В каком случае должна сработать защита от срыва подачи зсп скважины оборудованной уэцн

Обновлено: 07.07.2024

Отстройка ЗСП ЭЦН

Здравствуйте! У меня вопрос скорей наверно инженерам ЭПУ если таковые здесь имеются, но если кто имеет какую либо документацию или литературу по теме или же опыт из жизни.
Хотелось бы узнать технологию отстройки защиты срыва подачи (ЗСП), в других компаниях. Очень нужно мне как молодому специалисту. Заранее спасибо.

06 Дек 2009 Активность davinchy372 пишет:

Регламент прочитай там все есть ))

Перед настройкой ЗСП должны быть выполнены следующие операции:
• подбор оптимального напряжения ПЭД;
УЭЦН работает в нормальном режиме, когда приток приблизительно равен номинальной производительности установки, а динамический уровень стабилен (Нд = const). В таких условиях рабочий ток Iраб, потребляемый ПЭД должен быть постоянен.
В случае, нестабильного притока жидкости, динамический уровень может опуститься до критического уровня, когда развиваемый насосом напор будет недостаточен для преодоления гидростатического давления столба жидкости в НКТ. В этом случае насос перестает перекачивать жидкость и работает в холостую. Это явление называется срывом подачи. Срыв подачи может быть вызван и другими причинами:
• большое содержание свободного газа на приеме электроцентробежного насоса;
• засорение НКТ, обратного клапана или проточных каналов в насосе;
• неисправность устьевой арматуры или нефтесборных коллекторов (отсутствие прохода).
В случае срыва подачи, происходят явления, негативно влияющие на работоспособность УЭЦН:
• отсутствие движения жидкости вдоль ПЭД приводит к его повышенному нагреву;
• КПД насоса =0%, при этом потребляемая насосом мощность обычно не ниже 50% от номинальной. В условиях отсутствия подачи все энергия, потребляемая насосом, расходуется только на нагрев насоса и окружающей его жидкости;
• нагрев жидкости в насосе может приводить к локальному парообразованию, что в свою очередь провоцирует сухое трение в рабочих деталях насоса и их повышенный износ.
Обычно срыв подачи сопровождается такими последствиями, как плавление кабеля, нарушение герметичности гидрозащиты, электропробой изоляции обмотки статора ПЭД.
Для предотвращения таких явлений в СУ предусмотрена защита от срыва подачи (ЗСП). Поскольку при срыве подачи потребляемая мощность существенно ниже, чем в нормальном режиме работы, работа ЗСП основана на контроле потребляемого тока. В случае достижения критически низкого значения тока СУ отключает УЭЦН. В связи с этим ЗСП иногда называют защитой от недогруза.

Настройка ЗСП по загрузке погружного двигателя.

• Защиту от срыва подачи (ЗСП) при запуске (выводе на режим) выставлять на 15% ниже рабочего тока электродвигателя.
• Защиту от срыва подачи, при подтверждении вывода скважины на режим (контрольной проверке), выставлять с учётом степени загрузки ПЭД (таблица №12) после подбора оптимального напряжения.

Таблица №12
№ Загрузка, % % снижения от величины Iраб Примечание
п/п Борец, Электон «МиниБЭУС» (НЭК, Эталон);
1 2 3 4 5

1 70 и более 15 (загрузка) - 15 единиц 0,85*Iраб 0,85*Загруз.

2 от 50 до 70 10 (загрузка) - 10 единиц 0,90*Iраб 0,9*Загруз.

3 менее 50 5 (загрузка) - 5 единиц 0,95*Iраб 0,95*Загруз.

• Загрузку ПЭД определять по соответствующему параметру на контроллере СУ или по имеющейся функции контроля активной составляющей мощности ЭЦН.
• В случае несоответствия дебита скважины напорной характеристике насоса, а также при наличии признаков выделения газа на приёме УЭЦН допускается уменьшение % уставки срабатывания ЗСП на величину меньшую, чем указано в таблице №12.

