Применение ЭЦН при нефтедобыче

Центробежный тип насосного оборудования является наиболее целесообразным для применения в ходе разработки нефтяных скважин с большим дебитом. При больших значениях показателя отбора жидкости (от 100 до 500 кубометров в сутки и выше) именно применение центробежных насосов обеспечивает максимальную экономичность процесса, который при этом требует наименьших трудозатрат на обслуживание оборудования.

Центробежный насос для подъема пластовой жидкости опускается в скважину на требуемый уровень при помощи системы насосно-компрессорных труб. Работу самого насоса обеспечивает расположенный непосредственно рядом с ним электрический двигатель, который в свою очередь получает питание с поверхности через специальный электрокабель. За счет близости расположения электромотора к насосному агрегату достигается большая эффективность за счет снижения потерь при передаче мощности.

Для скважинного насосного оборудования центробежного типа существует ряд критериев, определяющих возможность их применения. В числе обязательных условий – работа должна производиться с жидкостями, содержащими не более 99% воды и не более 0,01% механических включений, температура которых не должна превышать 90°C. Существуют модели с характеристиками более высокой устойчивости к износу, для которых эти требования чуть ниже, а именно – допускается содержание включений частиц не более 0,05% по массе. Кроме того, выпускаются изделия из стойких к коррозии материалов, которые предполагают возможность своего применения в условиях работы с флюидами с высокой коррозийной активностью.

Ключевые причины выхода из строя ЭЦН, а также возникновения осложнений при нефтедобыче с использованием этих насосов связаны с отложениями солей, смол, асфальтенов, парафинов, выпадением песка. Они оседают на всех поверхностях, с которыми соприкасается содержащая их пластовая жидкость. Так, их отложение на пластовых капиллярах (особенно в призабойной зоне) снижает дебит скважины, для предотвращения чего требуется производить подачу в пласт холодной воды. Отложения на стенках НКТ сначала уменьшают проходное сечение труб, что вызывает повышение гидродинамического сопротивления, а далее может привести к ее полному перекрытию. Для борьбы с подобными явлениями применяют технологию прогрева труб и продувки их горячим паром.

Наличие механических примесей в добываемой пластовой жидкости негативно сказывается на многих элементах, а также способствует усложнению процесса обслуживания скважин и росту эксплуатационных расходов. Центробежные насосы достаточно сильно страдают от механических включений в перекачиваемый пластовый флюид. Особенно сильно негативное воздействие сказывается на деталях верхней пяты вала насоса, а также участок вала под сальником. Кроме того, в таких условиях снижается надежность гидрозащиты погружного двигателя.

Вне зависимости от того, какие конкретно частицы присутствуют в перекачиваемой жидкости, они оказывают одинаковое влияние на ЭЦН: засоряют фильтры, снижая или полностью прекращая поступление жидкости в насос, способствуют абразивному износу деталей. Все это способствует быстрому выходу оборудования из строя, а в некоторых случаях – к его падению в забой.

В целях снижения таких негативных последствий предлагаются различные варианты решений. Например, специальные измельчители, которые предполагается устанавливать в приемной части насоса для оперативного удаления отложений.