О необходимости усовершенствования насосов ЦНС 180-1900, при эксплуатации на блочно-кустовых насосных станциях

БКНС выполняется в виде отдельных блок-боксов транспортного габарита, монтируемых на месте эксплуатации в единое здание и функционально связанных между собой технологическими, электрическими линиями. Блоки имеют законченный внутренний электромонтаж приборов и оборудования. В качестве стеновых и кровельных ограждений блок-боксов используют трехслойные металлические панели с утеплителем. Условно БКНС делится на машзал (насосные блоки) и энергозал (блоки энергообеспечения). Блоки насосные выполняют функцию повышения давления технологической воды до уровня, обеспечивающего нагнетание воды в скважины системы поддержания пластового давления (заводнения). Энергоблоки служат для автоматического управления работ насосных агрегатов, контроля параметров и сигнализации состояния технологического оборудования, защиты технологического оборудования при изменении параметров технологического процесса сверх допустимых пределов, автоматического отключения насосного агрегата и включения резервного. Применение устройств плавного пуска позволяет снизить значение пускового тока и устраняет значительные скачки напряжения в сети, характерные для прямого пуска мощных электроаппаратов, что повышает надежность работы системы электроснабжения, продлевает срок эксплуатации оборудования. [1]

Для поддержания пластового давления на многих блочно-кустовых насосных станциях установлены электроцентробежные насосы ЦНС 1801900 производства ОАО «Сумское МПО им. М.В. Фрунзе». Исходные насосы имеют раздельную систему смазки.

В ходе эксплуатации данных насосов были выявлены различные недостатки, которые отрицательно влияют на надежность оборудования, увеличивают количество ремонтов и межремонтный период.

Для обеспечения бесперебойной работы насосных агрегатов необходимо использовать узлы, наиболее устойчивые к воздействию трения, вибрации, коррозии и т.д. [2]

В данной научно-исследовательской работе предлагается усовершенствование насосов ЦНС 180-1900, используемых на блочнокустовых насосных станциях. Усовершенствование подразумевает собой изменение конструктивного исполнения насоса для улучшениятехнико-технологических и экономических показателей.

Насосы ЦНС 180-1900 с выносными подшипниками приносят некоторые неудобства в эксплуатации, так как у них часто возникают проблемы связанные с коррозионным износом элементов маслосистемы, выходом из строя маслонасосов, износом вкладышей подшипника и коррозионным износом шеек вала. Также возникает необходимость замены масла и маслофильтров. Все эти составляющие приводят к снижению надежности и межремонтного периода насосного оборудования[3].

Целью работы является увеличение надежности и межремонтного периода насосов ЦНС 180-1900 на блочно-кустовых насосных станциях.

Главные задачи:

• -    Обзор существующих проблем при эксплуатации насосов ЦНС с выносными опорными узлами;

• -    Анализ использования встроенных опорных узлов на насосах ЦНС 180-1900, смонтированных в приемной крышке.

Основные технологические решения по установке поддержания пластового давления

Технологические сооружения установки ППД размещаются на площадке сборного пункта (СП).

Предлагаемые технологические решения по подготовке воды для системы поддержания пластового давления обеспечивают:

• -    непрерывность процесса подачи воды на нагнетательные скважины

нефтяных кустов;

• -    возможность работы в условиях изменения количества и качества подаваемой воды пластового газа и поставку плановых и договорных объемов газа и нефти;

• -    применение высокопроизводительного оборудования, автоматизированных систем управления технологическими процессами в системе ППД;

• -    учет расхода воды, подаваемой в нагнетательные коллектора на скважины нефтяных кустов;

• -    безопасность производства.

Закачка воды в нефтяные скважины производится от централизованной насосной станции.

Вода от канализационно-очистительной станции и водозаборных сооружений с давлением не более 0,6 МПа и температурой от плюс 5 до плюс 25 °С поступает по водоводу низкого давления 1 на площадку буферных емкостей2. Температура воды в водоводах в холодное время года поддерживается выше плюс 5 °С, с целью предотвращения замерзания, за счет прокладки с терморегулирующим электрическим кабелем в теплоизоляции.

