Принцип работы любой насосной станции довольно прост и состоит в том, что насос закачивает воду в накопительный бак, и вода пополняется по мере израсходования. Датчик уровня, следящий за уровнем воды в баке, включает и отключает насос.

Насосная станция водоснабжения это моноблок, в котором насос соединен с гидроаккумулятором через реле, которое автоматически при падении давления поступающей воды до определенной критической величины включает насос для повтора цикла. Насосные станции необходимы при подаче воды из глубинных скважин либо каких-то других автономных источников. Их можно также применять для перекачивания воды из водопроводной сети с недостаточным напором и для заполнения накопительных емкостей про запас. Система не нуждается в погружении и монтируется на поверхности, не требуя при этом какого-то специального контроля за безопасностью, так как все процессы, включая устранение гидроудара, выполняются или автоматически, или полуавтоматически. Для канализационных систем производятся специальные канализационные насосные станции, конструкция которых в целях улавливания твердых включений оснащается дополнительной емкостью. Для этой же цели не менее эффективно использование насоса с режущим механизмом. Перед покупкой насосной станции рекомендуется точно знать объем потребляемой воды, чтобы с максимальной точностью подобрать необходимый именно вам гидроаккумулятор. Только тогда вам будет обеспечена длительная и надежная эксплуатация всей системы в целом. Насосные станции, подающие глубинную воду, оснащены специальными инжекторами, соединенными со струйно-центробежным насосом. Станции с выносными эжекторами оборудованы теми же типами насосов, но именно то, что их эжектор не встроен, а опускается на дно, позволяет качать воду из скважин с пятидесятиметровой и более глубины. Основной же насосный агрегат при этом остается на поверхности. Такие станции весьма удобны, когда скважина значительно удалена от потребителя. Они имеют невысокий КПД и достаточно критичны в отношении сильно загрязненной различными взвесями воды.

Итак, кажущийся простым принцип работы насосной станции включает в себя достаточно сложное устройство системы водоснабжения.

Насосная станция в качестве комплекса гидротехнических средств и оборудования способна выполнить работы, связанные с водозабором из источников орошения или осушения, с подъемом и транспортированием воды к месту потребления или транспортировкой воды в сборный бак.

Насосные станции (НС) можно классифицировать по разным признакам, как:

• область применения и назначение,
• уровень подачи, что означает расположение относительно источника воды (это станции береговые, русловые, стационарного и передвижного типа),
• строительные особенности (заглубленные, незаглубленные, с совмещенными и не совмещёнными водозаборами и -выпусками). Насосные станции можно подразделить на:
• оросительные станции, поднимающие воду к оросительным каналам;
• осушительно-оросительные системы насосных станций, осушительно-увлажнительные системы,
• осушительные станции, отводящие воду с мелиорированных участков;
• подкачечные, служащие для подвода воды к закрытым оросительным системам.

У насосных станций может быть разный уровень подачи, независимо от области применения и напора: малый уровень подачи - до 1 м³/с; средняя подача - 1 - 10 м³/с, высокая подача - 10 - 100 м³/с и уникальные станции с подачей, превышающей 100 м³/с.

По источнику энергии насосные станции классифицируют на электрифицированные и тепловые станции. Последние работают от привода двигателя внутреннего сгорания. Насосные станции могут иметь сезонный режим работы и работать круглогодично. Различают насосные станции, забирающие воду из поверхностных источников воды, и из-под земли. Стационарные насосные станции устанавливаются в помещениях или здании, которое служит для расположения основного и вспомогательного гидромеханического, электротехнического и механического оборудования, трубопроводной арматуры и т.д. По конструктивным особенностям их классифицируют на наземные, камерные и блочные насосные станции. По характеру управления стационарные насосные станции могут управляться вручную и автоматически. Выбор насосной станции стационарного типа определяется рядом факторов, а также техническими и экономическими расчетами.

