6. Оборудование для закачки воды

Различные технологические жидкости нагнетаются в пласт посредством одинакового оборудования.

Основными элементами оборудования для закачки воды служат насосные станции, водораспределительные системы, водораспределительные пункты, во-доводы, нагнетательные скважины.

Водоочистная станция ( water treatment station )

Это комплекс оборудования по очистке сточных и поверхностных вод, пред-назначенных для искусственного заводнения нефтяных пластов. Входит в промысловую водораспределительную систему. Она включает : насосные станции, дозатор, смеситель, осветлитель ( отстойник), резервуар чистой воды, водоводы и др. оборудование.

Вода ( речная, озерная) нагнетается насосами станции первого подъема в смеситель, в который из дозатора подается необходимое количество коагулянта,

способствующего осаждению взвешенных в воде частиц. Обработанная коагулянтом вода самотеком поступает в осветлители, а затем на песчаные фильтры, где окончательно очищается от примесей. Для удаления из фильтра осевших частиц его промывают чистой водой, подаваемой снизу вверх. При наличии в водах соединений железа, водонерастворимых солей и нефти в водоочистную станцию вводят различное оборудование и подвергают воду дополнительной обработке химическими реагентами и другими средствами (ингибиторы коррозии вводят в воду на кустовых насосных станциях).

Очищенная вода скапливается в подземных резервуарах , откуда насосами станции второго подъема перекачивается по магистральному водоводу на кустовые насосные станции водораспределительной системы месторождения.

Недостатком такой водоочистной станции является контакт поверхностной воды с кислородом воздуха, усиливающего коррозионное разрушение труб и оборудования при закачке воды в нефтяные горизонты.

С начала 70–х годов была внедрена более эффективная схема водоочистной станции, обеспечивающая изоляцию вод от воздействия внешней воздушной среды.

На станции этого типа, вода содержащая механические примеси и капельки нефти подается в специальный резервуар, откуда в виде капель попадает в слой нефти. В последнем задерживаются частицы нефти, а капли воды с механическими примесями за счет разности плотностей осаждаются в дренаж. Уровни воды и нефти в резервуаре постоянно регулируются. Очищенная вода самотеком перетекает в резервуар-флотатор, в который подается сжатый газ. Во флотационной камере пузырьки газа, захватывая механические примеси, поднимаются в верхнюю часть резервуара, откуда последние удаляются в виде пены. Очищенная вода подается на КНС.

Водораспределительная система ( water distribution system )

Различные технологические жидкости нагнетаются в пласт посредством одинакового оборудования.

Основными элементами оборудования для закачки воды служат насосные станции, водораспределительные системы, водораспределительные пункты, водоводы, нагнетательные скважины.

Основными элементами оборудования для закачки воды служат насосные станции, водораспределительные системы, водораспределительные пункты, водоводы, нагнетательные скважины.

Водораспределительная система ( water distribution system )

В состав водораспределительной системы входит комплекс трубопроводов, насосного и др. специального оборудования нефтяных промыслов для подачи воды к нагнетательным скважинам. Водораспределительные системы бывают нескольких типов.

Кольцевые водораспределительные системы строят на значительных по площади месторождениях (круглой или овальной формы). Они отличаются наиболее высокой надежностью ввиду наличия специальных перемычек, позволяющих оперативно исключать из схемы аварийные участки.

В комплекс сооружений водораспределительной системы входят :

водоочистная станция;

магистральные и подводящие водоводы;

подземные резервуары чистой воды;

кустовые насосные станции;

железобетонные распределительные колодцы;

водоводы высокого давления;

нагнетательные линии и скважины.

Магистральные водоводы обычно диаметром 800 – 1200 мм рассчитываются на давление 3 МПа. Диаметр водоводов высокого давления 100-150 мм, максимальное рабочее давление - до 25 МПа, пропускная способность до 2000 м³/сут. К трубопроводам такого типа подключают одну ( при диаметре = 100 мм) или две ( по 150 мм ) нагнетательные скважины. Все водоводы системы заводнения выполняются из цельнонатянутых бесшовных стальных труб.

Одна кустовая насосная станция обеспечивает водой до 10 нагнетательных скважин, работает на полном автоматическом режиме. Для предотвращения коррозионного оборудования, особенно при закачке сточных вод, на кустовых насосных станциях устанавливают дозировочные насосы подачи ингибиторов коррозии в водоводы высокого давления.

