Минимально допустимая рабочая частота двигателя
| Ндин, м | Напор УЭЦН по паспорту, м | |||||||||
| Расчетный напор УЭЦН, м | ||||||||||
| 24,2 | 23,9 | 23,5 | 23,2 | 22,9 | 22,6 | 22,3 | 21,8 | 21,3 | ||
| 27,1 | 26,7 | 26,3 | 25,9 | 25,6 | 25,3 | 24,6 | 24,3 | 23,8 | ||
| 29,7 | 29,2 | 28,8 | 28,4 | 27,7 | 27,3 | 26,7 | 26,1 | |||
| 31,6 | 31,1 | 30,7 | 30,3 | 29,9 | 29,5 | 29,2 | 28,8 | 28,2 | ||
| 34,2 | 33,8 | 33,3 | 32,8 | 32,4 | 31,6 | 31,2 | 30,8 | 30,1 | ||
| 36,3 | 35,8 | 35,3 | 34,8 | 34,4 | 33,9 | 33,5 | 33,1 | 32,7 | 31,9 | |
| 38,3 | 37,7 | 37,2 | 36,7 | 36,2 | 35,8 | 35,3 | 34,9 | 34,5 | 33,7 | |
| 40,3 | 39,6 | 39,0 | 38,5 | 37,5 | 36,6 | 36,1 | 35,3 | |||
| 42,3 | 41,4 | 40,8 | 40,2 | 39,7 | 39,2 | 38,7 | 38,2 | 37,7 | 36,9 | |
| 43,7 | 42,4 | 41,9 | 41,3 | 40,8 | 40,3 | 39,8 | 39,3 | 38,4 | ||
| 45,3 | 44,7 | 43,5 | 42,9 | 42,3 | 41,8 | 41,3 | 40,8 | 39,8 | ||
| 46,9 | 46,3 | 45,6 | 44,4 | 43,8 | 43,3 | 42,7 | 42,2 | 41,2 | ||
| 48,5 | 47,8 | 47,1 | 46,4 | 45,8 | 45,2 | 44,7 | 44,1 | 43,6 | 42,6 | |
| 49,3 | 48,5 | 47,9 | 47,2 | 46,6 | 45,5 | 44,9 | 43,9 |
| Подключение погружного кабеля производится при отключенном частотном преобразователе. Включение частотного преобразователя без заземления запрещается. При работе частотного преобразователя не электротехническому персоналу запрещается открывать двери шкафа управления, нагрузочного фильтра и крышки трансформатора. Используемая литература: 1. «Speedstar2000» operating manual VSD 2. Инструкция по выводу на режим скважин при помощи частотно-регулируемых приводов, г. Стрежевой. 2002 г. 3. Инструкция по выводу на режим скважин при по мощи частотно-регулируемых приводов. 4. Станция управления электродвигателями погружных насосов серии "Электон-05", Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЦТКД 016 ТО. 5. Станция управления электродвигателями погружных насосов серии "Электон-05", Технические условия ТУ 3416-003-43174012-2001. 6. В.Н. Ивановский и др.. Оборудование для добычи нефти и газа. М: ГУП Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина,Ч.1, 2002 г. Дополнения: - Рекомендуется устанавливать на подвеску НКТ обратные клапана конструкции, исключающей слив жидкости при остановках. - Контрольное определение уровня содержания мех-примесей выполняется не менее чем по трем пробам. - Перед проведением запуска насоса необходимо убедиться в отсутствии плановых отключений электроэнергии в день запуска, во избежание осложнений при остановках УЭЦН. | Планируя выполнение работы с УЭЦН на разных частотах необходимо учитывать, что при изменении частоты изменяются параметры работы погружного насоса (закон «подобия»), а именно: · производительность насоса ЭЦН - изменяется линейно (прямо пропорционально изменению частоты): Q=Q50*F/50, где Q - расчетная подача: Q50 - подача при 50 Гц; F - расчетная частота. · напор насоса ЭЦН - изменяется в квадратичной зависимости (относительно изменения частоты); H=H50*(F/50)2, где Н - расчетный напор; Н50 - напор при 50 Гц. · потребляемая насосом ЭЦН мощность- изменяется в кубической зависимости (относительно изменения частоты): N=N50*(F/50)3, где N - расчетная мощность: N50 - мощность при 50 Гц. · мощность двигателя ПЭД - изменяется линейно (прямо пропорционально изменению частоты). |
| Перед запуском УЭЦН технолог ЦДНГ составляет технологическую программу вывода скважины на режим, где указывает: - начальную частоту запуска; - параметры набора частоты; - максимальную рабочую частоту. При определении программы вывода на режим с помощью частотного привода необходимо принять во внимание информацию о предшествующей работе данной скважины (причины отказов погружного оборудования, наработки, осложнения). При определении частоты, с которой необходимо запускать УЭЦН, необходимо учитывать статический уровень жидкости в скважине и определить минимальную рабочую частоту исходя из максимально развиваемого напора установки на данной частоте. При низком значении уровня в скважине запуск на минимальной частоте может не обеспечить подачу ЭЦН продукции на поверхность. При запуске УЭЦН необходимо контролировать рабочий ток, который должен быть не выше 80-85% от номинального