Приемы насосов ð Прием – это то место, в котором жидкость проникает в УЭЦН
Приемы насосов ð Существует три типа приемных секций: ðСтандартный или сменный прием ðИнтегральный ð Изготовлен как часть насоса ðГазосепараторы
Приемы насосов Стандартные, сменные и интегральные приемы не отделяют газ. Некоторое отделение может произойти, но это будут только естественное отделение из-за того процента газа, который не вошел в прием вместе с остальной жидкостью. Интегральный прием Сменный прием
Стандартные приемы Приемы насоса могут быть конфигурации ARZ, что более предпочтительно, или стандартные. В приемах ARZ используются циркониевые подшипники для лучшей защиты от воздействия абразивов и поперечной вибрации. Это особенно важно около уплотнителя
Приемы насосов ARZ Инженеры компании REDA рекомендуют использование только приемов типа ARZ, так как надежность этой части насоса (особенно протектора) будет значительно увеличена большим сроком службы циркониевых подшипников. Приемы насоса ARZ присутствуют в сериях 338, 387, 400, 540, 562, и 675.
Приемы насосов Ø Приемы насосов существуют в различных комбинациях: сталь с повышенным содержанием углерода, легированная сталь Reda, монелевые и инконелевые валы, ARZ-SS и ARZ-ZS пары подшипников для всех серий насосов.
Static Gas Separators Сначала проекты газосепараторов основывались на увеличенном отделении газа, заставляя жидкость циркулировать в скважине. Отсюда и название этого типа газосепаратора – газосепаратор обратного потока. Так как такой тип газосепаратора не совершает никакой реальной «работы» с жидкостью, его также называют «статическим» газосепаратором.
Газосепаратор обратного потока (статический) Когда жидкость входит в газосепаратор, она вынуждается сменить направление. Некоторые пузырьки газа продолжают подниматься вместо того, чтобы повернуть, или поднимаются внутри газосепаратора, покидают обшивку и продолжают подниматься.
Прием/газосепаратор Статический/обратного потока газосепаратор • Жидкость идет вниз по щиту примерно под углом 60° • Жидкость будет повернута и захвачена насосом к заборной крыльчатке • Эффективен для отделения до 20% объема газа, содержащегося в производимой жидкости
REDA 65 GS Газосепаратор
Reverse Flow Type Gas Separator Отверстия, просверленные под углом Статический газосепаратор тип 65 газосепаратор тип RF
Прием насоса REDA для избежания попадания газа для отклоненных скважин
Прием насоса REDA для избежания попадания газа для отклоненных скважин
Прием насоса REDA для избежания попадания газа
Динамические газосепараторы ð Динамика определяется в словаре как ð “Движение, производящее силу” ð Что подразумевает, что этот тип газосепаратора использует силу
Dynamic Gas Separators Динамические газосепараторы передают энергию жидкости для того, чтобы отделить то нее газ. Самый первый газосепаратор назывался KGS (сокращенно от Кинетического газосепаратора или газосепаратора Кулибина). В этом проекте используется устройство для подачи жидкости под давлением и центрифуга для разделения газа и жидкости. Этот проект можно также назвать центробежным ротарным газосепаратором.
В скважинах с высоким газовым фактором ротарный газосепаратор REDA удаляет свободный газ из производимой дидкости. Выпуская этот газ в кольцо, сепаратор препятствует циркуляции, остановке из-за скопления газа и кавитации, результатом чего является стабильная нагрузка двигателя и долгий срок службы. Ротарный сепаратор использует центробежную силу для отделения свободного газа. Смесь жидкости и газа проходит в прием насоса и передвигается к шнековому индуктору. Здесь давление жидкости возрастает и она переходит в центрифугу, где и происходит сепарация. Жидкость выбрасывается из сепаратора на первую ступень насоса. Более легкий газ поднимается через разделитель потока и выпускается через кольцо. Для скважин с меньшим содержанием газа возможно использовать газосепаратор обратного потока или стандартный прием. Inducer
Динамические газосепараторы прошли процесс эволюции в фирме REDA и были разработаны новые более усовершенствованные модели. Первый динамический газосепаратор REDA KGS был представлен в 1982 и до настоящего времени претерпел множество модернизаций.
Динамические газосепараторы Проект роторного газосепаратора имеет такой же принцип действия, как и центробежный. У первой модели были «лопасти» центрифуги, совершающие 3500 оборотов в минуту, и считалось, что это способствовало прохождению тяжелой жидкости наружу, через переход, а затем вверх по насосу, в то время как легкая жидкость (газ) собирается в центре и выходит наружу через переход, затем через разгрузочные отверстия обратно в скважину.
