Khai thac dau bang may bom ly tam dien chim

KHAI THÁC DẦU BẰNG MÁY BƠM LY TÂM ĐIỆN NGẦM MỤC ĐÍCH: -Khi giếng dầu tự phun -Không thể sử dụng phương pháp gaslilf CẤU TRÚC THIẾT BỊ: 2.1 Thiết bò bề mặt: 2.1.1.Hệ thống máy biến thế: Biến đổi hiệu điện từ hiệu điện công nghiệp (U=380V)đến giá trò thiết kế tương ứngvới công suất tiêu thụ máy bơm Chúng thường làm lạnh dầu 2.1.2 Trạm điều khiển: Có chức khởi động, điều khiển trình hoạt động máy bơm ly tâm chống tượng tải, tải động điện, ghi lại động thái thông số làm việc máy bơm ly tâm như: hiệu điện thế, cường độ dòng điện , áp suất miệng vào, nhiệt độ vào máy bơm ly tâm,… 2.1.3 Hộp nối chống nổ: có chức chính: -Nối đầu cáp điện từ trạm điều khiển đến đầu cáp miệng giếâng -Thải khí động hành ngưng đọng cáp điện không khí (chống cháy nổ) -Thử thông số làm việc thiết bò điện lòng giếng 2.1.4 Đầu miệng giếng: -Treo toàn hệ thống cột OKT với thiết bò lòng giếng -Có đường dẫn để cáp điện ống chuyên dụng hoá chất vào lòng giếng đến máy bơm ly tâm 2 -Với hệ thống thiết bò chèn bảo đảm độ kín miệng giếng áp suất làm việc đến 30 atm 2.2.Thiết bò lòng giếng: 2.2.1 Hệ thống cáp tải điện năng: Tải lượng điện ba pha từ bề mặt đến động điện ngầm Cáp điện phải thoã mãn yêu cầu sau: đừong kính nhỏ, dẫn điện tốt, có lớp cách điện tốt để thích ứng với điều kiện áp suất, nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn hoá học mạnh; có vỏ bọc bền vững chống bào mòn học Cáp điện có vỏ bọc là: lớp vỏ kim loại không rỉ, lớp chất liệu dẻo, lớp chất liệu cách điện, lõi đồng 2.2.2 Băng kẹp cáp: Được làm kim loại không rỉ dùng đểkẹp chặt cáp điện vào thân cột OKT Chiều dài tiêu chuẩn 0.54m Khoảng cách băng kẹp thân cột OKT 5m 2.2.3.Van ngược: Ngăn dòng chảy ngược cột chất lỏng nằm máy bơm xuốn tổ hợp bơm ly tâm ngừng hoạt động.Van ngược thường đặt tổ hợp bơm ly tâm khoảng 20-30m 2.2.4 Máy bơm ngầm: Là máy bơm có nhiều cấp hoạt động theo nguyên tắc ly tâm Gồm phần chính: + Cánh dẫn + Bộ phận hướng góp dòng 2.2.5 Thiết bò bảo vệ động điện: gồm phần + Bộ phận bù trừ cách ly + Bộ phận phân cách phức hợp + Bộ phận chòu lực Chức năng: +Trung hòa phần thể tích giãn nở dầu cách điện động nhiệt độ động tăng cao so với nhiệt độ môi trường xung quanh tổ hợp máy bơm ly tâm điện ngầm hoạt động + Trung hòa áp suất giếng miệng vào máy bơm với áp suất chất lỏng cách nhiệt động Sự trung hoà ngăn không cho chất lỏng vỉa (chất lỏng khã dẫn điện) rò chảy vào động gây đoản mạch xuất chênh lệch áp suất động + Giảm thiểu lực đè xuống máy bơm từ phía nhờ hệ thống vòng bạc đạn trượt phận chòu lực Lực đè máy bơm xuất trình làm việc áp suất tác động ngược lại lên trục quay 2.2.6 Động điện: Là động pha, cực Hiệu điện làm việc đạt đến 5000V, cường độ dòng điện đến 200A Cấu tạo gồm phần chính: + Rotor + Stator 2.2.7.Thiết bò cảm ứng đo nhiệt độ áp suất: Được đặt động điện Các chức là: + Đo truyền liên tục lên bề mặt thông số nhiệt độ áp suất dòng sản phẩm vò trí đặt tổ hợp máy bơm ly tâm điện ngầm + Kiể tra trạng thái làm việc thiết bò điện, phát hiện tượng hư hỏng thiết bò + Có thể kết hợp với