Насосные станции и компрессорные станции нефтяных и газоконденсатных промыслов. Классификация промысловых НС и КС

Содержание
Введение…………..……………….…………....…………………….… 3
1. Насосные станции…………………...………….........……….....…... 4
2. Компрессорные станции…………………………………………..… 7
3. Классификация насосных станций нефтяных
и газоконденсатных промыслов…………………………………………..….. 9
4. Классификация компрессорных станций нефтяных
и газоконденсатных промыслов…..………………....................................… 13
Заключение...……………….………..................................................... 15
Список литературы………....……………………………...……...….. 17

Введение
Основное предназначение компрессорных станций - сообщение газу энергии путем сжатия его до определенного давления. Приобретенная газом энергия в последующем расходуется на преодоление газовым потоком гидравлического сопротивления трубопроводов.
Компрессорные станции (КС) являются одним из основных объектов газотранспортных систем. На них приходится порядка 25% всех капиталовложений в системы транспорта газа и 60% всех эксплуатационных расходов по этим системам.
Компрессорные станции представляют собой совокупность относительно разнородных объектов, функционально подчиненных друг другу. Это - основные и вспомогательные технологические установки по транспорту газа, вспомогательные системы, обеспечивающие всю КС и ее технологические установки энергией, водой, тепловой энергией, связью и т.д., а также подсобно-производственные и административно-бытовые помещения, вспомогательные объекты.
Насосная станция является технологической частью системы сбора нефти и газа на полях и их последующей транспортировкой.
Оборудование насосной станции, особенно насосы, информирует нефть и газ дополнительной головки, необходимой для их транспортировки в направлении зон высокого давления через системы сбора и подготовки.
Функционирование насосной станции регулируется двумя нормативными документами. Это технологическая схема и технические регламенты. Они утверждены техническим директором нефтегазодобывающего и транспортного предприятия.
Как правило, насосная станция используется в удаленных полях. Потребность в использовании насосных станций объясняется тем, что часто на таких нефтяных месторождениях нефтегазоносный слой для транспортировки нефтегазовой смеси в УПСВ недостаточен.
1. Насосные станции
Одним из наиболее востребованных видов инженерного оборудования являются насосные установки. Насосы используются в большинстве промышленных систем, обеспечивая работоспособность жизненно-важного оборудования и стабильное функционирование промышленного предприятия или комплекса. Поэтому к насосным станциям предъявляются даже более жесткие требования, нежели к другим элементам инженерных коммуникаций.
Растущим запросам потребителей в полной мере отвечают насосные станцииГПМ-НС, которые производит завод «Газпроммаш».
Насосные станции ГПМ-НС предназначены для перекачивания различных жидкостей (нефть, конденсат, метанол и др.) на технологических объектах нефтегазовой и химической промышленности.
Оборудование станции может быть размещено в нескольких отдельно стоящих блок-боксах, в сборном здании блочно-модульного типа или в капитальных зданиях.
Станции предназначены для эксплуатации на открытом воздухе в районах с умеренным и холодным  климатом в условиях, нормированных для исполнения У и ХЛ по ГОСТ 15150.
По отдельному договору с заказчиком станции могут быть спроектированы и изготовлены в других климатических исполнениях.
В состав станции могут входить следующие узлы и системы:
а) Узлы
– переключающей арматуры;
– очистки перекачиваемой среды от механических примесей;
– замера расхода перекачиваемой среды (технологического, коммерческого);
б) Системы
– автоматизации;
– электроснабжения;
– отопления и вентиляции;
– контроля загазованности;
– пожарной и охранной сигнализации;
– автоматического пожаротушения.
Набор систем и узлов определяется в каждом конкретном случае в зависимости от решаемых задач. По требованию заказчика отдельные узлы и системы в состав станции могут не входить или включаться другие, не указанные выше.
Насосная станция оснащена системой автоматики, выполняющей следующий перечень стандартных операций (все параметры передаются на верхний уровень автоматизации):
а) по технологическим узлам:
– дистанционное управление из диспетчерского пункта (ДП) эксплуатирующей организации по каналам телемеханики автоматической запорной арматурой;
– дистанционное измерение давления и температуры;
– измерение расхода перекачиваемой среды;
– автоматическая остановка работы станции при возникновении аварийных ситуаций;
б) по контролю загазованности помещений:
– контроль и световая сигнализация загазованности технологических помещений;
– контроль неисправности прибора сигнализации загазованности;
– автоматическое включение вытяжной вентиляции;
в) по системе питания средств автоматизации:
– автоматический ввод в работу резервного питания при исчезновении напряжения основного источника питания;
– электропитание от сети ~ 220 В, 50 Гц и от резервного источника питания = 24В, обеспечивающего непрерывную работу системы автоматизации, с сохранением всех ее функций в течение суток;
г) по охранно-пожарной сигнализации:
– передача сигналов о нарушении блокировки дверей, о пожаре в помещениях, о неисправности прибора охранно-пожарной сигнализации на пульт оператора или ДП эксплуатирующей организации;
– блокировка вытяжных вентиляторов при пожаре.
Цветовая гамма наружных покрытий блоков выполняется в соответствии с пожеланиями заказчика, либо по принятым корпоративным стилям.
2. Компрессорные станции
Предназначение:
- для сбора попутного газа
- перегонки газа на ГПЗ
- компрессоры применяют для- перегонки газа потребителю
Компрессор – это машина для сжатия воздуха или газа до избыточного давления не менее 2 атм. Если давление менее 2 атм., то они относятся к вентиляторам.
Подразделяются по устройству:
- обычные (поршневые, винтовые пластинчатые)
- полаточные турбокомпрессоры  (центробежные и осевые)
По давлению, создаваемому в зависимости от давления нагнетания
- низкого давления от давления от 0,2 до 1 МПа
- среднего давления от 1 до 10 МПа
- высокого от 10 до 100 МПа
- сверхвысокого более 100 МПа
По техническому исполнению компрессоры подразделяются на1. Ротационные
2. Поршневые
3. Турбокомпрессоры
4. Винтовые
1. Ротационные применяются при небольшом расходе и давлении  до < 0,20 МПа
2. Турбокомпрессор Рнаг.<1 МПа
3. Поршневые Рнаг.>1 МПа
4. Винтовые применяются при высоком содержании жидкости
На нефтяных промыслах применяют вакуумные компрессорные станции. Дожимные компрессорные станции, компрессорные станции для газлифта, технологические компрессорные станции, которые применяются при подготовке газа и при низкой температурной сепарации.
Компрессорная станция состоит из:
1 – машинный зал с компрессором
2 – система охлаждения компрессора
3 – система питания компрессора
4 – система смазки
система контроля (управления) автоматики.
3. Классификация насосных станций нефтяных и газоконденсатных промыслов
Промысловые насосные станции классифицируются по назначению. Различают три вида станций:
- насосные станции для транспорта продукции скважин по территории месторождений от скважин до центральных пунктов сбора нефти;
-насосные станции (насосные установки), обеспечивающие функционирование центральных пунктов сбора нефти, где осуществляется подготовка нефти к транспорту на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ);
- насосные станции для закачки воды в нефтеносные пласты через нагнетательные скважины и добычи таким способом нефти.
Приведенная классификация насосных станций нефтяных промыслов является самой общей. На отдельных месторождениях она может иметь несколько иной вид. В частности, на ряде промыслов отсутствуют станции для закачки воды в нагнетательные скважины. Их роль выполняют высоконапорные погружные насосы водозаборных скважин, которые ведут прямую перекачку воды из водозаборных скважин в нагнетательные. Такой вариант обычно применяется на тех месторождениях, где для заводнения нефтяных пластов используют подземные воды.
Встречаются и другие отличия от приведенной выше общей классификации.
В зависимости от условий работы станций на них используются насосы различных типов. Тип насосов определяется в основном свойствами перекачиваемой жидкости.
Промысловые жидкости, транспортируемые насосными станциями, не являются в полном смысле нефтями. Это смесь различных жидкостей, газов и твердых включений.
Жидкая часть продукции скважин представлена жидкими углеводородами (собственно нефть) и водой, содержание которой в общем объеме продукции может составлять от нуля до 90-95%. Состав попутного нефтяного газа, добываемого совместно с нефтью, варьируется в широких пределах не только для различных месторождений, но и для одного и того же месторождения в различные годы его эксплуатации. Плотность газовых смесей при этом обычно находится в интервале 0,7-3,5 кг/м3.
Достаточно разнообразны и твердые включения. Количественная и качественная характеристика их имеет широкий спектр. Данные включения содержат в различных соотношениях частицы горных пород, выносимых потоком из скважин, окалину трубопроводов и технологического оборудования, а также твердые углеводороды в виде парафинов, церезинов, асфальтенов, смолистых веществ и так далее.
Естественное различие нефтей по вязкости и плотности дополняет общую картину физико-химических свойств промысловых жидкостей.
Столь большое разнообразие продукции скважин приводит к необходимости применения на промысловых НС насосов различных типов, так как каждый тип насосов предназначен для перекачки определенных видов жидкостей и имеет свою область рационального применения.
На промысловых насосных станциях в основном используют центробежные насосы и две разновидности объемных насосов - поршневые и роторные.
Центробежные насосы находят применение при перекачке больших объемов нефти и в тех случаях, когда не требуются большие напоры. Их применяет в основном на крупных месторождениях с маловязкой жидкостью.
Перекачка вязких нефтей производится объемными насосами. При этом роторные насосы, как правило, используются для перекачки нефтей повышенной вязкости и в тех случаях, когда производительность НС должна быть достаточно высока.
Из центробежных насосов на промыслах наибольшее распространение получили насосы типов АЯП, КСМ, МС, НК, НД, НМ, ЦНС. В Западной Сибири в последнее время предпочтение отдается преимущественно насосам ЦНС.
Поршневые насосы в основном применяются там, где нефть содержит значительный процент парафина (15%) и для нормальной перекачки таких нефтей требуется не только ее подогрев, но и сравнительно высокие давления, которые не могут развить центробежные насосы.
Для перекачки нефти и водонефтяных эмульсий (с содержанием свободного газа до 15%) широкое применение получили центробежные насосы.
Маркировка насосов расшифровывается следующим образом:
Н - нефтяной; К - консольный с подшипниковым кронштейном; С - секционный; М - моноблочный; МС - многосекционный; Д - двухстороннего входа (рабочее колесо двухстороннего входа); ЦНС - центробежный нефтяной секционный.В маркировке насосов помимо буквенных обозначений приводятся группы цифр, с помощью которых сообщаются более детальные технические характеристики машин. Цифровые обозначения вносятся в маркировку двумя различными способами.
При одном из них общая маркировка насоса выглядит следующим образом:
8 НД - 10х5.
Здесь первая цифра (8) соответствует диаметру входного патрубка насоса (в миллиметрах), уменьшенному в 25 раз и округленному. Вторая группа цифр (10) представляет коэффициент быстроходности насоса, уменьшенный в десять раз и округленный. Последняя группа цифр (5) отражает число ступеней насоса.
Аналогично насосам НД маркируется и другие типы насосов, например насосы НК и МС.
При втором способе маркировки вводимые в нее цифровые обозначения соответствуют основным технологическим характеристикам насосов, например
НМ -200-120-120 .
Первая группа цифр (200) здесь указывает на подачу насоса, выраженную в кубических метрах в час, вторая (120) - также на подачу и в тех же единицах, но только при сменном роторе на пониженную подачу. Последняя группа цифр (120) дает информацию о напоре, развиваемом насосом в метрах столба перекачиваемой жидкости.
Рассмотренные центробежные насосы используются для перекачки промысловой нефти с содержанием твердых взвешенных частиц в количестве не более 0,2% и размером не более 0,2 мм.
В отличие от центробежных объемные насосы находят на нефтяных месторождениях значительно меньшее применение, и это в основном поршневые насосы. Наиболее распространены поршневые насосы типов У8-3, 9МГр, НТ-150, 11ГР. Все эти насосы грязевые. Они не рассчитаны на перекачку нефти и, соответственно, не в полной мере отвечает условиям работы промысловых НС. В частности, мощность данных насосов заметно превосходит потребную на промысловых станциях, габариты и вес их чрезмерно высоки. Некоторые конструктивные элементы насосов, например уплотнения, не выдерживает длительного контакта с нефтяной средой и быстро выходят из строя.
Перечисленные обстоятельства заставляют, по возможности, избегать применения данных насосов для внутрипромысловой перекачки продукции скважин и заменять их либо на центробежные, либо на роторные насосы.Среди роторных насосов наиболее распространены винтовые: МВН-1,5; МВН-6; МВН-10; ВН-50; ЭНН-120-5; ЭНВ-32/25; 2ВВ-500/10. Реже применяются шестеренчатые или роторно-зубчатые насосы типа РЭ. Ограниченное использование последнего типа насосов объясняется необходимостью более тщательной очистки для них перекачиваемой жидкости от механических примесей по сравнению с винтовыми. А это в условиях промыслов не всегда возможно и рационально.
4. Классификация компрессорных станций нефтяных и газоконденсатных промыслов
Обычно перекачивающие устройства подразделяются на группы, в зависимости от типа обслуживаемого ресурса. В большинстве случаев работа компрессорной станции ориентирована на применение в газовых трубопроводах, но также есть и воздушные модели. Газовые станции обеспечивают сжатие носителя до определенного уровня давления, после чего перемещают его на специальные объекты дальнейшей переработки. Воздушные установки позволяют получать сжатый воздух, который может использоваться для менее масштабных работ. Например, для обеспечения функции пневмооборудования, а также реакций и процессов, требующих применения кислорода. В свою очередь, станции для газопроводов подразделяются еще на три группы: дожимные, линейные и головные.
Дожимные станции.
Такие станции монтируются на подземных газовых хранилищах. Оборудование выполняет две функции: транспортировку газа от магистрального газопровода непосредственно на объект для хранения и его дальнейший отбор для перекачки конечным потребителям. Как правило, отбор из центрального трубопровода дожимная компрессорная станция обеспечивает в зимний период, после чего природный газ распределяется для последующего снабжения пользователей. Станции такого типа могут устанавливаться и на газовом месторождении. Такое применение обычно оправдывает себя, если пластовое давление опускается ниже допустимого значения. Отличием дожимной установки от других разновидностей является высокая сила сжатия и применение в конструкции более эффективных очистительных устройств, среди которых сепараторы, фильтры, осушители и пылеуловители. В результате дожимная компрессорная станция улучшает подготовку газа, который отбирается из магистральной сети или из подземного хранилища.
Головные станции.
Станции головного типа используются на участках, следующих после газового месторождения. Основной задачей таких устройств является поддержание оптимального давления голубого топлива для его последующей транспортировки по магистральной сети. Дело в том, что в процессе разработки месторождения природного газа пластовое давление в трубах резко падает. Для его повышения как раз используется головная компрессорная станция газопровода, которая, к слову, также обладает немалой степенью сжатия. Функцию таких установок обеспечивает последовательная работа целого комплекса перекачивающих узлов и агрегатов. На головных станциях предъявляются особые требования к подготовке газа: его очищают от побочных продуктов, производят осушку от конденсата, а также удаляют механические примеси.
Линейные станции.
Компрессорное оборудование линейного типа устанавливается на магистральных трубопроводах через каждые 150 километров. В перечень их задач входит компримирование отбираемого на подготовку газа с давлением на входе и выходе. Линейная насосно-компрессорная станция обеспечивает наиболее качественную очистку технологического сырья. Это обусловлено тем, что в состав оборудования входят высокотехнологичные циклонные пылеуловители, заменившие менее эффективные масляные аналоги.
В такой комплектации станция одновременно очищает газ от различных примесей, испаряет влагу и удаляет грязевые отложения. Эффективность очистительной подготовки варьируется от 85 до 98 %. Качество фильтрации, которое обеспечивает компрессорная станция, зависит от расхода в трубопроводе и модели циклона. Линейные станции могут оснащаться циклонными пылеуловителями в количестве до 6 единиц, что повышает эффективность газовой очистки.
Заключение
Нефтяная насосная станция представляет собой комплекс сооружений и устройств для перемещения нефти до потребителя или до следующей насосной станции.
В системе внутрипромыслового сбора и транспорта продукции нефтяных скважин предусмотрены дожимные насосные станции, обеспечивающие транспорт продукции скважин по нефтесборным коллекторам до установок подготовки нефти и центральных пунктов сбора и подготовки нефти.
В системе магистральных нефтепроводов различают головные и промежуточные насосные станции. Головная предназначена для приема нефти и подачи ее в магистральный нефтепровод, промежуточная – для обеспечения повышения давления перекачиваемой нефти в магистральном нефтепроводе.
Насосная станция состоит из основного оборудования – магистрального и подпорных насосных агрегатов, включая систему КИП и автоматики, и вспомогательного – системы смазки, охлаждения, вентиляции, сбора и отвода утечек.
По виду выполняемой работы выделяют КС дожимные (головные), линейные КС магистральных газопроводов. КС подземных хранилищ газа, нагнетательные КС обратной закачки газа в пласт.
Дожимные (головные) КС предназначены для повышения давления добываемого газа до расчетного давления газопровода 5,4.5-7,45 МПа. Развитие их осуществляется поэтапным вводом 2-3 последовательно работающих компрессорных цехов по мере снижения давления добываемого газа. Общая степень повышения давления до 10 раз. мощность цеха 90-96 МВт, производительность -до 90 млн. м^/сут.
Линейные КС устанавливаются через каждые 90-150 км газопровода для компенсации потерь давления газа на предшествующем участке. Они состоят из ряда параллельно работающих компрессорных цехов соответственно числу рабочих ниток газопровода. Степень повышения давления в компрессорном цехе 1,3-1,7, выходное давление до 7,45— 8,3 МПа, мощность 90-80 МВт, производительностъ до 96 млн. м3/сут.
КС подземных хранилищ газа обеспечивают закачку газа в хранилище в летний период и компрессорный отбор его в зимний период. Они обеспечивают равномерную сезонную загрузку газотранспортной системы в целом. Работа обеспечивается рядом компрессорных цехов, но схеме параллельно-последовательного сжатия. Макс. давление закачки до 15-20 МПа, степень повышения давления до 3 4, мощность до 180-200 МВт, производительность 50— 60 млн. м3/сут.
Список литературы
1. CD-ROM. Электротехника: оборудование компрессорное, агрегаты и установки компрессорные. Электронный справочник (актуализация на 01.04.2009). - Москва: Высшая школа, 2013. - 944 c.;
2. Богомольный, Е.И. Насосная добыча высоковязкой нефти из наклонных и обводненных скважин / Е.И. Богомольный. - М.: Недра, 2013. - 101 c.;
3. Государственные элементные сметные нормы на монтаж оборудования. ГЭСНм-2001. Часть 7. Компрессорные установки, насосы и вентиляторы. - М.: ФГУ ФЦЦС, 2012. - 587 c.;
4. Государственные элементные сметные нормы на пусконаладочные работы. ГЭСНп-2001. Часть 6. Холодильные и компрессорные установки. - М.: ФГУ ФЦЦС, 2012. - 447 c.;
5. Динамика насосной функции сердца / Б.А. Константинов и др. - М.: Наука, 2013. - 152 c.;
6. Дроздов, Николай Насосно-эжекторные системы для водогазового воздействия на пласт / Николай Дроздов. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2014. - 172 c.;
7. Зинаида, Запруднова und Мария Кусильман Картографическое обеспечение ПЭМиК строительства компрессорных станций / Зинаида Запруднова und Мария Кусильман. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2014. - 108 c.;
8. Иванов, Б. К. Машинист компрессорных установок / Б.К. Иванов. - М.: Феникс, 2013. - 352 c.;
9. Иванов, Б.К. Машинист компрессорных установок. Учебное пособие / Б.К. Иванов. - М.: Феникс, 2014. - 305 c.