Слайд 1Приемы насосов
Прием – это то место, в котором жидкость проникает в
УЭЦН
Слайд 2
Приемы насосов
Существует три типа приемных секций:
Стандартный или сменный прием
Интегральный
Изготовлен как часть
насоса
Газосепараторы
Слайд 3
Приемы насосов
Интегральный прием
Сменный прием
Стандартные, сменные и интегральные приемы не отделяют газ.
Некоторое отделение может произойти, но это будут только естественное отделение из-за того процента газа, который не вошел в прием вместе с остальной жидкостью.
Слайд 4Стандартные приемы
Приемы насоса могут быть конфигурации ARZ, что более предпочтительно, или
стандартные.
В приемах ARZ используются циркониевые подшипники для лучшей защиты от воздействия абразивов и поперечной вибрации. Это особенно важно около уплотнителя протектора.
Слайд 5Приемы насосов ARZ
Инженеры компании REDA рекомендуют использование только приемов типа
ARZ, так как надежность этой части насоса (особенно протектора) будет значительно увеличена большим сроком службы циркониевых подшипников.
Приемы насоса ARZ присутствуют в сериях 338, 387, 400, 540, 562, и 675.
Слайд 6
Приемы насосов
Приемы насосов существуют в различных комбинациях: сталь с повышенным содержанием
углерода, легированная сталь Reda, монелевые и инконелевые валы, ARZ, ARZ-SS и ARZ-ZS пары подшипников для всех серий насосов.
Слайд 7Static Gas Separators
Сначала проекты газосепараторов основывались на увеличенном отделении газа, заставляя
жидкость циркулировать в скважине. Отсюда и название этого типа газосепаратора – газосепаратор обратного потока.
Так как такой тип газосепаратора не совершает никакой реальной «работы» с жидкостью, его также называют «статическим» газосепаратором.
Слайд 8Газосепаратор обратного потока (статический)
Когда жидкость входит в газосепаратор, она вынуждается сменить
направление. Некоторые пузырьки газа продолжают подниматься вместо того, чтобы повернуть, или поднимаются внутри газосепаратора, покидают обшивку и продолжают подниматься.
Слайд 9
Прием/газосепаратор
Статический/обратного потока газосепаратор
• Жидкость идет вниз по щиту примерно под углом
60°
• Жидкость будет повернута и захвачена насосом к заборной крыльчатке
• Эффективен для отделения до
20% объема газа, содержащегося в производимой жидкости
Слайд 11Reverse Flow Type Gas Separator
Статический
газосепаратор тип 65
Отверстия,
просверленные под углом
Статический
газосепаратор тип RF
Отверстия,
просверленные под углом
Слайд 12Прием насоса REDA для избежания попадания газа для отклоненных скважин
Слайд 13Прием насоса REDA для избежания попадания газа для отклоненных скважин
Слайд 14
Прием насоса REDA для избежания попадания газа
Слайд 15Динамические газосепараторы
Динамика определяется в словаре как
“Движение, производящее силу”
Что подразумевает, что этот
тип газосепаратора использует силу
Слайд 16Dynamic Gas Separators
Динамические газосепараторы передают энергию жидкости для того, чтобы отделить
то нее газ. Самый первый газосепаратор назывался KGS (сокращенно от Кинетического газосепаратора или газосепаратора Кулибина). В этом проекте используется устройство для подачи жидкости под давлением и центрифуга для разделения газа и жидкости.
Этот проект можно также назвать центробежным ротарным газосепаратором.
Слайд 17
В скважинах с высоким газовым фактором ротарный газосепаратор REDA удаляет свободный
газ из производимой дидкости. Выпуская этот газ в кольцо, сепаратор препятствует циркуляции, остановке из-за скопления газа и кавитации, результатом чего является стабильная нагрузка двигателя и долгий срок службы.
Ротарный сепаратор использует центробежную силу для отделения свободного газа. Смесь жидкости и газа проходит в прием насоса и передвигается к шнековому индуктору.
Здесь давление жидкости возрастает и она переходит в центрифугу, где и происходит сепарация. Жидкость выбрасывается из сепаратора на первую ступень насоса. Более легкий газ поднимается через разделитель потока и выпускается через кольцо.
Для скважин с меньшим содержанием газа возможно использовать газосепаратор обратного потока или стандартный прием.
REDA SUBSEA SUBMERGIBLE PUMPING ……For The Long Run
Inducer
Слайд 18Динамические газосепараторы
Динамические газосепараторы прошли процесс эволюции в фирме REDA и были
разработаны новые более усовершенствованные модели.
Первый динамический газосепаратор REDA KGS был представлен в 1982 и до настоящего времени претерпел множество модернизаций.