hệ thống kiểm soát thay đổi tốc độ bề mặt để thay đổi tốc độ tổ hợp máy bơm ly tâm điện ngầm CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA TỔ HP MÁY BƠM ĐIỆN LY TÂM NGẦM : Việc tính toán thông số làm việc tổ hợp máy bơm ly tâm điện chìm chủ yếu dựa : + Lưu lượng khai thác giếng + Đặc tính chất lỏng khai thác (hàm lượng chứa dầu ,nước cát chất lỏng ) + Mật độ vá độ nhớt thành phần pha lỏng + Độ sâu vỉa + Nhiệt độ chất lỏng khai thác + Áp suất vỉa + Hệ số sản phẩm + Đường kính cột ống chống khai thác + Áp suất miệng giếng + Xác đònh áp suất miệng vào máy bơm :Khi sử dụng tổ hợp máy bơm điện ly tâm ngầm để khai thác dầu khí cần phải xét đến ảnh hưởng khí tự lên trình làm việc máy bơm Việc xuất lượng khí tự máy bơm dẫn đến giảm đáng kể hiệu làm việc Trong thực tế khai thác ,giá trò giới han yếu tố khí tự sản phẩm vào máy bơm không vượt 25% tính theo thể tích  Yếu tố khí hoà tan Gkhi : Yếu tố khí hoà tan Gkhi xác đònh dựa công thức sau : G 0.0125[(141.5 = 0.1342 ) −131.5] 1, 2048 ρ dr ρ ( P bh10 ) 0.00091(1.8T d + 32) 10 : ρ kr ρ dr = Mật độ tương đối khí so với không khí (mật độ không khí lấy 1) = Mật độ tương đối dầu so với nước (mật độ nước lấy 1) 5 P = áp suất bão hoà bh T = nhiêt độ đáy giếng d + Hệ số thể tích khí B dầu k B : d  Dựa vào công thức : + Hệ số thể tích khí: B k = 0.00377 ZT P + Hệ số thể tích dầu : B d =0.972+0,000147 ρ kr ) +1.25(1.8T d +32)} ρ dr 1.175 {5.61G ( Thể tích khí tự tách từ 0.1 m³ dầu tiết diện x dòng chảy áp suất giảm thấp áp suất bão hoà : V' k ( x) =α ( Pbh − P x ) P x ZT T x Trong : V' : Thể tích khí tự tách từ 0.1 m³ dầu tiết diện x α : Hệ số khí hoà tan Henri k ( x) P ;T va T :áp suất ,nhiệt đỗ tiết diện x nhiệt độ điều kiên chuẩn tương ứng x Z x : Hệ số nén khí  Tỉ lệ phần trăm lượng khí tự miệng vào máy bơm : Tỉ lệ phần trăm lượng khí tự miệng vào máy bơm đươc tính toán theo công thức: G ktd = V' 100 V +V +V ' ktd d n ktd Trong : V V d :thể tích m³ dầu khai thác miâng vào máy bơm n :thể tích nước khai thác với m³ dầu miêng vào máy bơm 6 Nếu G ktd lớn giá trò giới hạn 25% cần áp dụng giải pháp kỹ thuật G ktd tinh ti lệ % khí tự sinh dòng chảy đổi hướng chuyển động từ đáy giếng lên miệng vào máy bơm (hiện tương tách khí tự nhiên ).Phần lớn lượng khí tự lại ,nếu không tách riêng vào máy bơm  Hệ số tách khí tổng :( K tt ) Cóthể tính theo công thức : K tt = 1−(1− K ttn )(1− K ttb ) Trong : K K ttn : hệ số tách khí tự nhiên ttb : hệ số tách khí thiết bò tách khí  p suất miệng vào máy bơm :(với điều kiện hàm lượng khí tự vào máy bơm nhỏ 25%) Công thức: G (1− N ) (1− K ) P = 0.25+G (1− N )(1− K ) P tt ) mv bh Trong : G :yếu tố khí dầu khai thác N :độ ngậm nước sản phẩm khai thác  Xác đònh chiều sâu đặt bơm : Được tính theo công thức : L mb = L−h P ( [ mv ] ) Trong : L : độ sâu đặt bơm tính từ miêng giếng.