Территория Нефтегаз 11-12.2021

Научная статья

УДК 622.276.53.054.23+621.671
(UDK 622.276.53.054.23+621.671)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь

НАСОСЫ. КОМПРЕССОРЫ (PUMPS. COMPRESSORS)

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАСШИРЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЧАСТИ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДНЫХ ЛОПАСТНЫХ НАСОСОВ. РЕЗУЛЬТАТЫ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ

(RESEARCH INTO THE POSSIBILITY OF EXTENDING THE OPERATING RANGE OF ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMP UNITS. BENCH TEST RESULTS)

В статье приведены основные положения методики, позволяющей оценить возможности расширения рабочего диапазона характеристик электроприводных лопастных насосов, разработанной на кафедре машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности Российского государственного университета нефти и газа (Национального исследовательского университета) имени И.М. Губкина. В соответствии с данной методикой в целях проверки возможности расширения рабочей части характеристики насоса необходимо провести несколько серий стендовых гидродинамических и ресурсных испытаний с определением степени (интенсивности) деградации характеристик насоса в различных условиях работы, а затем сравнить значение этого показателя для данных характеристик. В статье представлены также результаты стендовых испытаний двух типоразмеров ступеней электроприводных лопастных насосов с номинальными подачами 60 и 500 м3 / сут – ЭЛН5-60 и ЭЛН5А-500. Испытания проходили при синхронной частоте вращения вала электродвигателя 3000 об / мин. Результаты испытаний подтвердили наличие возможности расширения рабочих областей характеристик для насосных модулей ЭЛН5-60 с плавающей сборкой ступеней в пределах 0,2–1,25 оптимальной подачи, а при использовании компрессионной сборки – до 1,5 оптимальной подачи. Для модулей ЭЛН5А-500 с плавающей сборкой ступеней расширение рабочих областей характеристик возможно в пределах 0,4–1,25 оптимальной подачи, при этом использование компрессионной сборки позволяет увеличить правую границу рабочей области до 1,5 оптимальной подачи.

The paper presents the main provisions of the methodology developed at Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University) Department of Machines and Equipment of Oil and Gas Industry to determine the possibility of extending the operating range of characteristics of electrically driven vane pumps. According to the given technique in order to check possibility of expansion of the working part of the pump characteristic it is necessary to spend some series of bench hydrodynamic and life tests with definition of a degree (intensity) of degradation of pump characteristics in various working conditions, and then to compare the value of this indicator for these characteristics. The paper also presents the results of bench tests of two stage sizes of electrically driven vane pumps with rated flow of 60 and 500 m3 per day – ELN5-60 and ELN5A-500. Tests were conducted at synchronous speed of the electric motor shaft 3000 rpm. The test results confirmed the possibility of extending the operating characteristics for pump modules ELN5-60 with a floating stage assembly within the range of 0.2–1.25 of the optimum flow, and with a compression assembly up to 1.5 of the optimum flow. For the ELN5A-500 with floating stage assembly, the operating envelope can be extended from 0.4 to 1.25 optimum flow, with the compression assembly extending the right-hand boundary of the operating envelope to 1.5 optimum flow.

ЭЛЕКТРОПРИВОДНОЙ ЛОПАСТНОЙ НАСОС, ХАРАКТЕРИСТИКА НАСОСА, РАБОЧИЙ ДИАПАЗОН ХАРАКТЕРИСТИКИ, КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ, ДЕГРАДАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMP UNIT, PUMP CHARACTERISTIC, OPERATING RANGE CHARACTERISTIC, EFFICIENCY FACTOR, CHARACTERISTIC DEGRADATION

Т.Р. Долов1;

А.В. Ивановский1, e-mail: alivan95@yandex.ru;

Р.М. Шайхулов1, e-mail: ruslan.shajhulov96@mail.ru;

Д.А. Петров2, e-mail: dmitriy.petrov@rimera.com;

А.В. Клипов2, e-mail: aleksandr.klipov@rimera.com;

А.А. Сабиров2, e-mail: alginat.sabirov@rimera.com

1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный университет нефти и газа (Национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина» (Москва, Россия).

2 ООО «РИМЕРА-АЛНАС» (Москва, Россия).

