АНАЛИЗ КПД ЭЛЕКТРОПРИВОДНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ НИЗКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

 

Ишмурзина Н.М.¹, Ишмурзин А.А.²

¹Башкирский государственный университет, Уфа

²Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа

nmvafina @ mail. ru

Целью исследований является поиск способа повышения энергоэффективности работы низкопроизводительных электроприводных центробежных насосов для добычи нефти (УЭЦН) [1].

В задачу исследования входит анализ возможных путей повышения одного из основных показателей энергоэффективности центробежных насосов – коэффициента полезного действия (КПД).

Создание низкопроизводительных электроцентробежных насосов для добычи нефти с высоким КПД занимает умы многих поколений ученых и производственников. В настоящее время проблема заново всплыла: ввиду наличия в стране большого фонда малодебитных наклонно-направленных скважин, эксплуатация которых штанговыми насосами затруднена, назрела необходимость в создании электроприводной центробежной насосной установки с номинальной производительностью до 25 м³/сут. Кроме того, работоспособных насосных установок для добычи нефти из глубоких скважин, кроме как УЭЦН, пока нет.

УЭЦН решает множество проблем, с которыми сталкиваются нефтяники в малодебитных скважинах: работа в средах с большим содержанием газа, мехпримесей, солей, а также возможность применения кратковременной эксплуатации скважин (КЭС). При непрерывной работе насоса, что характерно для УЭЦН, уменьшается негативное влияние каждого из этих факторов.

Основными преимуществами УЭЦН применительно к эксплуатации малодебитных скважин являются широкий модельный ряд и возможность создания высокой депрессии за счет высоких напоров и больших глубин спуска. Для части добывающего малодебитного фонда этот способ эксплуатации является практически безальтернативным. Поэтому попытка создания высокоэффективного ЭЦН низкой производительности – оправданный шаг. Однако ЭЦН низкой производительности имеет существенный недостаток, обусловленный конструктивной особенностью центробежных наосов, – это низкий гидравлический КПД, который отражается на общем КПД установки ЭЦН, понижая его значение.

Данная особенность ЭЦН впервые была отмечена в работе [2]. По заключению ее авторов, в области небольших подач КПД ЭЦН резко снижается. В дальнейшем к аналогичному выводу пришли авторы и других работ. В итоге малый КПД низкопроизводительных установок ЭЦН формирует высокие удельные энергозатраты, что приводит к снижению энергоэффективности их эксплуатации. Так, например, КПД УЭЦН5-15 одного из отечественных производителей равен 24 %, а УЭЦН5-50 того же завода – 48 % [3].

Если учесть, что в погружных системах порядка 80-90% потерь электроэнергии приходится на насос и двигатель, и остальная небольшая часть – на трансформатор, кабель и станцию управления (СУ), то становится очевидным - наибольший эффект экономии электроэнергии нужно искать, увеличив КПД насоса и электропривода [4].

Именно в направлении увеличения КПД проводились исследования энергоэффективности центробежных насосов. В результате установлено, что конструктивные изменения рабочих колес по повышению энергоэффективности насосов уступают технологическим методам. Наиболее ощутимые результаты дает применение вентильных двигателей, вытекающие из возможности регулировать обороты, уменьшать длину компоновки за счет повышения напорности ступеней и т. д.

Список литературы

1. ПономаревР.Н., Ишмурзин А.А., Ишмурзина Н.М.Влияние технологических факторов на аварийность установок погружных центробежных насосов. //Нефтяное хозяйство. -2006. - № 7. – С. 102 – 104.

2. Федотов К.В. Длинноходововой поршневой насос/ К.В.Федотов, Л.Н. Пелевин, З.А. Ростэ, Р.Я Нугаев – Уфа: Башкнигоиздат, 1967.

3. Гинзбург М. Энергоэффективные УЭЦН: причины прохладной встречи. «Нефтегазовая Вертикаль», #23-24/2015. с. 122-126.

4. Применение линейных погружных вентильных электродвигателей в установках добычи нефти для малодебитных скважин/ Валерий Калий к.т.н., ОАО ИЦ «Совтехэнерго» Григорий Попелнуха ОАО ПГ «Новик». «Нефтегазовая Вертикаль», пилотный номер 0 (№1 2014 г).

 

УДК 536.46

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: