Кустовые насосные станции (КНС)

Основной задачей КНС является нагнетание воды в продуктивные неф­тяные пласты для поддержания или создания необходимых пластовых давлений, установленных технологической схемой разработки месторож­дений. Насосные станции в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на блочные кустовые (БКНС), оборудование которых мон­тируют в специальных блок-боксах на заводах-изготовителях, и кустовые (КНС), технологическое оборудование которых монтируют в капитальных сооружениях.

В состав БКНС входят насосные блоки двух видов: НБ-1 (крайний насо­сный блок) и НБ-2 (средний насосный блок). Блок НБ-1 обязателен, неза­висимо от числа насосных агрегатов в составе БКНС. Различие этих блоков состоит в исполнении их укрытия.

Приемная линия насосного агрегата оборудуется сетчатым фильтром и ручной задвижкой типа ЗКЛ2, нагнетательная линия – обратным клапаном и электроприводной задвижкой типа В-403.

Блок напорной гребенки (БГ), предназначенный для учета и распреде­ления поступающей от насоса ПК по напорным трубопроводам, размеща­ют в отдельном цельнометаллическом боксе на расстоянии не менее чем 10 м от остальных блоков. Включает в себя: распределительный коллектор, коллектор обратной промывки, пункт управления, расходомер с сужающим устройством, запорный вентиль, вентилятор, площадку для обслуживания, электропечь.

Работа станции происходит следующим образом. Технологическая вода поступает на вход центробежного насоса ЦНС-180. От насоса по напорному

трубопроводу вода подается в блок-гребенку (БГ), где по системе высокона­порных водоводов направляется к нагнетательным скважинам.

К кустовым насосным станциям (КНС) подключается до нескольких десятков нагнетательных скважин.

При использовании вод альб-сеноманского горизонта с содержанием попутного газа в воде до 1,0–1,5 м³/м³ при КНС (БКНС) строится узел сепарации газа с 2–4 емкостями (сепараторами) объемом по 50 м³, смон­тированными на металлической эстакаде на высоте от 6 до 10 м от уровня земли. Сепараторы обвязываются для обеспечения параллельной работы.

Рис. 3. Типовая технологическая схема БКНС:

1, 2, 7 – шкафы (соответственно) трансформаторные, вводы кабеля и управления

дренажными насосами; 3 – станция управления; 4 – распределительное устройство

низковольтное; 5, 6 – щиты: приборный и общестанционный;

8, 13, 23 – насосы 1СЦВ, ЦНС 180; 9, 11, 21 – клапаны (соответственно) подъемный

и обратный; 10, 14, 26, 28 – вентили (соответственно) запорный, электромагнитный,

регулирующий, угловой; 12, 14, 16, 17, 20 – задвижки ЗКЛ к электроприводная;

15 – фильтр; 18 – маслоохладитель; 22 – бак масляный; 24 – муфта зубчатая;

25 – электродвигатель; 27 – диафрагма; I – насосные блоки; II – блок дренажных

насосов; III – блок низковольтной аппаратуры и управления; IV – блок напорных

гребенок; V – распределительное устройство РУ-6(10) кВ; VI – трансформаторная

комплектная подстанция КТПН 66-160/6КК; VII – резервуар сточных вод

Пресная вода с водозаборов и очищенные нефтепромысловые сточ­ные воды с УПСВ ДНС или УПН по низконапорным водоводам поступают на площадку КНС (БКНС) во всасывающий коллектор.

БКНС состоит из следующих блоков:

1) насосный блок (количество: от 1 до 4);

2) блок низковольтной аппаратуры (количество: 1);

3) блок напорной гребенки (количество: 1 или 2);

4) блок дренажных насосов (количество: 1);

5) блок распределительного устройства РУ (количество: 1);

6) резервуар сточных вод (количество: 0 или 1).

Насосный блок предназначен для подачи воды под давлением в на­порную линию системы ППД. Используются многоступенчатые секционные центробежные насосы типа ЦНС-180, 240 или ЦНС-300, 630 с приводом от синхронных электродвигателей серии СТД со статическим возбуждением или от асинхронных электродвигателей серии АРМ.

Насосный блок состоит из следующих элементов:

– центробежного насоса ЦНС-180-1900 (1422);

– электродвигателя СТД-1600 (1250);

– маслоустановки насосного агрегата;

– поста местного управления насосным агрегатом с кнопкой аварийной остановки;

– трубопроводов технологической воды и подпора сальников;

– дренажных трубопроводов;

– короба и трубы электропроводов;

– запорно-регулирующей арматуры;

– осевого вентилятора с электроприводом.