Насосные станции и установки для закачки воды

Для закачки воды используются насосные станции и установки, базирующиеся в основном на центробежных поршневых насосных агрегатов.

К насосным станциям, называемым кустовыми насосными станциями (КНС), подключается до нескольких десятков нагнетательных скважин.

Наибольшее развитие получили кустовые насосные станции блочного исполнения. Выделяются блочные кустовые насосные станции(БКНС) на базе центробежных насосов ЦНС-180 и ЦНС-500. Состав БКНС в зависимости от типа приведён в табл. 2.0, от числа насосов –в табл.2.1

К насосным станциям, называемым кустовыми насосными станциями (КНС), подключается до нескольких десятков нагнетательных скважин.

Наибольшее развитие получили кустовые насосные станции блочного исполнения. Выделяются блочные кустовые насосные станции(БКНС) на базе центробежных насосов ЦНС-180 и ЦНС-500. Состав БКНС в зависимости от типа приведён в табл. 2.0, от числа насосов –в табл.2.1

Состав блоков БКНС

Таблица 2.0

Тип БКНС	Наименование и шифр блоков
	Насосный (НБ)	Низко-вольтн-ой аппаратуры (БА)	Напор-ной гребён-ки (БГ)	Дренажных насо-сов (БД)	Обслу- жива- ния (БО)	Распре делительного устройства (РУ**)	Резер-вуар** Сточ-ных вод
БКНС 1 X100	1	1	1	-	-	1	1
БКНС 1 X150	1	1	1	-	-	1	1
БКНС 1 X200	1	1	1	-	-	1	1
БКНС 2 X100	2	1	1	-	-	1	1
БКНС 2 X100*	2	1	1	1	-	1	1
БКНС 2X 150	2	1	1	-	-	1	1
БКНС 2 X150*	2	1	1	1	-	1	1
БКНС 2X 200	2	1	1	-	-	1	1
БКНС 2 X200*	2	1	1	1	-	1	1
БКНС 3X100	3	1	2	-	-	1	1
БКНС 3X100*	3	1	2	1	-	1	1
БКНС 3X150	3	1	2	-	-	1	1
БКНС 3X150*	3	1	2	1	-	1	1
БКНС 3X200	3	1	2	-	-	1	1
БКНС 3X200*	3	1	2	1	-	1	1
БКНС 4X100	4	1	2	-	-	1	1
БКНС 4X100*	4	1	2	1	-	1	1
БКНС 4X150	4	1	2	-	-	1	1
БКНС 4X150*	4	1	2	1	-	1	1
БКНС 4X200	4	1	2	-	-	1	1
БКНС 4X200*	4	1	2	1	-	1	1
БКНС 2X500	2	1	1**	-	1	1	-
БКНС 3X500	3	1	1**	-	1	1	-
БКНС 4X500	4	1	1**	-	1	1	-

* С замкнутым циклом вентиляции.

** В комплект заводской поставки не входят.

Зависимость числа блоков от числа насосов

Таблица 2.1

Наименование блока в составе БКНС	Шифр блока	Число блоков при числе насосов в составе БКНС
		1	2	3	4
Насосный крайний	НБ-1	1	1	1	1
Насосный средний	НБ-2	-	1	2	3
Низковольтной аппаратуры	А-1 А-2	1 1	1 1	1 1	1 1
Напорной гребёнки	БГ-1	1	1	2	2
Распределитель-ный	РУ-6КВ	1	1	1	1
Возбудителей	БВ-1	-	1	1	1

В таблице 2.2 приведена техническая характеристика четырех основных групп блочных кустовых насосных станций: БКНС х 100; БКНС х 150, БКНС х 200; БКНС х 500.

Насосный блок включает в себя в качестве основных элементов центробежные многоступенчатые секционные насосы типа ЦНС-180 или ЦНС-500, основные показатели которых в зависимости от числа ступеней приведены в табл. 2.3 насосный блок включает также электропривод насоса (синхронного типа серии СТД со статическим возбуждением или асинхронного типа серии АРМ), маслоустановку для насосного агрегата, осевой вентилятор с электроприводом, пост местного управления с кнопкой аварийного останова, стенд приборов, запорно-регулирующую арматуру насосного агрегата, технологические трубопроводы.

В состав БКНС входят насосные блоки двух видов: НБ-1 (крайний насосный блок) и НБ-2 -средний). Блок НБ-1 обязателен независимо от числа насосных агрегатов в составе БКНС. Различие этих блоков - в исполнении их укрытия.

Приемная линия насосного агрегата оборудуется сетчатым фильтром и ручной задвижкой типа ЗКЛ2, нагнетательная линия – обратным клапаном и электроприводной задвижкой типа В-403 .

Блок напорной гребенки (БГ), предназначенный для учета и распределения поступающей от насоса ТЖ по напорным трубопроводам, размещают в отдельном цельнометаллическом боксе на расстоянии не менее чем 10 м от остальных блоков.

Включает в себя распределительный коллектор, коллектор обратной промывки, пункт управления, расходомер с сужающим устройством, запорный вентиль, вентилятор, площадку для обслуживания, электропечь.

Помимо блочных кустовых насосных станций в системах ППД нефтегазодобывающих управлений находят определенное применение кустовые насосные станции на базе насосов других типов, краткая характеристика которых приведена в табл. 2.4.

Перспективным направлением является применение гидропроводных модульных насосов с «абсолютной» регулируемостью подачи.

Техническая характеристика БКНС

Таблица 2.2

Параметры	Группа БКНС
	БКНС х 100	БКНС х 150	БКНС х 200	БКНС х 500
Тип базового насоса	ЦНС- 180-1050	ЦНС- 180-1422	ЦНС- 180-1900	ЦНС- 500-1900
Номинальная подача насоса, м3/ч		180
Давление нагнетания, МПа	10	14	18,6	18,6
Допустимое давление на всасывающей линии, МПа		2,7	2,7
Давление в системе охлаждения, Мпа		0,2	0,2
Давление в системе отвода воды из сальников и подпятника, МПа		0,4	0,4
Максимальный расход воды на охлаждение и подпор сальников, м3/ч	25	30	30
Температура закачиваемой воды, 0С		8 - 40	8 - 40
Номинальная расходуемая мощность насоса, кВт	675	970	1150	3340
Мощность электропривода, кВт	800	1250	1600	4000
Частота вращения, 1/мин		3000	3000
Напряжение питания электропривода, кВ		6 (10)	6 (10)
Напряжение в сети вспомогательных устройств, В		380 220	380 220
Ток электродвигателя	Трехфазный, переменный, 50 Гц
Давление в маслосистеме, МПа		0,3	0,3
Расход масла на один агрегат, л/ч		2,1	2,1
Условный размер труб, мм:
Приемных		150	150	-
Нагнетательных		125	125	-
Приемных блока гребенки		200	200	-
Выходных блока гребенки		100	100	-
Условный размер труб подвода и отвода охлаждающей воды, мм:
При разомкнутом цикле вентиляции (РЦВ)	50	100	100	-
При замкнутом цикле вентиляции (ЗЦВ)		100	100
Габариты насосных блоков, мм:
Длина		9804	9804	12000
Ширина		3102	3102	5000
Высота		2992	2992	5100
Наибольшая масса насосного блока, кг:
При РЦВ	18000	21900	23000	404000
При ЗЦВ	19800	22600	24400
Масса блока гребенки, кг		13470	13470	-
Источник отопления:
Штатный	Вторичное тепло оборудования			Электри-ческий
Дежурный	электрический			»
Вентиляция	Приточно-вытяжная с механическим инициированием			-
Автоматизация	комплексная			-

Основные показатели насосов типа ЦНС

Таблица 2.3

Марка насоса	Подача, М3/ч	Набор, м	Число ступе-ней	Потреб-ляемая мощ-ность, кВт	КПД, %	Масса, Кг
ЦНС 180 – 950	180	950	8	710	70	4080
ЦНС 180 – 1185	180	1185	10	880	70	4450
ЦНС 180 – 1422	180	1422	12	1060	70	4810
ЦНС 180 – 1660	180	1660	14	1230	70	5210
ЦНС 180 – 1900	180	1900	16	1420	70	5570
ЦНС 500 – 1400	500	1400	6	2460	80	5700
ЦНС 500 – 1650	500	1650	7	2900	80	6000
	500	1900	8	3340	80	6300

Подача и давление нагнетания насосов

Таблица 2.4

Марка насоса на КНС	Давление нагнетания, Мпа	Подача, м3/ч
8НД – 10х5	4 – 6	150 – 300
АЯП – 3 – 150х600	4 – 6	150 – 300
5МС – 7х10	10 – 12	150
9Ц – 12	15	160
ЦН – 150х150	15	150
ЦН – 150х200	20	150