Защиты УЭЦН, какие виды защит СУ УЭЦН существуют

Перечислю основные виды защит УЭЦН реализуемые различными станциями управления:

Защита от перегрузки (ЗП). , так же ее называют недогруз.
Защита от перепадов напряжения. Защиты от пониженного и повышенного напряжения.
Защита от перекоса фаз по току (защита от дисбаланса токов).
Защита от перекоса фаз по напряжению (защита от дисбаланса напряжений).
Защита от низкого сопротивления изоляции.
Защита от турбинного вращения.
Защиты по погружной телеметрии (температура, давление).

Методика настройки защиты УЭЦН на различных современных станциях управления (СУ) кардинального отличия друг от друга не имеют, алгоритмы настройки описаны в руководствах по эксплуатации к данному типу оборудования.

Спускной (сливной) клапан УЭЦН

Устанавливается выше обратного клапана, предотвращает перелив жидкости при подъеме НКТ. Так же клапан позволяет производить глушение скважины через НКТ.

Перед началом проведения работ, бригада Т(К)РС кидает металлический "ломик" внутрь колонны НКТ. "Ломик" обязательно должен иметь сертификат, который хранится у мастера бригады Т(К)РС или лица его замещающего.

Если уровень жидкости в НКТ расположен на значительной глубине относительно устья скважины, бригада производит подъем колонны НКТ с УЭЦН до визуального наличия жидкости, либо производит долив жидкости в НКТ. Данная процедура производится с целью снижения скорости падения "ломика" и не допущения факта разрушения узлов ЭЦН (обратного клапана, ловильной головки).

Спускной клапан в своей конструкции имеет латунный ввертыш с герметизирующим резиновым кольцом, ввертыш является расходной частью и подлежит замене после сбивания "ломиком".

Клапан обычно наворачивается через одну НКТ после обратного клапана, обратный клапан обычно наворачивается на вторую по счету НКТ после ловильной головки УЭЦН.

В каком случае должна сработать защита от срыва подачи зсп скважины оборудованной уэцн

Термины в модуле (49)

Ндин (стат)=Lсп - Нпогр, где

Lсп - глубина спуска насоса, метров;
Нпогр - условный столб жидкости над приемом насоса (глубина погружения);
Нпогр можно рассчитать по формуле:

Нпогр = ((Рдатч - Рзатр) 100) / Рнефти 100) / Рнефти * 9.81

В процессе дальнейшего вывода необходимо обязательно контролировать уровень КВЧ и периодически определять истинный Нд и соотносить развиваемый установкой напор с имеющейся на ЭЦН Q-H-характеристикой.
Подтверждение замеренного Нд производится опрессовкой на закрытую манифольдную задвижку. В некоторых случаях, при большом выносе механических примесей, при опрессовке возможно заклинивание УЭЦН, поэтому эту операцию можно не производить.
В дальнейшем в процессе вывода необходимо производить увеличение частоты до планируемой (расчетной) частоты определенной при подборе УЭЦН к данной скважине. Критерием этой операции является:

повышения наработки на отказ установки электроцентробежного насоса;

повышение качества выполняемых работ при возникновении осложнений в период эксплуатации скважин оборудованных установкой электроцентробежного насоса;

разработка мероприятий для повышения межремонтного периода работы скважин и наработки на отказ скважинного оборудования;

Нефть, Газ и Энергетика

Защита от срыва подачи ( ЗСП ) УЭЦН срабатывает при токе, близком к току холостого хода ПЭД. Это падение тока происходит в следующих случаях:

1. В насосе газ - низкий динамический уровень в затрубном пространстве скважины, давление на приёме насоса ниже давления насыщения, газ в насосе в свободном виде. Неправильно установлен обратный клапан над УЭЦН - близко к приставке насоса, свободный газ остаётся в насосе.

2. Забит обратный клапан над УЭЦН - перекрыт проход пластовой жидкости.

3. Сломана шлицевая муфта или вал насоса, гидрозащиты - нарушается трансмиссия УЭЦН ( даже если не будет вращаться одно из рабочих колёс ) будет отсутствовать подача УЭЦН.