тока, а в исключительном случае равным номинальному току. Для подтверждения герметичности НКТ необходимо: - опрессовать насосно-компрессорные трубы на давление не более 60 атм. Для этого, исходя из уровня жидкости в скважине, надо рассчитать необходимую частоту для проведения опрессовки по формуле: | 6.6. Заключительные работы. Вывод на режим рекомендуется продолжать не менее 7 суток. Это позволит снизить вынос КВЧ. При достижении частоты 50 гц и стабилизации динамического уровня отработать до перевода на станцию управления 6-12 час. Скважина считается выведенной в постоянный режим если: - Ндин. не меняется в течение часа ± 50 м; - замер дебита скважины соответствует напорной ха-рактеристике насоса; Произвести замер дебита, перевести на станцию управления (с контролем правильности вращения), оформить вывод в режим заполнением эксплуатационного паспорта. 6.7. Техника безопасности. К выводу скважин на режим станциями управления с частотным регулированием допускается персонал, специально обученный согласно утвержденной программе и прошедший проверку знаний. К работам по подключению-отключению силовых и погружных кабелей, обслуживанию станций, а также производству элек-троизмерений допускается обученный работам с частотными преобразователями электротехнический персонал не моложе 18 лет, имеющий группу по элект-робезопасности не ниже IV. После измерения сопроти-вления изоляция системы «кабель-ПЭД» снять остаточный заряд со всех жил кабеля. |
| 6.5. Осложнения при выводе на режим. В случае осложнений в процессе вывода скважин на режим сообщить в технологическую службу УНП, ЦНИПР и мастеру ЦП ЭПУ. Дальнейшие работы производятся в присутствии ИТР УНП, ЦНИПР и ЦП ЭПУ. Для определения причин, приведших к возникновению осложнений при работе с УЭЦН, рекомендуется использовать возможность считывания информации о работе станции «Электон-05» с помощью регистратора БСИ-02 или ноутбука (хронология событий). Информационную распечатку приложить к выводному листу и провести анализ вывода установки на режим. При остановке частотного преобразователя по перегрузу ("АВАРИЯ 05") и последующем не запуске, произвести повторную попытку не ранее, чем через 30 мин. (при негерметичности обратного клапана на НКТ возможен слив и турбинное вращение установки). В случае не запуска выключить частотный преобразователь, отключить от трансформатора погружной кабель, измерить сопротивление изоляции «кабель – ПЭД» от частотного преобразователя до соединительной коробки и от соединительной коробки до установки. При сопро-тивлении изоляции не менее 5 МОм выполнить пробный запуск частотного преобразователя без нагрузки, вхолос-тую (проверка работоспособности СУ). Подключить пог-ружной кабель, соблюдая фазировку кабеля. В случае заклинивания (установка не разворачивается) произвести промывку. Способ промывки определяется исходя из УЭЦН или отсутствия обратного клапана на НКТ, наличия циркуляции. Работы по расклиниванию УЭЦН должны проводиться в соответствии с требованиями «Регламента на запуск и обслуживание скважин, оборудованных УЭЦН». | F= 50 60 10 + H УЭЦН ; (Гц) НДИН где Нуэцн - максимальный напор развиваемый УЭЦН на данной частоте (по напорной характеристике УЭЦН), [м]; Ндин. - уровень жидкости в скважине, [м]. · установить расчетную частоту в зависимости от уровня жидкости в затрубье скважины; · произвести опрессовку изафиксировать Рмах (максимально развиваемое давление при опрессовке), скорость нарастания давления, удерживая Рмах, в течение 30 сек; · произвести смену вращения ПЭД; · сравнить Рмах и скорости их нарастания. Наибольшее значение давления определяет правильное вращение УЭЦН. В случае не достижения Рмах - 54-60 атм на обоих направлениях вращения - решение о даль-нейших работах на данной скважине принимает ведущий технолог ЦДНГ. Основной порядок и технология вывода на режим скважины, оборудованной частотным приводом, не отличается от технологии вывода скважины с УЭЦН работающей от СУ (на промышленной частоте), которая приведена выше. После вывода скважины на режим с помощью частотного привода и достижения промышленной частоты (50 Гц) ведущим технологом ЦДНГ по согласованию с начальником ПТО ОАО «ННП» принимается |