Слайд 19Динамические газосепараторы
Проект роторного газосепаратора имеет такой же принцип действия, как и
центробежный. У первой модели были «лопасти» центрифуги, совершающие 3500 оборотов в минуту, и считалось, что это способствовало прохождению тяжелой жидкости наружу, через переход, а затем вверх по насосу, в то время как легкая жидкость (газ) собирается в центре и выходит наружу через переход, затем через разгрузочные отверстия обратно в скважину.
Слайд 20Прием/газосепаратор
Ротарный газосепаратор
Жидкость входит через щит в индуктор
Индуктор центрифугирует жидкость
Тяжелая жидкость отбрасывается
к обшивке, а легкий газ собирается вокруг вала
Жидкость направляется в
насос, а газ – обратно в кольцо
Эффективность сепарции газа - до 60% от его общего объема
Слайд 21Динамические газосепараторы
Технологии динамических газосепараторов KGS и RS большим шагом по направлению
к улучшению эффективности газосепараторов, но у них есть ограничения.
По причине большой массы газосепаратора, расположенного на длинном неподдерживаемом вале, часто происходили поломки подшипников.
Слайд 22Динамические газосепараторы
Некоторые поломки подшипников происходили просто по той причине, что газ
не является смазочным материалом. Циркониевые подшипники здесь принесли пользу.
Некоторые поломки можно было приписать прямо абразивам. Также циркониевые подшипники увеличили срок службы первых газосепараторов.
Слайд 23Динамические газосепараторы
Инженеры опередили, что данный проект не был достаточно надежным и
требовал доработки.
Проблема состояла в большой длине неподдерживаемого вала в области вращающейся массы с очень большой инерцией, которая может быть радиально неустойчива в самом механизме или во время его работы, так как он наполнен неоднородной жидкостью с различными относительными плотностями ее составляющих или в комбинации всех трех факторов.
Слайд 24Динамические газосепараторы *RS-ES
Следующий шаг в эволюции динамического газосепаратора существенно снизил массу
вращающегося элемента и уменьшил росстояние между радиальными подшипниками. Результат: сепаратор *RS-ES.
Слайд 25Увеличение отсека для заполнения улучшает общие эксплуатационные характеристики, но увеличивает расстояние
между подшипниками, что потенциально снижает надежность.
Динамические газосепараторы
*RS-ES
Слайд 26Динамические газосепараторы *RS-ES
Большие вертикальные лопасти в старых моделях газосепараторов KGS/*RS на
самом деле перемешивают уже разделенную жидкость. Это требует дополнительных энергозатрат и снижает эффективность сепарации.
С технической точки зрения модель *RS-ES
сделала ненужной существование сепараторов *RS.
Слайд 27Динамические газосепараторы *RS-ES
Улучшенная стабильность ротарного сепаратора *RS-ES в настоящее время присутствует
в конструкции с применением сплава Redalloy в насосах серии 387, 400 и 540 и является стандартной для большинства применений, в которых невозможно использование вихревых газосепараторов.
Слайд 28Динамический вихревой газосепаратор
Самый последний и самый современный динамический газосепаратор, выпущенный фирмой
Reda – это вихревой газосепаратор VGSA, в насосах серий 400 и 538.
Этот динамический сепаратор прошел несколько лет тестирования и модернизации, что способствовало улучшенной эффективности и надежности.
Слайд 29Динамический вихревой газосепаратор S20-90
Отделяет фазы газа и жидкости. Превращает скорость в
давление выше атмосферного.
Передает скорость смеси. Начинает процесс сепарации (Vortex).
DIFFUSER BY-PASS
PICKUP
IMPELLER
Слайд 30
- Системы подшипников Reda ARZ
Система подачи
жидкости под давлением
Динамический вихревой газосепаратор
S20-90
Слайд 31Динамический вихревой газосепаратор
Множественные вихревые генераторы
Множественные подшипники ARZ, пропускающие жидкость
Разгрузочный переход
Индукторы
осевого потока
Слайд 32
Динамический вихревой газосепаратор
Слайд 33
Вихревые газосепараторы
Вихревой газосепаратор в настоящее время имеется в насосах серий 400
и 538, VGSA D20-60 в 400 и VGSA S20-90 и S70-150 модели в 538.
VGSA включает соедующие признаки в своей стандартной комплектации:
Сплав Редалой
Вал из высокопрочного металла
ARZ
Отделка из монеля
Слайд 34Вихревые газосепараторы
Тесты, проведенные в университете города Талса показали, что естественная сепарация
газа может составлять до 60 %, а при помощи ротарного газосепаратора REDA сепарация повышается до 99 %.
Эти тесты также указали на то, что все типы газосепараторов действительно имеют одни диапозоны потока при их эффективности и другие в тех случаех, когда они не эффективны. Результаты тестов совпадали с рекомендациями компании REDA.
Слайд 35
Динамические газосепараторы
Общий объем жидкости (нефть+вода+газ) должен быть в рамках рабочего диапозона
подобранного для данного применения газосепаратора.
