Коротко о файле:КубГТУ / Кафедра КГСиОНГП / Цель работы: реализация проекта по монтажу погружного электроцентробежного насоса. / Состав: 8 листов чертежи + ПЗ (114 страниц) + доклад.
Объектом исследования являются различные типы установок погружных электроцентробежных насосов.
Целью исследования является эффективность работы УЭЦН в различных условиях (высокая вязкость, обводненность, наличие песка), оптимизация энергопотребления, повышение надежности и срока службы оборудования. Изучаются также методы диагностики и адаптации насосных систем к сложным геологическим условиям.
Цель работы: реализация проекта по монтажу погружного электроцентробежного насоса.
По итогам работы спроектирована установка электроцентробежного насоса, включающая подбор оборудования с учётом параметров скважины: насосного агрегата, погружного электродвигателя и арматуры. В рамках проекта выполнены расчёты прочности фланцевых соединений арматуры и проведена верификация параметров насосно-компрессорных труб.
Содержание
Введение 8
1 Нормативные ссылки 10
2 Перечень терминов с пояснениями 12
3 Перечень условных обозначений 14
4 Научно-теоретическая база работы 15
4.1 Базовые элементы конструкции электроцентробежного насоса 15
4.2 Структура и функциональные элементы УЭЦН. 17
4.3 Системы обеспечения безопасности и надежности УЭЦН 21
4.4 Принципиальные схемы компоновки УЭЦН 23
4.4.1 Динамические и статические компоненты насоса: рабочие колеса и направляющий аппарат 26
4.5 Виды сборок УЭЦН 28
4.6 Технологическое обеспечение процесса монтажа УЭЦН 31
5 Расчетно-конструкторская часть проекта 33
5.1 Методика выбора электроцентробежного насосного оборудования 34
5.1.2 Расчет профиля лопастей рабочего колеса и его геометрических параметров ступени насоса 48
5.2 Методика подбора погружного электродвигателя для УЭЦН 57
5.3 Расчет эксплуатационных характеристик УЭЦН с обоснованием выбора кабеля и трансформатора 58
5.4 Методика подбора насосно-компрессорных труб для УЭЦН 59
5.5 Анализ нагрузочной способности НКТ в условиях эксплуатации 61
6 Экономическая часть 64
6.1 Комплексный анализ экономической целесообразности проекта УЭЦН 64
6.2 Расчет капитальных затрат на реализацию проекта УЭЦН 68
6.3 Анализ конструктивных и функциональных параметров 77
6.4 Оценка текущих затрат потребителя в процессе эксплуатации 78
7 Безопасность и экологичность проекта 82
7.1 Анализ состояния промышленной безопасности предприятия 84
7.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 85
7.3 Производственная безопасность 87
7.3.1 Общие положения 87
7.3.2 Техника безопасности. Защита от механических травм 88
7.3.3 Микроклимат на рабочем месте 90
7.3.4 Химическая безопасность 95
7.3.5 Шум и вибрация. Защита от механических и акустических колебаний 96
7.3.6 Лазерная безопасность 98
7.3.7 Электромагнитные поля 98
7.3.8 Опасность поражения электрическим током 98
7.3.9 Эксплуатация грузоподъемных и транспортирующих машин, а также сосудов (систем), работающих под давлением 100
7.3.10 Производственное освещение 102
7.3.11 Требования к пожарной безопасности 103
7.3.12 Эргономика 105
7.3.13 Средства индивидуальной защиты работающих 106
7.4 Экологическая безопасность 108
7.4.1 Охрана атмосферы 110
7.4.2 Охрана гидросферы 111
7.4.3 Охрана литосферы 113
7.5 Мероприятия по защите в чрезвычайных ситуациях 114
Список использованных источников 117
Установка электроцентробежного насоса (УЭЦН) – погружное оборудование для добычи нефти, газового конденсата и пластовых вод. Ее ключевые характеристики включают производительность (до 5000 м³/сутки), напор (до 3500 м) и КПД (60-75%), что регламентируется ГОСТ Р 53369-2009. Рабочий диапазон температур варьируется от -20°C до +200°C, а допустимое давление достигает 35 МПа, что позволяет применять УЭЦН в арктических условиях и глубоких скважинах.
Конструкция насоса предусматривает использование коррозионностойких материалов: протекторные узлы изготавливаются из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72), уплотнения – из керамогранита. Согласно требованиям API RP 11S, двигатели УЭЦН должны выдерживать содержание сероводорода до 25% и механических примесей до 500 мг/л. Современные модели оснащаются частотными преобразователями с точностью регулировки ±0,5% и системами телеметрии, передающими данные о вибрации, температуре и нагрузке в режиме реального времени.
Для обеспечения стабильной работы насосного оборудования критически важен грамотный подбор агрегата под конкретные условия скважины. В процессе эксплуатации динамично меняются характеристики пласта, состояние призабойной зоны и параметры добываемой жидкости: уровень обводненности, объем попутного газа, концентрация твердых включений. Эти изменения провоцируют неполный отбор пластовой жидкости или холостой ход насоса, что ведет к сокращению межсервисных интервалов.
Современный подход ориентирован на внедрение высоконадежных технологий, позволяющих увеличить продолжительность безотказной работы оборудования и снизить эксплуатационные расходы.
Для проведения подбора УЭЦН необходимы следующие исходные данные:
1. Плотность воды 1020 кг/м3
2. Плотность сепарированной нефти 840 кг/м3
3. Плотность газа в нормальных условиях 1,23 кг/м3
4. Вязкость воды 1,001 м2/с (или Пас):
5. Вязкость нефти 2,6 м2/с (или Пас):
6. Планируемый дебит скважины 40 м3/сутки
7. Обводненность продукции пласта 80 %
8. Газовый фактор 10 м3/м3
9. Глубина залегания забоя скважины 2100 м
10. Пластовое давление 18 МПа
11. Давление насыщения 8 МПа
12. Пластовая температура 50 °С
13. Температурный градиент 0,05 °С/м
14. Коэффициент продуктивности 5 м2/МПа сутки
15. Буферное давление 0,9 МПа
16. Наружный диаметр обсадной колонны 140 мм
17. Толщина стенки обсадной колонны 9,5 мм
Заключение
В процессе проектирования УЭЦН учитываются различные факторы, влияющие на работу оборудования. Разработка проекта насоса УЭЦН5-40-1400 включает детальное изучение схем и узлов установки. Это позволяет создать оптимальную конструкцию, соответствующую условиям эксплуатации. Все элементы насоса должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий, что гарантирует надежную работу оборудования в течение всего срока службы.
