Измерение технологических параметров длинноходовых глубинно-насосных установок

Эксплуатация электропривода компрессора глубинно-насосной установки в неисправном состоянии, при неисправных устройствах безопасности, а также при превышении предельно-допустимых предельных параметров запрещается.

Глубинно-насосная установка (а именно компрессор) должна соответствовать требованиям главы 7.3 ПУЭ, главе 3.4 ПЭЭП, а также ГОСТ Р 51330.0-99 и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных условиях.

Ремонт электрооборудования глубинно-насосной установки (компрессор) в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 следует проводить только при снятом напряжении при наличии наряда-допуска. Одновременно должны вывешиваться на устройства предупреждающие плакаты о том, что линия или участок обесточены и на них ведутся ремонтные работы.

К мероприятиям по технике безопасности при эксплуатации глубинно-насосной установки, используемой для добычи нефти путем закачки в затрубное пространство скважины азота, также относятся:

- средства защиты, приспособления и инструменты должны подвергаться осмотру и испытаниям в соответствии с ГОСТ 12.2.020-76;

- организация работ по технике безопасности должна соответствовать положению о системе управления охраной труда;

- в каждом транспортном средстве выездной бригады должны быть аптечки или сумки первой помощи с постоянным запасом медикаментов и медицинских средств. Персонал должен быть обеспечен спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с отраслевыми нормами.

Мероприятия по промышленной санитарии.

В задачи производственной санитарии входит разработка санитарно-гигиенических рекомендаций и устройств для защиты работающих от производственных опасностей и вредных производственных факторов.

Мероприятия по промышленной санитарии в зонах расположения глубинно-насосной установки, эксплуатируемой вышеописанным способом, включают в себя обязательную выдачу спецодежды, соответствующей времени года, ограничение работы во время сильного мороза, ветра или дождя. Спецодежда, спецобувь и предохранительные приспособления выдаются рабочим и инженерному персоналу бесплатно по отраслевым нормам.

Нормы производственного микроклимата должны соответствовать ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху санитарной зоны». Во всех случаях, когда в воздухе имеются вредные газы и пары в концентрациях, больше чем предельно допустимые санитарными нормами, применяют фильтрующие противогазы.

Мероприятия по пожарной безопасности.

Мероприятия разработаны в соответствии с нормативным документом ППБ-01-03 и в соответствии с ГОСТ 12.1.004-91 «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования».

К мероприятиям по обеспечению пожарной безопасности на устье нефтяной скважины, в затрубное пространство которой в процессе эксплуатации установки закачивается азот, относят следующие мероприятия:

- на устье нефтяной скважины строго запрещается пользоваться открытым огнем без специального разрешения. Огневые работы проводятся по специальному разрешению - наряду-допуску для проведения огневых работ при тщательной подготовке;

- для защиты оборудования, находящегося на устье нефтяной скважины, эксплуатируемой глубиннонасосной установкой, и персонала от опасных проявлений атмосферного электричества предусматривается устройство заземления в соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений и промышленных коммуникаций».

Взрывозащищенность глубинно-насосной установки для добычи нефти путем закачки газообразного азота в затрубное пространство скважин, должна обеспечиваться уровнем взрывозащиты «повышенная надежность против взрыва» и видом взрывозащиты - искробезопасная электрическая цепь ГОСТ Р 51330.10-99.

Электрооборудование глубинно-насосной установки, эксплуатируемой описанным выше способом, имеет маркировку взрывозащиты 2ExicIIBT3. Данное электрооборудование должно применяться во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок в соответствии с главой 7.3 ПУЭ и другими нормативными документами, регламентирующими применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

На устье нефтяной скважины запрещено:

- проводить газоопасные работы без выполнения всех подготовительных мероприятий и работ, предусмотренных нарядом - допуска и инструкциями по рабочим местам;

- работать в обуви со стальными подковами и не медным инструментом.

5.3 Расчет защитного заземления электродвигателя компрессора

Для обеспечения безопасного обслуживания электродвигателя компрессора, являющегося составной частью глубинно-насосной установки для добычи нефти путем закачки газообразного азота в затрубное пространство скважины, должно быть предусмотрено его защитное заземление.