| решение о дальнейшем повышении частоты и эксплуатации УЭЦН на повышенной частоте (>50 Гц при работе погружного оборудования от СУ с контактором. Работу с частотно регулируемым приводом не-обходимо осуществлять в соответствии с техническими требованиями по эксплуатации частотного преобразователя персоналом, прошедшим обучение работе с дан-ным оборудованием. 4. Эксплуатация скважин оборудованных УЭЦН с частотно-регулируемым приводом. Эксплуатация УЭЦН с помощью частотно-регулируемого привода позволяет преследовать следующие цели: - достижение максимального дебита скважины за счет оптимизации работы погружного оборудования; - принятие решения о дальнейшей оптимизации скважин за счет пуска большего типоразмера УЭЦН (если при достижении максимальной частоты не выбран потенциал скважины); - сохранить работоспособность погружного оборудо-вания. При повышении частоты питающего напряжения необходимо учитывать зависимости изменения параметров погружного оборудования (закон подобия). Ограни-чивающими факторами при повышении частоты являются: - запас мощности погружного двигателя - при повышении частоты мощность изменяется линейно, в то время, когда потребляемая насосом мощность изменяется с кубической зависимости, и наступает момент, когда двигатель не сможет выдать необходимую насосу мощность (вырастет ток и произойдет остановка по перегрузу); | (объёмным расходом) жидкости из затрубного пространства, определяемым по Приложению 7. 6.При довыводах скважин периодичность измерения Ндин и Qж должна составлять не менее 3-х раз в сутки. 7.После откачки и визуального определения отсутствия в продукции скважины жидкости глушения произвести отбор пробы на КВЧ. Последующие отборы проб производить через 12 часов, при необходимости - чаще. Результаты заносятся в выводной лист УЭЦН. 8.По результатам анализов, при стабилизации концентрации или снижения КВЧ, начать увеличение частоты вращения ЭЦН. После достижения заданной частоты, отбирается проба на мех.примеси с последующим отбором проб через каждые 12 часов до стабилизации значения или тенденции к снижению величины КВЧ. При этом: контролировать соответствие напорной характеристики динамическому уровню, не допускать срыва по напору, при необходимости поднять частоту на 1-2 Гц. За счёт изменения частоты вращения электропривода необходимо добиться равенства объемов откачиваемой жидкости УЭЦН и притока жидкости в скважину из пласта. 10. Скважина считается выведенной на режим, если по ней установился постоянный дебит и результаты 3-х измерений Ндин, выполненные с интервалом в 0,5 часа постоянны. |
| 3. Периодичность замера динамического уровня зависит от типоразмера применяемого насоса: для ЭЦН 20-80 – Ндин замеряется через 2 часа; ЭЦН-125 и ЭЦН-200 – через 30 минут; ЭЦН-250 – 20 минут; для ЭЦН-360 и выше – 15 минут. 4. При достижении предельно допустимого значения Ндин скважина останавливается на приток. В конце цикла, для исключения падения уровня ниже критических значений, частоту замеров Ндин необходимо увеличить. 5. Установку необходимо отключать на 30 минут для охлаждения ЭЦН в зависимости от применяемого типоразмера: ЭЦН-20 через 2 часа работы, ЭЦН 50-80 через 1час. При достаточном (более 50% номинальной производительности ЭЦН) притоке из пласта дальнейший вывод на режим производить без остановки на охлаждение. Высокопроизводительные установки, начиная с ЭЦН-125, а так же на скважинах после ГРП (или на скважинах где отмечались отказы по причине засорения рабочих органов ЭЦН пропантом) допускается выводить на режим без остановки на охлаждение при притоке из пласта более 50% от номинальной производительности. 6. Замер подачи УЭЦН осуществляется на ГЗУ «Спутник» в начале цикла откачки, в середине и в конце цикла. Минимальное время замера 30 минут. Оценка величины потока охлаждающего ПЭД, равного притоку из пласта, определяется как разность между общим замером по ГЗУ «Спутник» и темпом откачки | - запас мощности ТМПН - может наступить, когда ТМПН не сможет выдать необходимую мощ-ность ПЭД, или работать «на пределе», что приводит к перегреву обмоток ТМПН и выходу его из строя (запас по мощности ТМПН должен быть 1,5 - 2.0); - прочность валов погружной системы - при повышении частоты растет нагрузка на вал (т.