Передвижные насосные станции по сравнению со стационарными насосными станциями более мобильны, маневренны, их цена на 20 - 25% дешевле. Их используют для подачи воды в оросительную систему открытого или закрытого типа, в дождевальные устройства и для систем водоснабжения. Передвижные насосные станции достаточно подвижны, что делает возможным их применение на разных участках орошения в течение всего поливного сезона. Их целесообразное использование при поливе пойменных участков, при значительных колебаниях уровня воды в источнике не требует сооружения дорогостоящих водозаборных устройств, а глубина водоисточника в месте забора воды не должна быть < 0,6 - 0,8 метров. Если глубина окажется меньше, то следует применять устройство самого простого подпорного сооружения или приямка. Выбирая место для установки передвижной насосной станции, следует смотреть на подход к воде и площадку для насосной станции, которая должна обеспечивать высоту всасывания макс. 1,5 - 3 метра. Насосные станции передвижного типа могут быть сухопутными и плавучими, они могут иметь собственный двигатель внутреннего сгорания и электрический двигатель с приводом от вала с отбором мощности от трактора, который транспортирует насосную станцию ко всем местам водозабора. Сухопутные насосные станции можно классифицировать, в свою очередь, на станции навесной и прицепной конструкции. Выпуск передвижных насосных станций серийно налажен при их широком применении в мелиорации, они быстро устанавливаются, перемещаются при изменении уровней в источнике с водой, обслуживают несколько объектов.

ПНС с приводом от собственного двигателя классифицируются по производительности: 25 - 750 литров / секунду, по напору: 5 - 100 метров, по конструкции ходовой части: на полозьях или колёсах.

Насосные станции сооружаются, как правило, за короткий период времени с применением высоких технологий, совершенного унифицированного оборудования и новейших методов выполнения строительства. Насосные станции или установки включают машинное помещение с насосами, водозаборные системы, водоприёмники, камеры переключений, ёмкости с водой. Любая насосная установка не может обойтись без электрического хозяйства и трансформаторной подстанции, которые могут находиться в одном помещении с машинным залом. Некоторое из выше перечисленного оборудования может отсутствовать или объединяться с функциональной точки зрения. Например, машинный зал насосной станции может составлять одну строительную конструкцию с водоприёмником, что является типичным для насосных станций I подъёма. У насосных станций водоотведения машинный зал может быть совмещён с приемным резервуаром. Насосное оборудование насосной установки может различаться в зависимости от её назначения, бывают установки с горизонтально и вертикально расположенными насосами, с насосами осевыми и центробежными, которые могут быть установлены с положительной высотой всасывания или с подпором, то есть под залив.

Расположение машинного зала относительно поверхности земли характеризует насосные станции как станции:

• наземного типа;
• полузаглубленные станции;
• заглубленного и
• подземного типа.

Для наземных насосных станций характерно расположение пола машинного помещения на уровне отметок окружающей земли, может быть предусмотрен въезд автотранспорта.

Для полузаглубленных насосных станций пол заглубляется по сравнению с уровнем земли, у них отсутствует перекрытие между машинным помещением и первым этажом, присутствие которого является характерным для насосных станций заглубленного типа. Если станция достаточно сильно заглубляется, то могут иметь место дополнительные подземные этажи для расположения вспомогательного оборудования. Эти насосные станции носят название насосных станций шахтного типа.

Для подземных насосных станций характерно их полное расположение под землей, компактная конструкция и автоматическое управление. Они могут быть прямоугольной (легче осуществлять монтаж унифицированных компонентов оборудования), круглой формы, иметь вид эллипса (легче воспринимают давление гидростатики) или сложную форму. По типу управления насосные станции подразделяются на: - станции, оснащённые ручным управлением, когда обслуживающий персонал в лице операторов управляет операциями станции; - с автоматической системой управления, когда все операции выполняются автоматически, регулирование осуществляется по уровню воды в баке или давлению воды в линии и т.д.; - с полуавтоматическим управлением, когда включение и отключение станции осуществляется оператором, а все остальные операции производятся в автоматическом режиме; - станции, управляемые дистанционно из удалённой диспетчерской станции. При подборе насосной станции обычно ведётся сравнение всех технических характеристик и экономических показателей нескольких видов станций, в зависимости от цели и будущего назначения оборудования, ведётся оценка сточных вод (на наличие или отсутствие в них твердых включений, вязкость и плотность сточных вод, агрессивность их среды, температурные условия). Немаловажно определить и сферу использования: бытовая ли это насосная установка или промышленная.

