схема оборудования скважины установкой струйного насоса:1 — струйный насос; 2 — эксплуатационная колонна; 3 — кабель; 4 — устьевая арматура; 5 — насосно-компрессорные трубы (НКТ); 6 — пакер; 7 — пласт; 8 — блок забойной телеметрии .

При эксплуатации данных компоновок рабочая жидкость от системы ППД нагнетается через НКТ в сопло струйного насоса, а смешанный поток рабочей жидкости и продукции пласта поднимается на поверхность по затрубному пространству. С помощью телеметрической системы проводятся замеры давлений под пакером (в приемной камере струйного насоса) и над ним (на выходе из диффузора струйного насоса). Замеры передаются на поверхность по кабелю. При необходимости погружной струйный насос можно извлечь из скважины для замены проточной части гидравлическим способом. Это происходит за счет переключения нагнетания воды с прямой схемы закачки на обратную, через затрубное пространство. Спуск струйного насоса на забой осуществляются также гидравлическим путем при закачке воды в НКТ. При замене скважинного оборудования это позволяет исключить дорогостоящий текущий ремонт и глушение скважины, что существенно повышает межремонтный период (МРП) работы скважины. В аварийных ситуациях застрявший струйный насос из скважины извлекают за ловильную головку с помощью канатной техники.
3.2 Технические характеристики и принцип работы скважинного струйного насоса

Струйный насос имеет два основных элемента: сопло и диффузор, состоящий иногда из нескольких деталей.

---

Рис. 3.1 Струйный насос

К соплу подается рабочая жидкость под большим давлением. Она выходит из сопла в камеру смешения со значительной кинетической энергией. Откачиваемая жидкость поступает в ту же камеру и увлекается струей рабочей жидкости в горловину диффузора. В смесительной камере и начале горловины диффузора потоки жидкости смешиваются, и кинетическая энергия рабочей жидкости частично передается откачиваемой. Далее в диффузоре кинетическая энергия преобразуется в потенциальную, и смесь выходит из насоса с определенным давлением. Все эти процессы сопровождаются большой потерей энергии и поэтому КПД насоса невелик.

Такие насосы широко и давно используются в промышленности и сельском хозяйстве, в частности, для отбора воды из неглубоких колодцев, скважин, котлованов и для других подобных нужд.

В качестве рабочего агента используется пластовая вода с ППД. Давление рабочего агента 9...17 МПа, глубина спуска оборудования 600...2200 м, отбор инжектируемой жидкости до 160 м3/сут, расход рабочего агента 100 м3/сут.

Эти насосы не имеют движущихся и трущихся частей, поэтому при небольших напорах они достаточно долговечны, даже при содержании в откачиваемой жидкости механических примесей, песка.

Для очистки скважин от песчаных пробок был разработан глубинный аппарат (рис. 4). Он состоит из сопла 5 и диффузора 2, 3, 4, включающих износостойкую горловину 4, и начало раструба диффузора 3. Последние две детали выполняются из износоустойчивой стали с высокой твердостью или из керамики, поскольку в этой части насоса жидкость с песком идет с большой скоростью (порядка 80...120 м/сек).

Глубинный аппарат спускается в скважину на специальных сдвоенных (концентричных) трубах. Внешний ряд труб соединяется с насосом и между собой резьбой. Внутренний ряд имеет уплотнение - резиновое кольцо, входящее в посадочное место, нижней детали. По кольцевому пространству труб к глубинному насосу подается рабочая жидкость. Она проходит фильтр 1 и по каналам детали 6 подходит к соплу 5. Жидкость, откачиваемая из скважины, проходит через фильтр 8 и обратный клапан 7 к смесительной камере, находящейся между соплом 5 и горловиной диффузора 4. При спуске аппарата до песчаной пробки он упирается в нее пятой 14. Если пробка не плотная, аппарат погружается в нее и начинает отбирать песчаную пульпу, поднимая ее на поверхность. Если пробка плотная, то при спуске аппарата пята поднимает шток 12 и шар клапана 10. Тогда рабочая жидкость проходит по каналам, деталей 9 и 11 к трем соплам 13. Жидкость, выходя из них, с большой скоростью размывает плотную песчаную пробку. Во время размыва пробки при снижении подачи струйного насоса или кратковременном прекращении отбора жидкости из скважины клапан 7 предотвращает уход рабочей жидкости через сопло в скважину или жидкости из труб через диффузор.

---