Прием/газосепаратор Ротарный газосепаратор Жидкость входит через щит в индуктор Индуктор центрифугирует жидкость Тяжелая жидкость отбрасывается к обшивке, а легкий газ собирается вокруг вала Жидкость направляется в насос, а газ – обратно в кольцо Эффективность сепарции газа - до 60% от его общего объема
Динамические газосепараторы Технологии динамических газосепараторов KGS и RS большим шагом по направлению к улучшению эффективности газосепараторов, но у них есть ограничения. По причине большой массы газосепаратора, расположенного на длинном неподдерживаемом вале, часто происходили поломки подшипников.
Динамические газосепараторы Некоторые поломки подшипников происходили просто по той причине, что газ не является смазочным материалом. Циркониевые подшипники здесь принесли пользу. Некоторые поломки можно было приписать прямо абразивам. Также циркониевые подшипники увеличили срок службы первых газосепараторов.
Динамические газосепараторы Инженеры опередили, что данный проект не был достаточно надежным и требовал доработки. Проблема состояла в большой длине неподдерживаемого вала в области вращающейся массы с очень большой инерцией, которая может быть радиально неустойчива в самом механизме или во время его работы, так как он наполнен неоднородной жидкостью с различными относительными плотностями ее составляющих или в комбинации всех трех факторов.
Динамические газосепараторы *RS-ES Следующий шаг в эволюции динамического газосепаратора существенно снизил массу вращающегося элемента и уменьшил росстояние между радиальными подшипниками. Результат: сепаратор *RS-ES. Удаленная масса Подшипник ARZ L 1 Удаленная масса L 2 Подшипник ARZ
Динамические газосепараторы *RS-ES Большие вертикальные лопасти в старых моделях газосепараторов KGS/*RS на самом деле перемешивают уже разделенную жидкость. Это требует дополнительных энергозатрат и снижает эффективность сепарации. С технической точки зрения модель *RS-ES сделала ненужной существование сепараторов *RS.
Динамические газосепараторы *RS-ES Улучшенная стабильность ротарного сепаратора *RS-ES в настоящее время присутствует в конструкции с применением сплава Redalloy в насосах серии 387, 400 и 540 и является стандартной для большинства применений, в которых невозможно использование вихревых газосепараторов.
Динамический вихревой газосепаратор Самый последний и самый современный динамический газосепаратор, выпущенный фирмой Reda – это вихревой газосепаратор VGSA, в насосах серий 400 и 538. Этот динамический сепаратор прошел несколько лет тестирования и модернизации, что способствовало улучшенной эффективности и надежности.
Динамический вихревой газосепаратор S 20 -90 Отделяет фазы газа и DIFFUSE жидкости. Превращает скорость в давление выше R BYатмосферного. PASS Передает скорость смеси. PICKUP Начинает процесс IMPELLER сепарации (Vortex).
Динамический вихревой газосепаратор S 20 -90 - Системы подшипников Reda ARZ Система подачи жидкости под давлением
Динамический вихревой газосепаратор Разгрузочный переход Множественные вихревые генераторы Множественные подшипники ARZ, пропускающие жидкость Индукторы осевого потока
Вихревые газосепараторы § Вихревой газосепаратор в настоящее время имеется в насосах серий 400 и 538, VGSA D 20 -60 в 400 и VGSA S 20 -90 и S 70 -150 модели в 538. § VGSA включает соедующие признаки в своей стандартной комплектации: § § Сплав Редалой Вал из высокопрочного металла ARZ Отделка из монеля
Вихревые газосепараторы Тесты, проведенные в университете города Талса показали, что естественная сепарация газа может составлять до 60 %, а при помощи ротарного газосепаратора REDA сепарация повышается до 99 %. Эти тесты также указали на то, что все типы газосепараторов действительно имеют одни диапозоны потока при их эффективности и другие в тех случаех, когда они не эффективны. Результаты тестов совпадали с рекомендациями компании REDA.
Динамические газосепараторы Общий объем жидкости (нефть+вода+газ) должен быть в рамках рабочего диапозона подобранного для данного применения газосепаратора.
Эффективность газосепараторов Когда мы говорим о рабочих характеристиках газосепаратора, нас в первую очередь интересует то, насколько эффективно они справляются с газом. Отделенный газ Эффективность сепарации = Газ в наличии
Эффективность газосепараторов О рабочих характеристиках газосепараторов можно также говорить в рамках «процента всосанного газа» (GIP). Этот GIP просто обозначает эффективность сепарации. GIP определяет количество присутствующего свободного газа на приеме, который пройдет в насос. Обычно это количество включает также естественную сепарацию.