Được đo theo thành giếng L mb :độ sâu giếng ,được đo theo thành giếng tính từ miệng giếng đến điểm khoảng bắn mở vỉa tt h( P MV ) :độ cao đo theo thành giếng tính từ điểm khoảng bắn mở vỉa sản phẩm P đến độ sâu có áp suất x áp suất miệng vào máy bơm Pmv  Xác đònh lưu lượng máy bơm ly tâm ngầm : Lưu lượng trung bình hỡn hợp : Q tb Q −Q = mv mr Trong : Q ,Q mv mr :lưu lượng miệng vào miệng máy bơm tương ứng Q tb xác đònh công thức tích phân theo thay đổi áp suất : Q = tb Hàm số P mr − P mv P MR ∫ Q(P)dP P MV Q(P) hàm phụ thïc lưu lượng áp suất.sự thay đổi lưu lượng dọc theo thân máy bơm có dạng đường số hình vẽ : Ngay miệng vào máy bơm ,lưu long có giá trò Q mv tương ứng với áp suất P mv Hỗn hợp sản phẩm khai thác vào máy bơm bò nén lại ,quá trình tiếp tục áp suất áp suất bão hoà Pbh (đoạn cong ab đường số 1) sau lưu lượng không đổi khỏi máy bơm xem tuyến tính Q = tb Q tb Nếu trình nén từ Q mv +Q mr P − P +Q P − P P −P P −P bh mr Q =Qb +V mv Q =Qbmr mr mr tính theo công thức : mv mv Trong : mv Q ktd Với bmv :hệ số thể tích miệng vào miệng bơm tương ứng mr mr mr bh mv P mv đến P bh V :thể tích khí dạng tự miệng vào máy bơm ktd  Xác đònh cột áp cần thiết máy bơm điện ly tâm ngầm : p suất bão hoà ( P'bh ) đầu máy bơm: P' =V bh P G bh k Trong : V =V ' +V " k V' k k k :lượng khí vào máy bơm khỏi máy bơm thề tự do: V ' =( P − P )(1− N )(1− K ) k V" k mv bh n G P bh : lượng khí vào máy bơm khỏi máy bơm thể hoà tan dầu V " =(1− N )G k P mv P bh Từ áp suất P'bh ,ta tính toán áp suất miệng máy bơm Pmr cần thiết để nâng cột chất lỏng khai thác lên bề mặt vận chuyển đến hệ thống thu gom xử lý Độ chênh áp suất cần phải tạo là: ∆P = P − P mb mr mv  Chọn loại bơm : Dựa đường đặc tính kỹ thuật cho loại bơm (do nhà sản suất cung cấp) đường H = f (Q ) ,đường đặc trưng công suất theo lưu lượng W = f (Q ) ,đường đặc trưng hệ số hiệu dụng theo lưu lượng η = f (Q ) hình đặc trưng cột áp theo lưu lượng l l l Các bước chọn bơm : chọn lựa chủng loại máy bơm cho sản lượng khai thác giếng nằm vùng làm việc máy bơm chọn đường kính bơm lớn : -hệ số hiệu dụng tăng tỉ lệ thuận với đường kính máy bơm -giá thành tỷ lệ nghòch với đường kính máy bơm -vận tốc dòng chảy qua động điện tỷ lệ thuận với đường kính máy bơm,làm tăng khả giải nhiệt Xác đònh số cấp cho máy bơm : Dựa vào giá trò lưu lượng khai thác giếng Q l độ chênh áp xác đònh theo công thức sau: N = ∆P ρ gH mb c l ∆P mb số cấp máy bơm lc Trong : H lc ρ :mật độ chất lỏng thou bơm xác đònh theo đường đặc tính bơm l Công suất cần thiết mà động điện cần cung cấp : W =N W giá trò W dựa theo đường đặc tính bơm c lc Lc  Chọn động điện thiết bò bảo vệ động : Chọn động điện :chủ yếu dựa vào tài liệu nhà sản xuất phải ý đến giá trò hiệu điện : -hiệu điện cao giảm tổn hao điện áp dọc cáp tải điện -hiệu diện cao ,giá thành hệ thống điều khiển động đắt -khả sử dụng thiết bò điện có sản xuất Chọn thiết bò bảo vệ : việc chọn thiết bò bảo vệ thưỡng chủng loại với động điện có yêu cầu kỹ thuật hay thực tế mà chọn loại thiết bò bảo vệ khác chủng loại Nếu trường hợp xảy cần sử dụng khớp nối đặc biệt lượng thiết kế không 2.5 kW  Chọn cáp tải điện : Dựa sở cường độ dòng điện nhiệt độ nơi đặt máy bơm , cần phải chọn lựa chủng loại cáp tải điện cho tổn hao điện áp không vượt 100 V 1000 m Đối với giếng có độ sâu lớn , việc chọn lựa cáp tải điện