к. меняется напор, производительность, и момент сопро-тивления вращению вала) и, выбрав погружной двига-тель с большим запасом по мощности имеется риск скручивания вала, особенно при наличии в перека-чиваемой жидкости механических примесей (эффект подклинивания); - глубина спуска УЭЦН - при повышении частоты в квадратичной зависимости увеличивается напор насоса и существует риск, что напор может превысить глубину спуска УЭЦН и произойдет остановка по недогрузу (когда насос откачает всю жидкость до приема насоса и перейдет в режим холостого хода). При понижении частоты ограничивающими фак-торами являются: - напор насоса - при снижении частоты напор на-соса ЭЦН снижается в квадратичной зависимости и может произойти момент, когда энергии насоса (напора) не хватит, чтобы поднять столб жидкости с дина-мического уровня и произойдет срыв подачи и оста-новка УЭЦН от срабатывания защиты по недогрузу (ЗСП). |
Учитывая ограничивающие факторы при повышении частоты, максимальной частотой для работы с УЭЦН считать частоту, при которой рабочий ток не превышает номинальные значения. В других случаях, максимальной частотой для погружных систем считать:
- для УЭЦН отечественного производства - 60 Гц;
- для УЭЦН импортного производства - 70 Гц. До принятия решения по «раскрутке» скважин необходимо оценить следующие критерии:
- максимально возможные токовые нагрузки на наземное электрооборудование;
- максимально возможные нагрузки на автомат в трансформаторной подстанции;
- сечение силового кабеля по стороне 0,4 кВ для работы с необходимыми нагрузками;
- текущую и ожидаемую загрузку трансформатор ной подстанции 35/6 кВ:
- текущую и ожидаемую загрузку кустовой трансформаторной подстанции КТПГГН 6/0.4 кВ;
- столб жидкости над приемом насоса должен быть достаточным для обеспечения работы УЭЦН без срыва подачи;
- при наличии погружного датчика на УЭЦН условный столб жидкости над приемом насоса (глубина погружения) можно рассчитать но формуле:
| работы пласта, поскольку зависит от динамического уровня и обусловлен скоростью разгазирования жидкости в затрубном пространстве. Данные замеров уровня, давления, тока и изменения частоты заносить в выводную карту. Если по результатам демонтажа предшествующей установки обнаружено наличие мехпримесей, не вращаются валы секций насоса, следовательно, вывод на режим следует начинать с минимально допустимой частоты (40 Гц для отечественных ПЭД 35-37 Гц для импортного УЭЦН). Основная задача состоит в предотвращении перегрева ПЭД, удлинителя кабеля и обеспечении отключения УЭЦН при снижении динамического уровня до критического значения с учётом освоения скважины. С этой целью: 1. Перед началом вывода скважины на режим, необходимо изучить историю работы скважины. 2. После запуска УЭЦН осуществляется регулярный контроль над величиной подачи из скважины и темпом снижения динамического уровня. Запас динамического уровня над глубиной спуска УЭЦН не должен быть меньше 300 м. При этом замер дебита жидкости должен составлять не менее половины номинальной произ-водительности УЭЦН. Соответственно токовые нагрузки должны находиться в рабочей зоне (не менее тока холостого хода и не более номинала). |
| После появления подачи спрессовать лифт на давление не более 60 атм, (если потребуется, поднять частоту для опрессовки). На устье буферной задвижкой создать перепад давления 2-4 атм, и сменить направление вращения ПЭД. При правильном вращении давление опрессовки будет выше. Заполнить соответствующие разделы эксплуатационного паспорта. 6.4. Вывод на режим. Перед запуском установки технологическая служба совместно с технологом ЭМЦ составляет план вывода скважины. При выводе на режим учитывается - первая ли установка после ГРП, наработка и причины отказов предыдущих УЭЦН. Если имело место плавление удлинителя, R=0 (кабеля или двигателя), предположительно, причиной отказа могла служить длительная работа без охлаждения или срыв по напору, т.