4. Отсутствие прохода - закрыта задвижка, запарафинен лифт, заморожена фонтанная арматура, забита приёмная сетка или рабочие органы насоса.

5. Негерметичность НКТ близко к УЭЦН - пропуски по резьбовым соединениям, по телу НКТ, сбит сливной клапан, установлена пусковая муфта.

Во всех вышеперечисленных случаях происходит срыв подачи УЭЦН, рабочий ток падает до тока холостого хода. Если ЗСП выставлена неточно УЭЦН будет отключаться слишком поздно, тогда насос работает сам на себя, либо вообще без жидкости. В этом случае в насосе происходит парообразование, падение давления и закрытие обратного клапана - насос работает в режиме сухого трения, происходит интенсивный нагрев рабочих органов и НКТ до обратного клапана.

Даже при непродолжительной работе УЭЦН в таком режиме наблюдается течь удлинителя.

Методика настройки ЗСП описана в Технологическом регламенте выполнения работ с УЭЦН.

Защита от перегруза ( ЗП ) срабатывает при возрастании тока больше допустимого. ЗП устанавливается в зависимости от номинального тока ПЭД.

При повышенном содержании механических примесей, солеотложении, износе рабочих органов УЭЦН может подклинивать или заклинить. При этом ток ПЭД резко возрастает, защита по перегрузу ( ЗП ) должна отключать УЭЦН. Чаще всего расклинивание УЭЦН производится на повышенных напряжениях, при одновременной закачке агрегатом жидкости в затрубное пространство скважины для облегчения её за пуска.

Для устранения возможной неисправности наземного электрооборудования, необходимо попытаться запустить УЭЦН от наземного оборудования соседней скважины.

Защита от турбинного вращения не позволяет запустить УЭЦН если неисправен обратный клапан УЭЦН и столб пластовой жидкости ( при остановке УЭЦН ) двигаясь вниз раскручивает установку в обратном направлении. При запуске УЗЦН помимо пускового момента (для разгона ротора ПЭД) необходимы дополнительные усилия для торможения обратного вращения ротора и запуска в прямом направлении. В этот момент происходит скачок тока и из-за больших перегрузок может сгореть ПЭД или сломаться вал. Для предотвращения этого защита от турбинного вращения блокирует запуск УЭЦН.

Остановка по снижению изоляции - при снижении изоляции менее 30 Ком прибор контроля изоляции ( ПКИ ) отключает УЭЦН.

Для устранения возможной неисправности ПКИ, необходимо заменить его,

Если показания прибора остаются прежними, допускается запуск УЭЦН без ПКИ после проведения работ по выяснению места снижения изоляции, согласовав с начальником БПО ПУ и ЦДНГ.

Если изоляция снижена до "0", кабель отсоединяется от станции управления.

УЭЦН остановлена по причине R -0.

Под этой формулировкой подразумеваются следующие причины:

1.Снижение сопротивления изоляции между жилами и "землей"

Эта причина может быть" вызвана: а) повреждением изоляции кабеля при спуске УЭЦН бригадой ПКРС;

б) плавление и течь удлинителя;

в) пробой изоляции обмотки статора ПЭД;

2.Отсутствие "звезды" между жилами

Эта причина может быть вызвана: а) повреждением (потянутость ) сростка кабеля при спуске - нарушение целостности электрической цепи. При демонтаже необходимо прозвонить на "звезду" отдельно обмотку ПЭД и жилы кабеля, предварительно закоротив их с одного конца между собой;

б) некачественным монтажом, при котором не обеспечивается целостность цепи "кабель-двигатель";

г) при частых сменах направления вращения, при расклинивании УЭЦН;

д) проворотом статорного железа в корпусе ПЭД и обрывом вводных концов; е) некачественным ремонтом ПЭД.

3.Короткое замыкание обмотки ПЭД.

Эта причина может быть вызвана:

а) нарушением герметичности торцовых уплотнений гидрозащиты;

б) попаданием атмосферных осадков в полость ПЭД при монтаже УЭЦН;

в) нарушением герметичности токоввода или фланцевого соединения ПЭД-гидрозащита;

Нефть, Газ и Энергетика

УЭЦН работает в нормальном режиме, когда приток приблизительно равен номинальной производительности установки, а динамический уровень стабилен
(Нд = const). В таких условиях рабочий ток Iраб, потребляемый ПЭД должен быть постоянен.