Расчет защитного заземления имеет целью определить необходимое число вертикальных электродов при принятых их размерах и размещении на плане электроустановки (компрессора), длину соединительной полосы, исходя из условия, что общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не превысит допустимых ПУЭ значений. В таблице 5.2 представлены исходные данные для расчета защитного заземления глубинно-насосной установки.

Таблица 5.2 - Исходные данные для расчета защитного заземления установки

На рисунке 5.1 представлена схема защитного заземления компрессора в сети с изолированной нейтралью.

Допустимое нормативное сопротивление заземляющего устройства для электроустановки напряжением до 1 кВ сети с изолированной нейтралью: .

Удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов определяется по формуле

, (5.1)

где с_гр - удельное сопротивление грунта (для чернозема при 10-20% влажности с_гр = 20 Ом•м);

ш_в - коэффициент сезонности, учитывающий климатическую зону (ш_в = 1,6).

Рисунок 5.1 - Схема защитного заземления в сети с изолированной нейтралью: 1 - компрессор; 2 - заземлитель; 3 - заземляющий проводник; 4 - плавкие предохранители

Подставив значения в формулу (5.1), получим

. (5.2)

Удельное сопротивление грунта для горизонтальных электродов определяется по формуле

, (5.3)

где с_гр - удельное сопротивление грунта (для чернозема при 10-20% влажности с_гр = 20 Ом•м);

ш_г - коэффициент сезонности, учитывающий климатическую зону (ш_г = 4).

Подставив значения в формулу (5.3), получим

. (5.4)

Сопротивление одиночного заземлителя определяется по формуле

, (5.5)

где R₀ - cопротивление одиночного заземлителя, Ом;

- удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов, Ом•м;

l - длина вертикального заземлителя, м;

d - диаметр вертикального заземлителя, м.

Подставив значения в формулу (5.5), получим

. (5.6)

Необходимое количество вертикальных электродов определяется по формуле

, (5.7)

где n₁ - необходимое количество вертикальных электродов;

R₀ - сопротивление одиночного заземлителя, Ом;

R_з - допустимое нормативное сопротивление заземляющего устройства, Ом.

Из формулы (5.7) получаем

. (5.8)

Коэффициент использования вертикальных электродов для найденного количества вертикальных электродов, с учетом расположения электродов и отношения расстояния между электродами к их длине принимаем равным з_в = 0,83.

Сопротивление группы вертикальных электродов определяется по формуле

, (5.9)

где - сопротивление группы вертикальных электродов, Ом;

R₀ - сопротивление одиночного заземлителя, Ом;

n₁ - необходимое количество вертикальных электродов;

з_в - коэффициент использования вертикальных электродов.

Из формулы (5.9) получаем

(5.10)

Длина горизонтальной соединительной полосы для электродов, расположенных в ряд, определяется по формуле

, (5.11)

где L_n - длина горизонтальной соединительной полосы, м;

а - расстояние между вертикальными электродами, м;

n₁ - необходимое количество вертикальных электродов.

Из формулы (5.11) имеем

. (5.12)

Сопротивление растеканию тока соединительной полосы определяется по формуле

, (5.13)

где - сопротивление растеканию тока соединительной полосы, Ом;

- удельное сопротивление грунта для горизонтальных электродов, Ом•м;

L_n - длина горизонтальной соединительной полосы, м;

d - диаметр вертикального заземлителя, м.

Из формулы (5.13) имеем

. (5.14)

Коэффициент использования горизонтальной соединительной полосы при n₁ = 4 равен з_г = 0,8.

Сопротивление соединительной полосы определяется по формуле

, (5.15)

где R_n - сопротивление соединительной полосы, Ом;

- сопротивление растеканию тока соединительной полосы, Ом;

з_г - коэффициент использования горизонтальных электродов.

Из формулы (5.15) получаем

. (5.16)

Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства определяется по формуле

, (5.17)

где R_ЗУ - результирующее сопротивление растеканию тока, Ом;

- сопротивление группы вертикальных электродов, Ом;

R_n - сопротивление соединительной полосы, Ом;

Из формулы (5.17) имеем

. (5.18)

Сравним вычисленное значение сопротивления растеканию тока всего заземлявшего устройства с допустимой величиной R_з

R_зу < R_з,

2,5 Ом < 4 Ом.

