Внедрение энергосберегающих технологий для систем ППД

В системах ППД наиболее крупными единичными потребителями электроэнергии являются центробежные насосы. Как показывает практика, из общего объема потребляемой при добыче нефти электроэнергии на системы ППД приходится более 30%, из которых более 60-70% энергозатрат приходится на насосы типа ЦНС.

На нефтяных и газонефтяных месторождениях в настоящее время в эксплуатации находится значительное количество насосов, технические показатели которых потеряны в ходе проведения традиционной схемы капитальных ремонтов. Данная ситуация подтверждается результатами энергоаудитов, проведенных рядом нефтегазодобывающих предприятий. Одной из базовых причин низкой энергоэффективности является применение устаревших технологий как при разработке месторождений, так и в процессах эксплуатации скважин с системами ППД. Ситуация в данном вопросе в целом улучшается, однако темпы этого процесса значительно растянуты во времени.

Снижение потребления электроэнергии в системах ППД является актуальной и технически сложной проблемой, которой в течение ряда лет занимаются проектные, инжиниринговые и производственные предприятия, входящие в машиностроительный и инжиниринговый холдинг ОАО «Группа ГМС». Одним из активных участников процесса разработки и внедрения систем энергосбережения для насосного оборудования является нефтесервисное предприятие ЗАО «Нижневартовскремсервис», входящее в структуру Группы ГМС. Предприятие имеет значительный опыт модернизации насосных агрегатов и внедрения энергосбережегающих технологий на Самотлорском и ряде других крупных месторождений.

Накопленный опыт в разработке и внедрении энергосберегающих систем в рамках работ по модернизации насосного оборудования для систем ППД позволяет предложить комплекс рекомендаций по снижению электропотребления и повышению ресурса насосов типа ЦНС после капитального ремонта:

• Вывод в ремонт насосов ЦНС180, ЦНС200, ЦНС240 при снижении КПД на 7-8%, а насосов ЦНС500 – при снижении КПД на 5-6%.
• Доведение характеристик эксплуатирующихся насосов ЦНС после капитального ремонта до уровня новых.
• Увеличение ресурса работы насосов до капремонта как минимум в 2 раза.
• Снижение энергопотребления насосов за счет повышения КПД.
• Модернизация насосов ЦНС180 при капитальном ремонте с целью обеспечения производительности от 45 до 240 м³/ч в зоне максимального КПД, путем установки в насосы сменных проточных частей на параметры 45, 63, 90, 180, 240, 315, 500 (630), 800.
• Адаптация рабочих характеристик высоконапорных насосов под конкретные условия эксплуатации.

Реализация данных мероприятий позволяет на 5-16% снизить потребление электроэнергии в системах ППД .

Для выполнения задач по снижению электропотребления и повышению ресурса насосов типа ЦНС Группой ГМС с участием специалистов «Нижневартовскремсервис» был реализован целый ряд мероприятий по совершенствованию технологий ремонта и испытаниям насосов после сборки.

В рамках накопленного опыта предлагаются следующие мероприятия, обеспечивающие снижение электропотребления и повышение ресурса насосного оборудования:

1. Проведение ремонта высоконапорных насосов с использованием полноразмерного ремонтного комплекта, в состав которого в обязательном порядке входит новая проточная часть насоса (рабочие колеса, направляющие аппараты и уплотнительные кольца, вал), комплект торцевых уплотнений, датчик осевого сдвига ротора и, как правило, упругая пластинчатая муфта.
2. Проектирование и изготовление ремонтного комплекта в индивидуальном порядке с конкретной привязкой к габаритам и основным корпусным деталям насоса и в соответствии с условиями эксплуатации, определенными Заказчиком.
3. Ремонт насосов с использованием высоколегированных и высокопрочных материалов, повышающих коррозионную стойкость деталей насосов в 3-4 раза.
4. Повышение ресурса насоса за счет применения новых материалов.
5. Проведение стендовых приемо-сдаточных испытаний модернизированных насосов в «Нижневартовскремсервис» и натурных испытаний на блочно-кустовой насосной станции (БКНС) с привлечением представителей заказчика.
6. Доработка проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата для увеличения значений подач и КПД, а в некоторых случаях, по требованию заказчика, доработка рабочих колес и направляющих аппаратов для сдвига рабочей зоны.
7. Увеличение надежности основных узлов насосов за счет совершенствования их конструкции, а также внедрения новых узлов:

• торцовых уплотнений по АРІ 682;
• пластинчатой муфты с целью повышения демпфирующих свойств и уменьшения трудоемкости обслуживания;
• датчиков осевого сдвига с целью исключения аварийных ситуаций.

8. Реставрация приемных и выкидных крышек (облицовка) с применением нержавеющей проволоки СВ12Х18Н10Т и получением коррозионно- стойких поверхностей.

Адаптация рабочих характеристик высоконапорных насосов под конкретные условия эксплуатации

В 2009-2011 гг. одним из основных критериев выполнения капитального ремонта насосов системы ППД с применением комплектов модернизации была адаптация поставляемого оборудования к конкретным условиям эксплуатации.

Как показывает практика, распространенными нарушениями при эксплуатации насосного оборудования являются:

• Несоответствие технологической карты закачки по БКНС номинальным параметрам работы насоса.
• Отклонение состояния насосных блоков от существующих требований.
• Ненадлежащее состояние трубной обвязки БКНС.

Вышеуказанные условия эксплуатации насосов наблюдаются повсеместно на месторождениях Западно-Сибирского региона и Самотлорского месторождения в частности.

С учетом потребностей заказчиков в 2007-2011 гг. предприятием «Нижневартовскремсервис» (Группа ГМС) было модернизировано более 100 насосов для систем ППД на объектах ОАО «СНГ», РН «Юганскнефтегаз», ООО «Газпромнефть-Восток», ООО «Газпромнефть-Хантос», ОАО «ТНК-Нижневартовск» и других компаний