В случае, нестабильного притока жидкости, динамический уровень может опуститься до критического уровня, когда развиваемый насосом напор будет недостаточен для преодоления гидростатического давления столба жидкости в НКТ. В этом случае насос перестает перекачивать жидкость и работает в холостую. Это явление называется срывом подачи. Срыв подачи может быть вызван и другими причинами:

В случае срыва подачи, происходят явления, негативно влияющие на работоспособность УЭЦН:

Обычно срыв подачи сопровождается такими последствиями, как плавление кабеля, нарушение герметичности гидрозащиты, электропробой изоляции обмотки статора ПЭД.

Для предотвращения таких явлений в СУ предусмотрена защита от срыва подачи (ЗСП). Поскольку при срыве подачи потребляемая мощность существенно ниже, чем в нормальном режиме работы, работа ЗСП основана на контроле потребляемого тока. В случае достижения критически низкого значения тока СУ отключает УЭЦН. В связи с этим ЗСП иногда называют защитой от недогруза.

Возможные причины отказов по "Защите от Перегруза"

Здравствуйте! У меня вопрос скорей к технологам и инженерам ЭПУ и тем кто имеет опыт из жизни.
Хотелось бы узнать возможные причины отказов по ЗП (защита от перегруза) и способы борьбы с отказами. Заранее спасибо.

04 Янв 2011 Активность участников

Неправильно отстроенные защиты, либо неисправность наземного оборудования (СУ, ТМПН, кабель, ТП) - дать заявку электрику на проверку. Защиты можно проверить и отстроить. (ЗП, как правило, устанавливается 100%).
Не вращаются валы (по тем или иным причинам), либо что-то попадает в насос и в результате происходит его "подклинка" (опять же это может быть глухой клин, либо просто "подклинка"). Если "подклинка" самому можно подгрубить процентов на 10-20, либо если СУ ШГС, то увеличение числа (не помню как называется), если ЧПС то и не стоит заморачиваться, а ждать промывочный комплекс (конечно для успокоения души можно, но результатов, скорее всего, не будет). Запустить и посмотреть как себя ведет установка. Может раскрутиться. Но если рисковать не любите, то и не стоит. Вызывайте ЭПУ.
Если глухой клин, то можно попробовать обратным вращением, но это чревато сломом валов. Опять же только с ЭПУ.
Отложения солей в насосе (периодическая закачка различных ингибиторов и т.д.)
Вообще лезть в СУ без ЭПУ нельзя.
Все зависит от наработки установки. Может и не стоит ничего проводить, а нести ее на график ТКРС.
Можно попробовать расклинить посредством промывки насоса.
К каждой скважине нужен индивидуальный подход, ведь они такие все разные.
Вот наверное основные производственные причины, которые я вспомнил. Если еще что вспомню, то напишу.

Да, еще когда ЭПУшник будет проводить мероприятия по расклинке насоса, он, по идее, должен повысить отпайки. Это тоже помогает в некоторых случаях.

В случае если заклинивание УЭЦН произошло при запуске после спуска УЭЦН ( возможно заклинивание произошло из-за недопустимой кривизны эксплутационной колонны)

Защиты УЭЦН на СУ

Настройка защиты от перегрузки необходима для остановки электродвигателя при работе с рабочими токами, превышающими номинальные, с целью предотвращения перегрева ПЭД и электропробоя обмотки статора. Настройка защиты УЭЦН на СУ от перегрузки осуществляется перед запуском УЭЦН. Методика настройки защиты на СУ от перегрузки осуществляется в соответствии с руководством по эксплуатации станции управления.
Для станций управления не имеющих контроллера значение уставки по ЗП определяется по формуле:

ЗП = Iном./Ктр.,

где: ЗП – значение уставки на ИП (индикаторе потенциометра),
Iном. – номинальный ток двигателя, А;
Ктр. – коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Для станций управления с микропроцессорным управлением (контроллером) значение уставки ЗП определяется по формуле:

ЗП = 1,05 * Iном.,

где: ЗП – значение уставки на ИП (индикаторе потенциометра),
Iном. – номинальный ток двигателя, А.
Значение уставки времени срабатывания ЗП – 120 секунд.