На приемной линии насоса установлены сетчатый фильтр и задвижка с ручным управлением типа ЗКЛ2-150-16, на нагнетательной – обратный клапан и электроприводная задвижка.

На манометровой колонке размещены приборы местного контроля давления:

– воды на приеме основного насоса;

– воды на выкиде основного насоса;

– воды в системе разгрузки сальников;

– воды в маслоохладителе маслостанции;

– масла в начале линии маслосистемы;

– масла в конце линии маслосистемы.

Блок низковольтной аппаратуры предназначен для размещения электротехнического оборудования, приема и распределения элек­троэнергии напряжением 380/220 В, размещения средств КИПиА и аварийно-предупредительной сигнализации. Блок разделен на две секции контроля и управления насосной станцией и низковольтной аппаратурой.

Блок напорной гребенки КНС предназначен для распределения воды по напорным трубопроводам системы ППД, учета ее количества и реги­страции давления. В блок-гребенке (БГ) размещены распределительный коллектор и водоводы для распределения воды, трубопровод разгрузки

буферного давления и сброса воды, поступающей от скважин при пре­кращении закачки. Для замера закачиваемой воды водоводы оснащены приборами типа СВУ.

Система смазки насосного агрегата обеспечивает смазывание и охлаждение подшипников скольжения насоса и приводного электродви­гателя СТД.

Система смазки насосных агрегатов – индивидуальная. Маслостанция состоит из рабочего насоса Ш5-25-3,б/4 подачей 3,6 м³/ч с давлением нагнетания 0,4 МПа, установленного на маслобаке с приводом от электро­двигателя АОЛ2-31-4 масляного бака БМ-0,32 объемом 0,36 м³ маслоох­ладителя МХ-4 с поверхностью охлаждения 4 м² и расходом охлаждающей воды 6 м³/ч, двойного масляного фильтра ФДМ-32 с поверхностью филь­трации 0,13 м², предохранительного клапана и запорной арматуры. Приме­няются также системы с воздушным охлаждением масла. Для смазывания подшипников используют масла турбинное Тп22 и ТЗО и индустриальное И20А, И25А, а для зубчатых муфт насосных агрегатов – консистентную смазку (Литая М или ЦИАТИМ-221).

КНС в капитальных сооружениях от БКНС отличается только тем, что вышеуказанное оборудование монтируется в здании каркасно-панельного исполнения и монтируется дополнительно кран-балка для выполнения погрузочно-разгрузочных работ при замене насосов ЦНС-180, электро­двигателей типа СТД и другого оборудования. КНС состоит из трех по­мещений.

1. Машинный зал, где монтируются основные насосные агрегаты, технологические трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, на­порная гребенка, дренажная система, система смазки насосных агрега­тов, посты местного управления насосными агрегатами, короба и трубы электропроводов.

2. Операторная, где монтируется низковольтная аппаратура конт­роля и управления насосной станцией (щиты ЩШ-ЗД и приборные щиты автоматического контроля, защиты и сигнализации насосных агрегатов).

3. Помещение РУ-6КВ, где монтируется высоковольтная аппаратура напряжением до 6 кВ, щит станции управления (ЩСУ) и вспомогательное оборудование дежурного электрического отопления.

На отдельных месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» применяют высоконапорные установки ЭЦН для поддержания пластового давления в начальной стадии разработки новых нефтяных месторождений (до ввода в эксплуатацию КНС) и на месторождениях (отдельных площадях), где сум­марный объем закачки воды не превышает 2 500 м³/сут, т.е. строительство КНС экономически нецелесообразно.

Схема закачки в данном случае предусматривается как «скважина – скважина», то есть вода сеноманской скважины без предварительной подготовки посредством высоконапорных погружных насосов подается по системе водоводов в скважины системы ППД. Количество скважин, подключаемых на одну высоконапорную установку, определяется произ­водительностью насоса и приемистостью скважин.

Преимуществами применения высоконапорных погружных насосов в системе ППД являются:

– снижение металлоемкости оборудования, т.к. отпадает необходи­мость строительства высоконапорных водоводов между кустами скважин. На кустовой площадке бурятся 1–2 водозаборных скважины, в которые спускаются отечественные установки УЭЦН 5А-500-1500, и устье водо­заборной скважины через ВРБ обвязывается с нагнетательными сква­жинами;

– возможность закачки вод альб-сеноманского горизонта без сепара­ции от газа;

– возможность поддерживать пластовое давление с начала разработки новых месторождений.