В России значительная часть нефти добывается насосным способом. Наибольшей популярностью пользуются бесштанговые насосные установки, а именно – установки электроприводного лопастного насоса (УЭЛН).
Актуальность работы подтверждается высокой степенью оснащенности всех нефтяных скважин установками электроприводных лопастных насосов в России – порядка 60 %. Согласно статистике, представленной на рисунке 1, при помощи УЭЛН в России добывается более 78 % всей нефти [1].
Для работы УЭЛН в скважину спускается кабельная линия, которая должна быть герметизирована на устье скважины. Сегодня для этого в основном используется устройство кабельного ввода (рисунок 2), в котором герметизацию кабеля при эксплуатации скважин обеспечивает сальник кабельного ввода, рассчитанный на затрубное давление до 7,0 МПа.
Однако в условиях повышенной концентрации сероводорода (до 25 %) и более высоких затрубных давлений (14, 21 и 35 МПа) такая конструкция не позволяет надежно загерметизировать кабель на устье скважины. Для таких целей используются специальные пенетраторы.
ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» с 2008 г. разрабатывает месторождения Денисовского лицензионного участка: Баяндыское, Восточно-Ламбейшорское, им. А.А. Алабушина, Прохоровское. На 2023 год из 76 добывающих скважин 48 скважин эксплуатируются УЭЛН.
Основные осложняющие факторы:
· Сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением;
· Асфальтосмолопарафиновые отложения;
· Солеотложение;
· Электрохимическая коррозия с образованием гидроксидов и сульфидов железа;
· Влияние газа на работу насоса – деградация напорной характеристики;
· Влияние сероводорода на электрическую часть.
Такие особенности объектов разработки, как высокое содержание H2S (16–25 %) и наличие повышенного объема CO2 в газе (более 5 %) вынуждают отказаться от устройств кабельного ввода в пользу пенетраторов.
Конструктивно пенетратор (рисунок 3) представляет собой устройство для герметичного соединения двух концов кабельной линии и состоит из панциря, основания, гайки накидной, корпуса, отвода, соединителя и кабеля в резиновом кожухе.
Применение пенетратора (рисунок 4) в качестве устьевого герметизатора кабельной линии позволит избежать отказов кабеля по причине снижения изоляции в кабельных вводах.
Помимо применения пенетратора в качестве устьевого герметизатора кабельной линии, существует потребность в создании пенетратора для блока подачи в комплексе механизированной добычи. Это место также страдает от отказов по кабельному вводу из-за влияния сероводорода. Модернизация кабельного ввода позволит защитить его от влияния сероводорода и углекислого газа, что положительно скажется на надежности работы всей установки в целом.
Литература
1. Ивановский В.Н. Энергопотребление и энергоэффективность добычи нефти // Учебное пособие. – М.: Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. – 2019. – 256 с.
2. Техновек, каталог продукции, оборудование для нефтяной отрасли. – 2016. – 19–20 с.