phải đảm bảo mức độ tổn hao điện áp không vượt 15% giá trò hiệu điện động Độ tổn hao điện nằm khoảng 15% đến 19% hay thấp 5% cần phải sử dụng hệ thống điều khiển thay đổi tốc độ để điều chỉnh thông số điện phù hợp với điều kiện khai thác 10 Mức độ tổn hao điên áp vượt 19% phải tham vấn kỹ thuật với nhà sản xuất Tổn hao điện cáp tải điện theo chiều dài , cường độ dòng điện nhiệt độ thường nhà sản xuất đưa hình vẽ Trên hình đường phụ thuộc tổn hao điện áp theo cường độ dòng điện ∆V = f (A) l cho loại cáp Bảng kèm theo hệ số ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ lên mức độ tổn hao điện áp Độ tổn hao điện áp : ∆V = ∆V L K l mb t Trong : ∆V :độ tổn hao điện áp ∆V = f (A) hình l m chiều dài cáp Được xác đònh đường l K t :hệ số ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ lên tổn hao điện  Chọn trạm biến : Được tính toán dựa giá trò KVA tổng : KVA= 1.73V bm A 1000 Trong : V :hiệu điện bề mặt ,được xác đònh theo công thức sau: bm V =V + ∆V bm l việc chọn lựa chủng loại máy biến dựa giá trò hiệu điện bề mặt V bm , KVA xác đònh  Chọn tủ điều khiển đầu miệng giếng : Tủ điều khiển lựa chọn dựa giá trò hiệu điện bề mặt KVA V bm ,cường độ dòng điện động I 11 Đầu miệng giếng chọn lựa dựa vào kích thước ống chống khai thác , cột OKT, độ sâu đặt bơm, giới hạn áp suất kích thước hình dạng cáp tải điện … Kh ảo sát giếng khai thác tổ hợp máy bơm điện ly tâm ngầm i Xác đònh cột áp lúc không tải Đóng máy bơm hoạt động khoảng thời gian ngắn đủ để đo áp suất miệng giếng Pml Áp suất Pml sau đóng giếng tăng dần đến giá trò cực đại Lúc cột áp máy bơm tạo : P ml + H =h ρ g 1 : h :độ sâu từ miệng giếng đến mực thuỷ tónh l ii Xác đònh cột áp lúc có tải Mở van tiết lưu để thay đổi lưu lượng giếng chờ sản lượng ổn đònh giá trò đóng nhanh van lại ghi áp suất miệng giếng để đo P m1 P m2 Q 12 (trong thời gian đóng giếng đủ ngắn giá trò sản lượng coi không đổi ).Như cột áp máy bơm tạo chế độ khai thác Q 12 là: H =h + P m2 ρl g Trong : h :khoảng cách từ miệng giếng đến mực thuỷ động Do cột áp máy bơm tạo không đổi nên : P h =h + ρ g m2 i Từ ta có thề xác đònh : p suất vỉa: P = (H v p suất đáy : g − h1 ) ρ g 12 P = (H d g − h2 ) ρ g Hệ số sản phẩm : K sp = Q P −P 12 v d : H :độ sâu giếng tính theo chiều thẳng đứng từ miệng giếng đến điểm khoảng bắn mở vỉa sản phẩm g [...]...11 Đầu miệng giếng được chọn lựa dựa vào kích thước của ống chống khai thác , cột OKT, độ sâu đặt bơm, giới hạn áp suất kích thước và hình dạng cáp tải điện … Kh ảo sát giếng khai thác bằng tổ hợp máy bơm điện ly tâm ngầm i Xác đònh cột áp lúc không tải Đóng ngay khi máy bơm hoạt động một khoảng thời gian ngắn đủ để đo áp suất miệng giếng... ổn đònh ở giá trò đóng nhanh van lại và ghi áp suất miệng giếng để đo P m1 P m2 Q 12 (trong thời gian đóng giếng đủ ngắn giá trò sản lượng coi như không đổi ).Như vậy cột áp do máy bơm tạo ra ở chế độ khai thác Q 12 này sẽ là: H =h + 2 P m2 ρl g Trong đó : h :khoảng cách từ miệng giếng đến mực thuỷ động 2 Do cột áp máy bơm tạo ra không đổi nên : P h =h + ρ g m2 2 1 i Từ đó ta có thề xác đònh được