Следовательно, необходимое число вертикальных электродов равно 4.

Заключение

нефть насосный электродвигатель компрессор

В данной дипломной работе приведено технологическое и техническое описание способа добычи нефти с помощью длинноходовой глубинно-насосной установки с цепным тяговым элементом. Проведен сравнительный анализ данного способа добычи нефти с уже существующими способами, основанными на применении поршневых устройств, опускаемых на забой скважины. Проведен анализ контролируемых технологических параметров установки, произведен выбор необходимых для работы установки технических средств автоматизации. Произведен расчет производительности данной установки при различных режимах эксплуатации и обоснована возможность эксплуатации соседних скважин с разными дебитами при одинаковом ходе плунжера.

Внедрение длинноходовых глубинно-насосных установок позволит заменить устаревшие ШСНУ, потребляющие огромное количество электроэнергии и требующие постоянного ремонта, а также газлифтный способ подъема жидкости на поверхность, имеющий низкий коэффициент полезного действия, связанный с расходом большого количество газа. Также внедрение длинноходовых глубинно-насосных установок позволит значительно снизить себестоимость добываемой нефти, позволит эксплуатировать несколько скважин одной установкой и добывать нефть из наклонно-направленных скважин.

Таким образом, на современном этапе развития нефтяной промышленности является целесообразным применять данные глубинно-насосные установки. Главная задача инженера по автоматизации при внедрении данных глубинно-насосных установок - разработка системы автоматического управления установкой, разработка алгоритма ее работы, а также выбор необходимых технических средств автоматизации.

Список использованных источников

1. Храмов Р.А. Длинноходовые насосные установки для добычи нефти. - М.: Недра, 1996. - 208 с.: ил.

2. Патент России № 2103550. Скважинная насосная установка / Р.А. Храмов // Бюллетень изобретений. - 1998. - № 3.

3. Храмов Р.А. Длинноходовая скважинная насосная установка / Р.А. Храмов, В.Д. Сытник, Л.Т. Дытюк, В.И. Зеленин, А.В. Бондаренко // Прогрессивные технологии в добыче нефти: Сб. науч. тр. - Уфа, 2000.

4. Патент России № 2066790. Длинноходовая глубиннонасосная установка / В.К. Загорский, В.С. Гриб // Бюллетень изобретений. - 1996. - № 26.

5. Патент России № 2125185. Длинноходовая глубиннонасосная установка / В.С. Гриб, Б.М. Густов, П.К. Васильев // Бюллетень изобретений. - 1999. - № 2.

6. Гриб В.С. Контроль и автоматизация длинноходовых глубиннонасосных установок: Учеб. Пособие. - Уфа: изд-во УГНТУ, 1999. - 86 с.

7. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества вещества. - Санкт-Петербург: Политехника, 2002. - 410 с.

8. Гриб В.С. Автоматизация производственных процессов объектов нефтедобычи / В.С. Гриб, О.Н. Вещев - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1983. - 84 с.

9. ГОСТ 12.0.003-80. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - Введ. 01.01.1976. - М.: Госстандарт, 2002. - 4 с.

10. ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. - Введ. 01.07.1992. - М.: Госстандарт, 2000. - 6 с.

11. Гилязов А.А. Электробезопасность в электроустановках напряжением до 1000 В. - Уфа: изд-во УГНТУ, 2006. - 20 с.

Приложение А

Перечень демонстрационных листов

1. Титульный лист.

2. Цель и задачи ВКР.

3. Принципиальная схема длинноходовой глубинно-насосной установки с цепным тяговым элементом.

4. Функциональная схема автоматизации длинноходовой глубинно-насосной установки с цепным тяговым элементом.

5. Тензодатчики для измерения усилий в цепном тяговом элементе.

6. Расчет производительности ДГУ.

7. Производительность одного насоса.

8. Производительности установки для двух скважин с одинаковыми дебитами.

9. Определение длины хода плунжера для заданного дебита.

10. Эксплуатация соседних скважин с сильно различающимися дебитами.

11. Эксплуатация соседних скважин с мало различающимися дебитами.

12. Максимальная разница производительностей соседних скважин.

13. Производительность установки с паузой в цикле работы.

14. Производительность установки с учетом скорости притока жидкости в трубы.

15. Выводы.

Размещено на Allbest.ru