• водопроводные,
• канализационные.

К канализационным насосным станциям (КНС) относятся конструкции, которые обеспечивают удаление сточных вод: ливневых, фекальных, промышленных. Они имеют следующие преимущества:

• довольно длительный срок эксплуатации; часто это объясняется использованием на комплектующих деталях стеклопластика, который не ржавеет и не гниёт;
• безопасный режим работы вследствие наличия датчиков давления и уровня жидкости, которые контролируют функционирование системы;
• компактное исполнение;
• возможность обеспечения полностью автоматического режима работы системы;
• экологически чистый подход при эксплуатации: нет неприятного запаха и бесконтрольного выброса сточных вод.

Канализационная насосная установка размещается в корпусе и включает в себя насосы (основные и вспомогательные), датчики, трубопровод, соединительные патрубки. Основная отличительная особенность канализационной насосной станции заключается в наличии специального контейнера для попадания содержащихся в сточных водах крупных частиц. Контейнер периодически извлекается и опорожняется, затем чистится. Канализационные насосные установки могут функционировать почти в любых атмосферных условиях, что является также их плюсовым моментом.

В современной автономной водопроводной системе важнейшим компонентом является сегодня насосная установка, которая или приобретается в готовом виде, или собирается самим пользователем, если речь идёт о компактной установке для частного дома. Чтобы не иметь проблем с эксплуатацией насосной установки, следует хорошо понимать принцип её работы. Для правильного подбора насосной станции для своих конкретных нужд, следует иметь в виду 2 фактора: технические параметры насосной станции и нюансы имеющейся скважины. Среди технических параметров, как всегда, речь ведут, в первую очередь, о производительности. Это значит, что станция должна поднимать на высоту такой объём воды, который обеспечит все необходимые для дома и придворных построек нужды. Для характеристик скважины важную роль играют производительность, её глубина, статистический уровень воды (если насос вне работы), динамический уровень воды (если насос в работе), тип фильтра и Ø трубы. Стандартные насосные станции поднимают воду эффективно с глубины скважины макс. 9 м. Они могут быть оснащены или самовсасывающим центробежным насосом, или самовсасывающим вихревым насосом. Относительно мощности станции можно сделать следующий вывод, который нам подсказывает практика: для дома, где проживает семья из четырёх человек, достаточно будет приобрести насосную станцию малой или средней мощности, 2-4 м³/ час, и с напором 45-55 метров.

Насосные станции с накопительным баком считаются уже устаревшими, но такие станции еще встречаются. Накопительный бак очень громоздкий, уровень воды в нем и напор контролирует поплавок, данные выводятся на датчик, который, срабатывая, дает сигнал на подкачку воды. Это всегда была популярная система водоснабжения, однако недостатков у этой системы было множество:

• всегда низкий напор, так как вода поступает в бак самотеком;
• большие размеры бака;
• сложная установка бака, ибо он должен размещаться выше уровня самой станции;
• при выходе из строя датчика переполнения вода начинает переливаться в помещение.

Современные насосные станции снабжаются гидроаккумулятором. Суть состоит в том, что на станции устанавливается реле давления. Станции, оснащённые гидроаккумулятором, считаются станциями прогрессивными и имеют гораздо меньше недостатков. Реле контролирует верхнюю границу давления окружающего воздуха, который сжимается в гидроаккумуляторе под давлением воды. После установки необходимого давления насос отключается, и включается снова только при поступлении сигнала от реле о нижней границе давления.

