Турбонасосные установки для добычи нефти

Турбонасосные установки предназначены для добычи нефти из скважин средних и высоких дебитов и представляют собой сложный агрегат с лопастной турбиной и центробежным насосом (рис. 6.28).

Турбонасосный агрегат включает в себя лопастную турбину, вал которой соединен с валом центробежного насоса. Турбина приводится в действие при закачке в нее с поверхности рабо­чей жидкости. Центробежный насос отбирает из скважины жидкость и нагнетает ее на поверхность. Рабочая жидкость, отработавшая в турбине, выходит в тот же канал, что и добы­тая жидкость, и в смеси с ней поднимается на поверхность. На поверхности смесь разделяется, и добытая жидкость с нефтью идет в промысловую сеть, а рабочая жидкость (в большинстве случаев вода) поступает в поверхностный насос и далее в сква­жину для привода погружной турбины.

Такие насосы предназначены для отбора больших количеств жидкости из скважин (400—500 м³/сут и более) с относительно малых глубин (в опытных образцах 200—1000 м).

Преимущество такой насосной установки — возможность отбора больших количеств жидкости из скважины при до­статочно высокой эффективности (КПД около 0,3—0,25). При

этом возможна эксплуатация наклонно-направленных скважин. Установка может быть выполнена сбрасывае­мой в скважину при увели­ченной частоте вращения вала. Это существенно сни­жает объем ремонтных работ на скважине.

Однако недостатки этой установки пока не преодо-

Рис. 6.28. Турбонасосная установка для добычи неф­ти

1 - система очистки и под­готовки рабочей жидкости; 2- силовой насос;

3 - устьевая арматура;

4 - скважина;

5 - колонна труб;

6 - турбина;

7 - центробежный насос;

8 – пакер

лены. Большие объемы рабочей жидкости, закачиваемой в скважину, требуют обустройства ее каналами со значительными проходными сечениями. В скважинах с обсадными колоннами диаметром 146 и 168 мм это трудновыполнимо. На поверхности необходимо организовать очистку и подготовку больших коли­честв рабочей жидкости, что приводит к установке металлоем­кого оборудования, требует затрат на его обслуживание.

Кроме того, существуют особые конструкции турбонасосов для работы при более высоких температурах.

Турбонасосы имеют следующие преимущества:

- отсутствие погружного электродвигателя и кабеля ис­ключает все сложности выполнения спускоподъемных опера­ций в скважинах со значительной кривизной ствола, позволяет использовать турбонасосы для подъема жидкостей с высокими температурами, в том числе из геотермальных скважин;

- незначительная габаритная длина скважинного агрегата по сравнению с электроприводными центробежными насо­сами дает возможность применять его в скважинах с большой интенсивностью набора кривизны, облегчает транспортные и монтажные работы;

- отсутствие клапанов в скважинном насосном агрегате обусловливает использование турбонасоса практически, без ограничений по кривизне ствола скважин вплоть до горизон­тальных;

- подшипники насоса и турбины гидростатического типа, что обеспечивает прочную и надежную работу опоры ротора агрегата; смазка подшипников выполняется предварительно очищенной и подготовленной жидкостью, что защищает под­шипники от воздействия абразивных компонентов скважинной жидкости;

- гибкость регулирования рабочих характеристик, широкий рабочий диапазон плавного изменения подачи насоса;

- возможность применения скважинного турбонасосного агрегата сбрасываемого типа;

- неограниченность глубины спуска турбонасоса;

- в скважину могут вводиться различные химические реа­генты, ингибиторы, деэмульгаторы и др.;

— можно применить различные методы глушения скважин перед подземным ремонтом, в том числе при нахождении турбонасосного агрегата в скважине.