T.R. Dolov1;

A.V. Ivanovsky1, e-mail: alivan95@yandex.ru;

R.M. Shaykhulov1, e-mail: ruslan.shajhulov96@mail.ru;

D.A. Petrov2, e-mail: dmitriy.petrov@rimera.com;

A.V. Klipov2, e-mail: aleksandr.klipov@rimera.com;

A.A. Sabirov2, e-mail: alginat.sabirov@rimera.com

1 Federal State Autonomous Educational Institution for Higher Education “Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University)” (Moscow, Russia).

2 RIMERA-ALNAS LLC (Moscow, Russia).

Долов Т.Р., Ивановский А.В., Шайхулов Р.М., Петров Д.А., Клипов А.В., Сабиров А.А. Исследование возможности расширения рабочей части характеристики электроприводных лопастных насосов. Результаты стендовых испытаний // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2021. № 11–12. С. 28–35.

Dolov T.R., Ivanovsky A.V., Shaykhulov R.M., Petrov D.A., Klipov A.V., Sabirov A.A. Research into the Possibility of Extending the Operating Range of Electric Submersible Pump Units. Bench Test Results. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2021;(11–12):28–35. (In Russ.)

Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Кузьмин А.В. К вопросу о выборе рабочей области характеристики центробежных насосов // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2015. № 3. С. 88–92.

Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Каштанов В.С. и др. Нефтегазопромысловое оборудование: учебник для вузов. М.: ЦентЛитНефтеГаз, 2006. 719 с.

API Standard 610. Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries [Электронный источник]. Режим доступа: http://www.fluidbusiness.ru/uploads/fb_files/files/API%20610.pdf (дата обращения: 10.12.2021).

Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Деговцов А.В. и др. Проектирование и исследование ступеней динамических насосов: учебное пособие. М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014. 124 с.

Ивановский В.Н. Энергетика эксплуатации скважин механизированными способами, выбор способа эксплуатации, пути повышения энергоэффективности // Инженерная практика. 2010. № 3. [Электронный источник]. Режим доступа: https://glavteh.ru/энергетика-эксплуатации-скважин-мех/ (дата обращения: 10.12.2021).

Ивановский В.Н., Карелина С.А., Соколов Н.Н. Повышение эффективности работы УЭЦН за счет уточнения рабочих частей характеристик центробежных насосов // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2009. № 9. С. 64–67.

Ивановский В.Н., Деговцов А.В., Сабиров А.А. и др. Энергопотребление и энергоэффективность добычи и подготовки нефти. М: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2019. 529 с.

Del Pino J.J., Martin J.L., Vargas H. et al. Installation of Electric Submersible Pump as Artificial Lift Method in Low Flow Rate Wells, a Case History // SPE Electric Submersible Pump Symposium. The Woodlands, Texas, USA, April 2017. DOI: https://doi.org/10.2118/185155-MS

Buluttekin M.B., Ulusoy B., Dorscher D. Simulations and Challenges of ESP Application in High-GOR Wells at South East of Turkey // 22nd World Petroleum Congress. Istanbul, Turkey, July 2017. Paper No.: WPC-22-1228.

Nunez W., Del Pino J., Garzon D. et al. Implementation of Extended Range Pump as a Solution for Low-Input Wells. Success Story in Llanos Norte // SPE Latin American and Caribbean Petroleum Engineering Conference. July 2020. DOI: https://doi.org/10.2118/199037-MS

Стенд гидравлический вертикальный для снятия гидродинамических характеристик ступеней электропогружных насосов: патент RU 129638 U1; МПК G01M1/00 / В.Н. Ивановский, А.А. Сабиров, А.В. Деговцов и др.; патентообладатель – ООО «Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина»; № 2012157437/28, заявл. 27.12.2012; опубл. 27.06.2013, Бюлл. № 18. 13 с.

Долов Т.Р., Донской Ю.А., Ивановский А.В. и др. К вопросу о зависимости характеристик ступеней лопастных насосов от условий испытаний // Оборудование и технологии нефтегазового комплекса. 2020. № 2 (116). С. 23–26.

Долов Т.Р., Ивановский А.В., Шайхулов Р.М. Деградация характеристик электроприводных лопастных насосов с коэффициентом быстроходности от 100 до 150 при перекачке газожидкостной смеси // Оборудование и технологии нефтегазового комплекса. 2021. № 4 (124). C. 5–10.

Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Деговцов А.В. и др. Основы конструирования, расчета и стендовых испытаний рабочих ступеней электроприводных лопастных насосов для добычи нефти. М: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2020. 243 с.

Ivanovskiy V.N., Sabirov A.A., Kuzmin A.V. To the Question of Choosing a Workspace Characteristics of Centrifugal Pumps. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2015;(3):88–92. (In Russ.)

Ivanovsky V.N., Darischev V.I., Kashtanov V.S. et al. Oil and Gas Field Equipment: textbook for universities. Moscow: TsentLitNefteGaz; 2006. (In Russ.)

API Standard 610. Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries. Weblog. Available from: http://www.fluidbusiness.ru/uploads/fb_files/files/API%20610.pdf [Accessed 10 December 2021].

Ivanovsky V.N., Sabirov A.A., Degovtsov A.V. et al. Design and Research of Dynamic Pump Stages: Tutorial. Moscow: Gubkin Russian State University of Oil and Gas; 2014. (In Russ.)

Ivanovsky V.N. Energy Efficiency of Well Operation by Mechanised Methods, Choice of Operation Method, Ways to Increase Energy Efficiency. Inzhenernaya praktika [Engineering Practice]. 2010;(3). Weblog. Available from: https://glavteh.ru/энергетика-эксплуатации-скважин-мех/ [Accessed 10 December 2021]. (In Russ.)

Ivanovsky V.N., Karelina S.A., Sokolov N.N. Enhancement of ESP Efficiency by Specifying the Performance of Centrifugal Pumps. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2009;(9):64–67. (In Russ.)

Ivanovsky V.N., Degovtsov A.V., Sabirov A.A. et al. Energy Consumption and Energy Efficiency in Oil Production and Treatment. Moscow: Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University); 2019. (In Russ.)

Del Pino J.J., Martin J.L., Vargas H. et al. Installation of Electric Submersible Pump as Artificial Lift Method in Low Flow Rate Wells, a Case History. In: SPE Electric Submersible Pump Symposium. The Woodlands, Texas, USA, April 2017. DOI: https://doi.org/10.2118/185155-MS

Buluttekin M.B., Ulusoy B., Dorscher D. Simulations and Challenges of ESP Application in High-GOR Wells at South East of Turkey. In: 22nd World Petroleum Congress. Istanbul, Turkey, July 2017. Paper No.: WPC-22-1228.

Nunez W., Del Pino J., Garzon D. et al. Implementation of Extended Range Pump as a Solution for Low-Input Wells. Success Story in Llanos Norte // SPE Latin American and Caribbean Petroleum Engineering Conference. July 2020. DOI: https://doi.org/10.2118/199037-MS

Vertical Hydraulic Bench for the Determination of the Hydrodynamic Characteristics of Electric Submersible Pump Stages: patent RU 129638 U1; IPC G01M1/00. Authors – V.N. Ivanovsky, A.A. Sabirov, A.V. Degovtsov et al; patent holder – Gubkin Education, Science and Culture Centre LLC; No. 2012157437/28, appl. 27.12.2012; publ. 27.06.2013, Bull. No. 18. (In Russ.)

Dolov T.R., Donskoy Yu.A., Ivanovsky A.V. et al. To the Question of the Characteristics Dependence of Vane Pumps Stages on the Test Conditions. Oborudovaniye i tekhnologii neftegazovogo kompleksa [Equipment and Technologies for Oil and Gas Industry]. 2020;2(116):23–26. (In Russ.)

Dolov T.R., Ivanovsky A.V., Shaykhulov R.M. Degradation of the Characteristics of Electric Submersible Pumps by a Speed Coefficient from 100 to 150 when Pumping a Gas-Liquid Mixture. Oborudovaniye i tekhnologii neftegazovogo kompleksa [Equipment and Technologies for Oil and Gas Industry]. 2021;4(124):5–10. (In Russ.)

Ivanovsky V.N., Sabirov A.A., Degovtsov A.V. et al. Fundamentals of Design, Calculation and Bench Tests of Working Stages of Electric Driven Vane Pumps for Oil Production. Moscow: Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University); 2020. (In Russ.)

NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57