phone +7 495 240-54-57
mail info@neftegas.info
image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 9 2019

№ 9 2019

Насосы. Компрессоры

01.09.2019 10:00 Перспективы развития вихревых газосепараторов c точки зрения энергоэффективности
В статье представлены результаты анализа конструкции и характеристик газосепараторов, применяющихся в качестве предвключенных устройств в составе установок электроцентробежных насосов для защиты установок от газа, с точки зрения соответствия отраслевым требованиям. Отмечено, что газосепараторы 1‑го поколения (газосепараторы Ляпкова) обладают низкой сепарационной эффективностью и подвержены абразивному износу. Кроме того, потребляемая мощность этих газосепараторов в 2–3 раза превышает требуемую, достигая 1,4 кВт. Газосепараторы 2‑го поколения (абразивостойкие) имеют улучшенную сепарационную характеристику и более высокую стойкость к воздействию механических примесей в сравнении с газосепараторами 1‑го поколения, однако не соответствуют отраслевым требованиям по потребляемой мощности и эффективности сепарации. Газосепараторы 3‑го поколения (вихревые) превосходят газосепараторы предшествующих поколений с точки зрения сепарационной характеристики и абразивной стойкости, потребляя при этом меньше электроэнергии. Наличие вихревой камеры в составе газосепараторов 3‑го поколения позволяет разрабатывать устройства, рассчитанные как на малые, так и на большие подачи. Кроме того, вихревой газосепаратор может работать со всеми насосами в одном габарите. Таким образом, установлено, что газосепараторы 3‑го поколения удовлетворяют рассмотренным отраслевым требованиям. В целях повышения качества оценки энергоэффективности газосепараторов авторами статьи разработан критерий энергоэффективности по аналогии с классами энергоэффективности для лопастных насосов и погружных электродвигателей. Данный критерий учитывает не только отношение потребляемой мощности к максимальному объему, но и отношение частоты вращения при эксплуатации к базовой частоте вращения. Использование предложенного критерия позволяет определить, к какому классу энергоэффективности относится устройство. В частности, установлено, что вихревые газосепараторы относятся к классу энергоэффективности e3.
Ключевые слова: вихревой газосепаратор, потребляемая мощность, абразивостойкость, сепарационная характеристика, энергоэффективность.

Авторы:

УДК 62-93:622.276.53
А.Н. Мусинский, e-mail: Artem.Musinskii@novometgroup.com; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (Пермь, Россия); АО «Новомет-Пермь» (Пермь, Россия).
В.Г. Островский, e-mail: Victor.Ostrovskii@novometgroup.com; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (Пермь, Россия); АО «Новомет-Пермь» (Пермь, Россия).
С.Н. Пещеренко, e-mail: Sergei.Pesherenko@novometgroup.com; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (Пермь, Россия); АО «Новомет-Пермь» (Пермь, Россия).

Литература:

  1. Ануфриев С.Н., Каплан А.Л. Погорелов С.В. Опыт эксплуатации УЭЦН в условиях повышенного содержания мехпримесей // Инженерная практика. 2011. № 2 [Электронный источник]. Режим доступа: https://glavteh.ru/опыт-эксплуатации-уэцн-в-осложненных/ (дата обращения: 25.09.2019).

  2. Боловин Е.В., Глазырин А.С. Метод идентификации параметров погружных асинхронных электродвигателей установок электроприводных центробежных насосов для добычи нефти // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. № 1. С. 123–131.

  3. Букреев В.Г., Сипайлова Н.Ю., Сипайлов В.А. Стратегия управления электротехническим комплексом механизированной добычи нефти на основе экономического критерия // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. № 3. С. 75–84.

  4. Gulich J.F. Centrifugal Pumps. 2nd edition. Berlin – Heidelberg: Springer-Verlag, 2010. 964 p.

  5. Marquez R. Modeling Downhole Natural Separation. A thesis for a Doctor of Philosophy degree in the Petroleum Engineering. Tulsa: The University of Tulsa, 2004.

  6. Cirilo R. Air-Water Flow through Electric Submersible Pumps. Master of Science thesis. Tulsa: The University of Tulsa, 1998.