Эффективность газосепараторов Эффективность сепарации нелегко предугадать по причине наличия большого количества переменных величин. Только естественная сепарация может варьироваться от 5 % до 70 %, в зависимости от состава жидкости, ее скорости, структуры потока, размера оборудования и т. д.
Некоторые факторы, влияющие на естественную и механическую сепарацию. ð Компоненты углеводорода ð Размер обсадной колонны и оборудования ð % свободного газа от объема на приеме ð Давление и температура на приеме насоса ð Газожидкостный фактор ð Давление насыщения и т. д. ð Размер добычи ð Конструкция мезанического сепаратора ð Непроходимость оборудования (Y-Tool) ð частота ð Затрубное давление ð Конфигурация ствола скважины
Эффективность газосепараторов Обычно при оценке эффективности мы используем произвольное решение, основанное на опыте: Тип сепаратора Стандартный прием Эффективность сепарации 0 - 20 % Статический (обратного 25 - 50 % потока) Динамический 80 - 95 % (ротарный) газосепаратор Процент всосанного газа 80 - 100 % 50 - 75 % 5 - 20 %
Эффективность газосепаратора VGSA S 20 -90 серии 538
Эффективность газосепаратора VGSA S 70 -150 серии 538
Эффективность газосепаратора VGSA D 20 -60 серии 400 в % свободного газа от объема при проходе через насос после полной сепарации. 5% in to pump 10% in to pump 15% in to pump 20% 15% 5% 10%
Применение динамических газосепараторов ð С технической точки зрания, CRS-ES и DRS-ES сделали излишними CRS и DRS. VGSA D 20 -60 может принести выгоду более 1000 b/сут. Как указано на графике, производительность более 5500 b/сут. – это не очень хорошо. ð В применениях 7" и больше, VGSA S 20 -90 или VGSA S 70 -150 должны использоваться вместо GRS-ES серии 540 и устаревшие модели KGS и GRS, особенно в применениях с большим количеством абразивив. Лабораторные тестирования VGSA S 20 -90 предполагают эффективность около 100% в более
Применение динамических газосепараторов ð Модели вихревого газосепаратора VGSA S 20 -90 и VGSA 70 -150 в настоящее время используются только в серии 538 и модель VGSA D 20 -60 в серии 400. ð Стандартная конструкция включает: ð Сплав Редалой ðВал из высокопрочного металла 1. 187" серии 538 и вал из сплава инконель 875” для серии 400. ðARZ ðОтделка монелем.
Применение динамических газосепараторов ð Общий объем жидкости (нефть, вода и газ) должен быть в рамках разрешенного рабочего диапозона газосепаратора, выбранного для данного применения.
Разрешенные диапозоны притока (в b/сут общей жидкости при 60 Гц) MAX. RATE (EFFECTIVE) 338 Series ARS (338 Series) 2440 BPD TYPE 65 GS RF DRS, DRS-ES VGSA D 20 -60 400 Series 1750 BPD 2500 BPD MINIMUM MAX. RATE (PERMISSIBLE) RATE 250 BPD 4300 BPD 6000 BPD 4000 BPD 5500 BPD NA NA 500 BPD NA 513 / 538 Series 74 GS RF GRS, GRS-ES 3600 BPD 4800 BPD 7000 BPD VGSA S 20 -90 VGSA S 70 -150 9000 BPD 15000 BPD 9000 BPD 12000 BPD NA NA 1000 BPD NA NA
Применение динамических газосепараторов Очень редко можно что-то получить, ничего за это не отдав. Это также является правдой и для газосепараторов. Ротарные газосепараторы потребляют энергию, но они также совершают работу. Нужно рассматривать требования по мощности (ЛС) для работы газосепаратора при выборе двигателя УЭЦН.
Применение динамических газосепараторов ротарный сепаратор серия 338, ARS требуемая мощность (ЛС) при 60 Гц 1. 75 ЛС Серия 400, DRS 1. 25 ЛС Серия 400, VGSA D 20 -60 3. 0 ЛС Серия 540, GRS 7. 00 ЛС Серия 538 VGSA S 20 -90 VGSA S 70 -150 6. 0 ЛС 14. 0 ЛС
Когда использовать газосепаратор или REDA AGH % свободного газа от объема на входе в насос 20 -25 газ X 100 15 VAPOR+LIQUID 10 400 540 Серия насоса больше