е. работа без подачи. В случае интенсивной откачки на минимальной частоте, снижения динамического уровня до напорной харак-теристики на данной частоте, допускается увеличение частоты на 2 Гц (возможно применение штуцера не менее 4 мм. в данном случае необходимо проводить замер дебита скважины). Время непрерывной работы установки в этом случае не должно превышать 0,5 часа (для электродвигателей мощностью свыше 45 кВт), с последующей остановкой УЭЦН на охлаждение не менее 1 часа, с отслеживанием притока. Замеры изменения динамического уровня скважины, пласт которой не заработал, производить через 15 мин, для остальных через 1 ч. Рост затрубного давления является косвенным показателем | где, Рдатч - давление на приеме насоса по показаниям датчика, атм.; Рзатр - затрубное давление, атм.; Рнефти ~ плотность пластовой нефти. - при отсутствии погружного датчика на УЭЦН условный столб жидкости над приемом насоса можно рассчитать по формуле: Нпогр = Lспуска - Ндин ; где, Lспуска - глубина спуска насоса, метров; Ндин - динамический уровень в скважине, метров. - содержание механических примесей в перекачиваемой жидкости при работе на повышенных частотах не должно превышать: vдля УЭЦН в износостойком исполнении - 500 мг/л; v для УЭЦН в обычном исполнении - 100 мг/л; - режим работы УЭЦН по токовым характеристикам должен быть стабильным (отсутствие скачков тока характерных подклиниванию насоса или прорывам газа). - уровень токовых нагрузок УЭЦН не должен превышать значение уставки защиты по перегрузу (ЗП). В этом случае необходимо выполнить оптимизацию выходного напряжения на повышающем трансформаторе (подобрать оптимальное напряжение, при котором значение тока минимально). |
| Напряжение на трансформаторе должно быть рассчитано исходя из напряжения, необходимого для двигателя и потерь напряжения в кабельной линии, относительно глубины спуска УЭЦН и компенсации падения напряжения в сети. При оптимизации скважин выделяются следующие технологические фазы: - Разгон - работа УЭЦН по определенной программе в сторону увеличения рабочей частоты; - Отработка - временное прекращение разгона при достижении определенной частоты для снятия контрольных параметров (замеры дебита и КВЧ производить в период после непрерывной отработки в период от 6 до 12 часов); - Стабилизация - прекращение разгона на опреде-ленном уровне при ухудшении режима работы или вы носе КВЧ до возвращения параметров в нормальный режим; - Оптимальный режим - режим, при котором достигнут оптимальный режим по дебиту и частоте; - Отход - снижение рабочей частоты ниже ранее достигнутой, вследствие остановок УЭЦН по срабатыванию защит, резкого ухудшения режима работы или залповом выносе КВЧ. Темпы разгона обозначить следующими условиями: - Нормальный разгон - программа разгона 0.1/3600 (2ГЦ в сутки); Критерии применения: v режим работы УЭЦН стабильный (токовые нагрузки ровные); v давление на приеме насоса более 40 атм.; | ток (рабочий, холостого хода), глубина спуска: сечение и длина погружного кабеля для расчета подаваемого на электродвигатель напряжения с учетом потерь. Ввести необходимые параметры в интерфейс преобразователя: № куста, № скважины, настроить защиты от недогруза, перегруза, время срабатывания защит, автозапуск, напряжение отпайки. Ввести параметры разгона привода (10 сек). Выбрать по табличке необходимую отпайку трансформатора и установить номер анцапфы трансформатора. Произвести запуск ЧП на частоте 50 гц без нагрузки, замерить выходное напряжение трансформатора с применением высоковольтного фильтра и прибора «Fluce». Убедиться в том, что выходное напряжение достаточно для питания ПЭД. При необходимости изменить отпайку. Подключить погружной кабель ПЭД на зажимы ТМПН. Броню кабеля закрепить под болт заземления. Закрыть крышку трансформатора 6.3. Запуск УЭЦН, вызов подачи. Пробный запуск установки в работу производится в присутствии мастера по выводу скважин, специалиста ЭПУС, технолога ЦДНГ или супервайзера по УЭЦН Запуск УЭЦН производится на fmin=40 гц для отечественных УЭЦН и 35 гц для импортного УЭЦН , однако, это является минимально допустимой частотой. Следует учитывать статический уровень жидкости в скважине и определить рабочую частоту по таблице (приложение), исходя из фактического напора установка на данной частоте. |