  7. Деньгаев А.В. Повышение эффективности эксплуатации скважин погружными центробежными насосами при откачке газожидкостных смесей: дис. … канд. техн. наук. М., 2005. 168 с.

  8. Островский В.Г., Перельман М.О., Пещеренко С.Н. Механизм гидроабразивного разрушения погружных газосепараторов // Нефтяное хозяйство. 2013. № 5. С. 100–102.

  9. Мусинский А.Н., Перельман М.О., Пещеренко С.Н. и др. Исследование характеристик абразивостойких газосепараторов в промысловых и стендовых условиях // Экспозиция Нефть Газ. 2017. № 3 (56). С. 56–59.

  10. Деньгаев А.В., Дроздов А.Н., Вербицкий В.С. Исследование причин полетов газосепараторов в составе УЭЦН // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2005. № 11. С. 50–53.

  11. Деньгаев А.В., Дроздов А.Н., Вербицкий В.С. и др. Анализ работы центробежных газосепараторов в ОАО «Юганск-нефтегаз» // Нефтяное хозяйство. 2006. № 2. С. 86–88.

  12. Мусинский А.Н. Сепарационная характеристика современных центробежных погружных газосепараторов // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горношахтного и нефтепромыслового оборудования. 2018. Т. 1. С. 282–287.

  13. Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Деговцов А.В. и др. Вопросы энергоэффективности установок электроприводных центробежных насосов // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2016. № 4. С. 25–30.

  14. Ляпков П.Д. Опыт создания газосепаратора для погружного центробежного насоса // Труды ВНИИ. 1959. Вып. 22. С. 39–58.

  15. Dunbar C.E. Determination of Proper Type of Gas Separator. Presented at the Microcomputer Applications in Artificial Lift Workshop, SPE Los Angeles Basin Section. Los Angeles, 1989.

  16. Халиков Р.С. Математическое моделирование работы установок электроцентробежных насосов в добывающей скважине с высоким газовым фактором на основе данных промысловых исследований // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017. № 3. С. 54–62.

  17. Wilson B.L. Gas Separation: a New Generation, a New Twist. 2005 ESP Workshop. Texas, 2005.

  18. Высокооборотные лопаточные насосы / Под ред. Б.В. Овсянникова, В.Ф. Чебаевского. М.: Машиностроение, 1975. 336 с.

  19. Абразивостойкий центробежный газосепаратор: пат. RU 2379500 С2; МПК E21B 43/38 / С.Н. Пещеренко, М.П. Пещеренко, А.И. Рабинович и др.; патентообладатель ЗАО «Новомет-Пермь»; № 2008108374/03; заявл. 03.03.2008; опубл. 10.09.2009; Бюл. № 2. 7 с.

  20. Вихревой газосепаратор: пат. RU 2660972 C1; МПК E21B 43/38 / А.Н. Мусинский, М.П. Пещеренко, С.Н. Пещеренко; патентообладатель – АО «Новомет-Пермь»; № 2017133195; заявл. 22.09.2017; опубл. 11.07.2018. Бюл. № 20. 6 с.

  21. Вихревой газосепаратор: пат. RU 161892 U1; МПК E21B 43/38 / Мусинский А.Н., Пещеренко М.П., Пещеренко С.Н.; патентообладатель АО «Новомет-Пермь»; № 2015100464/03; заявл. 12.01.2015; опубл. 10.05.2016; Бюл. № 13. 7 с.

  22. ГОСТ Р 56624-2015. Энергетическая эффективность. Погружные лопастные насосы и электродвигатели для добычи нефти. Классы энергоэффективности [Электронный источник]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200126001 (дата обращения: 25.09.2019).

  23. Директива Европейского Парламента и Совета Европейского Союза 2010/30/ЕС от 19.05.2010 относительно указания в маркировке продукции, связанной с энергопотреблением, информации о потреблении энергии и других ресурсов (в новой редакции) [Электронный источник]. Режим доступа: https://gisee.ru/law/international/47522/ (дата обращения: 25.09.2019).

Ссылка для цитирования: Мусинский А.Н., Островский В.Г., Пещеренко С.Н. Перспективы развития вихревых газосепараторов c точки зрения энергоэффективности // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019. № 9. C. 38–49


← Назад к списку


im - научные статьи.


Подписывайтесь на нас