Слайд 36Эффективность газосепараторов
Когда мы говорим о рабочих характеристиках газосепаратора, нас в первую
очередь интересует то, насколько эффективно они справляются с газом.
Эффективность сепарации =
Слайд 37Эффективность газосепараторов
О рабочих характеристиках газосепараторов можно также говорить в рамках «процента
всосанного газа» (GIP).
Этот GIP просто обозначает эффективность сепарации.
GIP определяет количество присутствующего свободного газа на приеме, который пройдет в насос. Обычно это количество включает также естественную сепарацию.
Слайд 38Эффективность газосепараторов
Эффективность сепарации нелегко предугадать по причине наличия большого количества переменных
величин.
Только естественная сепарация может варьироваться от 5 % до 70 %, в зависимости от состава жидкости, ее скорости, структуры потока, размера оборудования и т.д.
Слайд 39
Некоторые факторы, влияющие на естественную и механическую сепарацию.
Компоненты углеводорода
Размер
обсадной колонны и оборудования
% свободного газа от объема на приеме
Давление и температура на приеме насоса
Газожидкостный фактор
Давление насыщения и т.д.
Размер добычи
Конструкция мезанического сепаратора
Непроходимость оборудования (Y-Tool)
частота
Затрубное давление
Конфигурация ствола скважины
Слайд 40Эффективность газосепараторов
Обычно при оценке эффективности мы используем произвольное решение, основанное на
опыте:
Слайд 41Эффективность газосепаратора VGSA S20-90
серии 538
Слайд 42Эффективность газосепаратора VGSA S70-150
серии 538
Слайд 44Эффективность газосепаратора VGSA D20-60 серии 400 в % свободного газа от
объема при проходе через насос после полной сепарации.
5% in to pump
10% in to pump
15% in to pump
20% in to pump
20%
5%
10%
15%
Слайд 45
Применение динамических газосепараторов
С технической точки зрания, CRS-ES и DRS-ES сделали излишними
CRS и DRS.
VGSA D20-60 может принести выгоду более 1000 b/сут. Как указано на графике, производительность более 5500 b/сут. – это не очень хорошо.
В применениях 7" и больше, VGSA S20-90 или VGSA S70-150 должны использоваться вместо GRS-ES серии 540 и устаревшие модели KGS и GRS, особенно в применениях с большим количеством абразивив.
Лабораторные тестирования VGSA S20-90 предполагают эффективность около 100% в более низком диапозоне.
Слайд 46
Применение динамических газосепараторов
Модели вихревого газосепаратора VGSA S20-90 и VGSA 70-150 в
настоящее время используются только в серии 538 и модель VGSA D20-60 в серии 400.
Стандартная конструкция включает:
Сплав Редалой
Вал из высокопрочного металла 1.187" серии 538 и вал из сплава инконель 875” для серии 400.
ARZ
Отделка монелем.
Слайд 47
Применение динамических газосепараторов
Общий объем жидкости (нефть, вода и газ) должен быть
в рамках разрешенного рабочего диапозона газосепаратора, выбранного для данного применения.
Слайд 48
TYPE
MAX. RATE
(EFFECTIVE)
MAX. RATE
(PERMISSIBLE)
MINIMUM
RATE
338 Series
ARS (338 Series)
2440 BPD
250 BPD
400 Series
65GS
1750 BPD
4300
BPD
NA
RF
2500 BPD
6000 BPD
NA
DRS, DRS-ES
VGSA D20-60
4000 BPD
5500 BPD
500 BPD
NA
74GS
3600 BPD
9000 BPD
NA
RF
4800 BPD
12000 BPD
NA
GRS, GRS-ES
7000 BPD
1000 BPD
VGSA S20-90
VGSA S70-150
9000 BPD
15000 BPD
NA
NA
Разрешенные диапозоны притока (в b/сут общей жидкости при 60 Гц)
513 / 538 Series
Слайд 49
Применение динамических газосепараторов
Очень редко можно что-то получить, ничего за это не
отдав.
Это также является правдой и для газосепараторов.
Ротарные газосепараторы потребляют энергию, но они также совершают работу.
Нужно рассматривать требования по мощности (ЛС) для работы газосепаратора при выборе двигателя УЭЦН.
Слайд 50
Применение динамических газосепараторов
ротарный сепаратор
требуемая мощность
(ЛС) при 60 Гц
серия 338, ARS
1.75 ЛС
Серия 400, DRS
Серия 400, VGSA D20-60
1.25 ЛС
3.0 ЛС
Серия 540, GRS
7.00 ЛС
Серия 538
VGSA S20-90
VGSA S70-150
6.0 ЛС
14.0 ЛС
Слайд 51Когда использовать газосепаратор или REDA AGH
% свободного газа от объема на
входе в насос
газ X 100
VAPOR+LIQUID
20-25
15
10
Серия насоса
400 540 больше