Эксплуатации скважин оборудованных УЭЦН с осложняющим фактором в виде высокого содержания свободного газа

Передо мной ребром стоит вопрос эксплуатации скважины с высогим ГФ, рассматривается вариант ЭЦН + газосепараторы/диспергаторы/мультифазные насосы/ осевые насосы/ струйники/ фазопреобразователи. Прошу Вас поделиться интересными статьями на данную тематику, может есть ссылки на нефтяные журналы (кроме инженерной практики, нефтяного хозяйства, нефтепромыслового дела).

16 Сен 2019 Активность участников

Контекст

Если вдруг Вы озадачены подобной тематикой, то готов поделиться имеющейся информацией (через некоторое время будет порядка 12 статей из инженерной практики).

а газлифт не рассматривали?

Как вариант спуск насоса ниже интервала перфорации. Для охлаждения двигателя кожух

Статьи с опытом использования можно поискать на onepetro

Dorzhi пишет: а газлифт не рассматривали?

Месторождение запущено в пром. эксплуатацию, смена способа добычи недропользователем не планируется, больше всего недропользователя интересует, что можно было бы применить вместе с УЭЦН. Для расширения вариантов может и стоило бы рассмотреть, но остро встанет вопрос экономической целесобразности этого.

Zorg пишет:

Как вариант спуск насоса ниже интервала перфорации. Для охлаждения двигателя кожух

Статьи с опытом использования можно поискать на onepetro

Благодарю за комментарий. Построю модельку, сайт гляну.

Dorzhi пишет:

Если скважина с большим давлением, диаметр ствола побольше бурите. На ЭЦН устанавливаете цикличный включатель. В зависимости от уровня жидкости в стволе, ЭЦН будет периодически включаться и отключаться.

Вот это можно посмотреть

merkuriy_bsi_prediktivnaya_analitika.pdf

Вот это можно посмотреть

Благодарю, сейчас почитаю.

Hyperion_cantos пишет:

Доброй добычи всем !!

Коллеги, необходим совет

Факторы:
Динамический Уровень отбить не можем (некорректно) СУДОС и МИКОН;
При повышении давления в затрубе растёт давление на приеме УЭЦН.

Вопрос:
1. Как корректно замерить Ндинамич чтобы понять почему давление на приеме ростет с увеличением давления в затрубе-?

2. Что лучше предпринять для устранения эффекта «пены» в затрубе-?

Заранее всем спасибо.

С моей точки зрения, "пену" устранять нет необходимости. С появлением ТМС устойчиво работающих отбивка уровней - вспомогательный фактор. Нужно коррелировать ток нагрузки ПЭД для каждого вида оборудования с подачей и давлением на приеме. Можно учитывать еще и темепературу, но это не главное. Имея информацию "подача-ток-загрузка ПЭД-давление на приеме" можно длительно эксплуатировать установку в оптимальном (для данных скважинных условий) без риска ее отказа и, тем более, "полета" (неважно, по УЭЦН или НКТ). По вашим данным уровень должен быть, примерно, 1900 метров. Чтобы сказать точнее, нужно знать модель ПЭД, ток нагрузки, загрузку ПЭД и плотность нефти. Еще вопрос - почему с напором 1700 вы спускаете его на такую глубину? Навскидку, напор такой установки должен быть в районе 2500. А текущий забой и ИП (нижние дыры) какие?

Судя по вашим параметрам установка работает нормально. Можно даже увеличивать частоту до максимальной, компенсируем часть недостатка напора. Что вас тревожит? Пусть себе работает на здоровье!

У вас вызывало тревогу повышение давления в затрубе. На мой взгляд - все в порядке. На всякий случай опишите динамику роста давления в затрубе и на приеме.

Читайте также: