Analiza sistemului de extracție cu pompe elicoidale cu studiul etanșării rotor-stator

INTRODUCERE

In stadiul actual al necesitatii in continua crestere de surse de energie , industria extractiva de hidrocarburi reprezinta unul din cele mai importante sectoare de activitate.

In acest context se vizează cresterea productiei de titei , atat prin descoperirea de noi rezerve , cât si prin marirea factorului de recuperare in special.

Stimularea productivitatii sondelor , conjugata cu extragerea unor debite cat mai mari in momentul inundarii sondelor de reactie , contribuie la marirea factorului de recuperare.

Perfectionarea metodelor de extractie a titeiului prin sonde , pe baza unei exploatari absolut stiintifice care sa duca atat la marirea productiei de titei cat si la reducerea consumului de energie , constituie un domeniu de activitate deosebit de important.

Perioada de tranzitie spre o economie de piata si limitarea rezervelor de titei si gaze fac ca atentia sa se indrepte spre exploatarea zacamintelor cantonate la mari adancimi , exploatarea platformei continentale a Marii Negre precum si marirea factorului de recuperare a titeiului din zacaminte.

In acest sens in proiect sunt analizate doua din sistemele de extractie in vaderea alegerii sistemului optim.

Sunt tratate astfel probleme legate de extractia titeiului prin pompaj elicoidal .

Specialistii care lucreaza in industria extractiva de petrol , au fost si sunt preocupati de gasirea unor metode care sa permita analiza si evaluarea cat mai exacta a curgerii amestecului de titei , gaze si apa prin coloane si tevi de extractie.

Cercetarile si experimentele efectuate in conditii de laborator si de santier , au condus la stabilirea unui numar relativ mare de teorii care au pus la dispozitie procedee pentru calculul gradientilor de presiune necesari in evaluarea variatiei presiunii in lungul acestor coloane .

CAPITOLUL 1

STADIUL ACTUAL AL TEHNOLOGIILOR DE EXTRACTIE A PETROLULUI

1.1 Pompajul centrifugal

Pompele centrifuge submersibile au fost aplicate pentru prima data in extractia titeiului in anul 1928. Cele mai folosite pompe centrifuge in santierele de petrol sunt de tip Reda. Aceste pompe sunt construite pentru o gama foarte mare de debite incepand de la 30-40 m3/zi pana la 6000-8000 m3/zi, in functie de diametrul coloanei in care se introduce. Pompele centrifuge submersibile se folosesc in special pentru debitel mari de lichid; se recomanda si in cazul titeiurilor foarte vascoase, precum si la extractia titeiului din sonde deviate.

Desi temperatura maxima la care rezista un motor obisnuit este de aproximativ 70-80◦C, aceste pompe pot fi folosite si in sonde adanci utilizand un echipament din material special care rezista pana la 150◦C. In caz de blocare cu gase, se opreste pompa si gazele se ridica in timp spre suprafata, datorita densitatii lor mai mici.

Componentele instalatiei de fund si suprafata

Incepand de la perforaturi in sus se disting urmatoarele parti componente:

- Motorul sau electromotorul submersibil. Acesta este de tip asincron cu rotorul in scurtcircuit. El este bipolar avand o viteza de 2900rot/min la o frecventa a curentului de alimentare de 50 Hz. Motorul este umplut cu ulei de transformator special, dielectric cu o constanta dielectrica de minimum 30 si bun conducator termic.

- Protectorul. Acesta are rol de a izola motorul si lichidul de transformator din el, de fluidele din sonda.

- Pompa. Pompa submersibila este o pompa centrifuga multietajata, care consta dintr-un rotor si un stator. Rotorul este format dintr-un ax vertical pe care sunt montate paletele rotorului si care se roteste intre doua lagare unul superior si altul inferior.

- Separatorul se foloseste cand sonda produce gaze si se monteaza intre protector si pompa.

- Centrorul, montat imediat sub motor, asigura o racire uniforma a motorului si protejeaza cablul de uzura prin frecare.

- Capul de pompare este echipat cu un dispozitiv special pentru suspendarea tevilor de extractie care asigura etansarea in jurul tevilor si a cablului.

- Cutia de jonctiune.

- Panoul de comanda.

- Transformatorul.

1.2 Pompaj cu pompe cu piston

Acestea se realizeaza cu ajutorul pompelor cu piston, introduse in sonda si actionate de la suprafata prin intermediul garniturii de pompare. Prajinile care actioneaza pompa pot fi cu sectiune plina sau tubulare. Unitatea de pompare de la suprafata poate fi cu balansier sau fara balansier(pneumatic, hidraulic sau mecanic).

In prezent peste 85% din totalul sondelor in productie din Romania se exploateaza prin pompaj de adancime cu prajini. O instalatie de pompare cuprinde utilajul de fund si cel de suprafata ca si in imaginea alaturata:

Utilajul de fund se compune din pompa de adâncime 1, separatorul de fund pentru gaze şi nisip 2 , ţevile de extracţie 3, prăjinile de pompare 4, ancora pentru ţevile de extracţie 5, curăţitoarele de parafină 6. Utilajul de suprafaţă cuprinde unitatea de pompare, capul de pompare 8 şi conducta de amestec 9. La rândul său unitatea de pompare se compune din balansierul 11 care se sprijină pe o capră de susţinere 15, reductorul 12, bielele 13, manivelele 14, rama sau sania 7 şi electromotorul 10.Pompa este introdusăîn coloana de exploatare cu supapa fixă sub nivelul la care se stabileşte lichidul în coloană, când pompa funcţionează. Distanţa de la nivelul de lichid (niveldinamic) până la supapa fixă se numeşte submergenţă dinamică a pompei (h).