Водозаборные скважины (13 шт, из которых 10 - рабочих, 3 -резервных) являются источниками дополнительных объемов воды. Суммарная производительность водозаборных скважин находящихся в работе составляет 11 тыс. м3/сут (3850 тыс. м3/год). Водозаборные скважины сгруппированы на одной площадке (ВСППД). Напорные водоводы погружных насосных агрегатов объединены в общий коллектор, по которому вода поступает на вход буферных емкостей (БЕ). На каждом напорном трубопроводе предусмотрен счетчик жидкости. В случае отклонения давления в напорных трубопроводах от рабочего (превышение или разгерметизация) предусмотрено аварийное и дистанционное отключение погружных насосных агрегатов.

Рисунок 1-Расположение внутриплощадочных сетей

Вода, поступающая от площадки водозаборных скважин по водоводу низкого давления, характеризуется содержанием свободно растворенного газа. Для дегазации поступившей воды и ее отстоя перед подачей на насосную станцию предусмотрена установка буферных емкостей. Газ выветривания направляется на факел низкого давления УПН. В буферные емкости также поступает подготовленная на очистных сооружения СП пластовая вода от УКПГ и УПН.

В буферных емкостях БЕ поддерживается необходимый уровень воды, обеспечивающий работу насосов «под заливом». Для автоматического поддержания равномерного уровня буферных емкостей на входном водоводе каждого блока предусмотрена установка регулятора уровня с электроприводом. Емкости размещены на открытой площадке в бетонном каре и работают с атмосферным давлением. Высота установки буферных емкостей принята 10 м, для обеспечения подпора насосам БКНС.

Поддержание температуры не ниже +5 °С в буферных емкостях осуществляется за счет обогрева емкости теплофикационной водой от котельной, расположенной на площадке комплекса энергетического (КЭ) сборного пункта.

От буферных емкостей вода поступает на прием насосов станции кустовой насосной блочной БКНС3. Здание насосной станции с системами жизнеобеспечения предусмотрено на полное развитие, для обеспечения закачки воды в полном объеме. В насосной станции установлено четыре центробежных насоса ЦНС 180-1900 (три рабочих, один резервный).

На приеме насосов установлены фильтры, обеспечивающие защиту от механических примесей и запорная арматура.

На нагнетательном трубопроводе насоса установлен:

• -    обратный клапан, предназначенный для предотвращения обратного потока жидкости;

• -    отключающая запорная арматура;

• -    счетчик жидкости, для возможности регулирования подачи насоса.

Насосные агрегаты оборудованы частотным регулированием, позволяющим за счет изменения числа оборотов двигателя регулировать производительность.

После насосов вода с давлением 20,0 МПа, через блок гребенки, входящий в состав БКНС, распределяется на три направления и по отдельным водоводам поступает к кустам нефтяных скважин для закачки в нагнетательные скважины. В отапливаемом блоке гребенки размещена запорная арматура и счетчики жидкости, оборудованные байпасными линиями.[5]

Для защиты водоводов и оборудования системы ППД от коррозии и отложений соли предусматривается при необходимости дозированная подача ингибиторов солеотложения и коррозии от насосных блоков УДХ. Необходимость, количество и тип подаваемых ингибиторов необходимо уточнить в процессе эксплуатации после изучения качества добываемой воды. Подача ингибиторов предусмотрена в водоводы перед БЕ. В точках подачи ингибитора в коллектор воды на БЕ установлена ручная запорная арматура и обратные клапаны.

Опорожнение технологических аппаратов и трубопроводной обвязки производится в блоки дренажных емкостей. Каждая дренажная емкость оборудуется погружным насосом с трубопроводной обвязкой и запорной арматурой, уровнемерным устройством, термометром, трубопроводом подвода пара с запорной арматурой, свечой рассеивания с огнепреградителем. Емкости предусмотрены с системами обогрева теплофикационной водой от котельной. Откачка воды из емкости дренажной производится обратно в технологический процесс (на вход буферных емкостей).[6]

Насосные агрегаты БКНС оборудованы индивидуальными маслосистемами. Опорожнение насосов и электродвигателя от масла производится в подземную емкость для слива масла, поставляемую в комплекте с БКНС. Откачка масла из емкости осуществляется в передвижные средства.