Итак, все равно, какая насосная станция, с накопительным баком или гидроаккумулятором, она укомплектовывается насосным агрегатом, мембранным баком под напором, реле давления, манометром, кабелем и разъемами для подключения. Различают насосные станции также по типу рабочего насоса, который может быть с эжектором и без эжектора. Если эжектор встроенный, то вода поднимается за счет созданного разряжения. У этих насосных станций довольно высокая стоимость, однако она вполне оправданная, они могут подавать воду с глубины 20-45 метров. Оборудование этих станций высокопроизводительное, довольно компактное, но работает очень шумно, и в связи с этим его лучше размещать в подсобных помещениях.

Имеются также насосы для насосных станций с выносным эжектором, который погружают вместе с двумя трубами в скважину или колодец. Вода поступает в эжектор по одной трубе, образуя всасывающую струю. В системе не должно быть воздуха и песка, КПД этих насосов намного ниже, чем у стандартных насосных станций. Такая станция может быть установлена дома, она работает бесшумно.

На самом же деле насосов, из которых комплектуют насосные станции, существует огромное количество.

В последние годы заметно улучшилось производство в нашей стране пожарных автомобилей, эффективность работы которых определяет, как правило, качественный показатель насосной установки, которая является, как бы, не самым главным элементом пожарной машины. Насосные установки, используемые в технике пожаротушения, представляют собой совокупность инженерных коммуникативных систем, способных обеспечить безопасность людей в здании в момент начавшегося пожара. Основной целью подобных конструкций является ликвидация распространяющегося возгорания, качественное тушение пожара и быстрое удаление дыма и углекислого газа из здания.

Раньше пожарные машины оснащались обычным пожарным насосом. Пожары бывают разные, и, соответственно, их тушение также обладает рядом отличительных особенностей, что обусловлено различными требованиями к работе насосных установок. Чтобы ликвидировать пожар на верхних этажах, нужна насосная установка с высоким давлением. А для ликвидации крупных лесных пожаров нужна пожарная машина с высокопроизводительной насосной установкой (70 - 100 л/с). И будет достаточно одной машины, а не двух по 40 литров в секунду каждая.

В конструкциях последних моделей пожарных насосных установок, изготавливаемых мировыми лидерами в данной области, следует отметить оснащение их новыми системами контроля и дистанционного управления, регулирование давления в автоматическом режиме, автоматика водозаполнения и дозировки пенообразующего вещества, вывод данных на жидкокристаллический экран. Однако такую технику тяжело эксплуатировать в наших условиях, когда речь идёт о пожарах глобального уровня, например, в условиях сибирского климата. Какой жидкокристаллический экран насосной установки выживет после пожара в таких условиях?

Одним из важных элементов насосной установки пожарной машины считается вакуумная система водозаполнения, работающая от открытого водоема. Вакуумный способ водозаполнения может быть ручным и автоматическим, в качестве вакуумного насоса установки могут работать поршневые, мембранные, шиберные, водокольцевые, газоструйные насосы и др. Каждая из этих систем в оснащении насосной станции для пожарных автомобилей подходит для определенных условий работы.

Работа вакуумной системы водозаполнения, в частности, уровень и скорость вакуумирования, непосредственно связана с функцией привода двигателя, или скорости оборотов данного двигателя. Это связано с определенными неудобствами в техническом обслуживании пожарной техники, необходима ежедневная проверка на «сухой вакуум». Насосы вакуумной насосной станции представляют собой автономную вакуумную систему и были разработаны недавно по заказу МЧС России. Они снабжены автономным электроприводом, получающим питание от аккумулятора пожарной машины. Электрические сигналы, управляя насосами, автоматизируют почти все процессы, входящие в операции по пожаротушению, и являются на сегодня самыми перспективными в вопросе водозаполнения. Это уже отметили все известные производители пожарных машин в России.

Дожимные насосные станции (ДНС) применяются в тех случаях, если на месторождениях (группе месторождений) пластовой энергии недостаточно для транспортировки нефтегазовой смеси до УПСВ или ЦППН. Обычно ДНС применяются на отдаленных месторождениях.

Дожимные насосные станции предназначены для сепарации нефти от газа, очистки газа от капельной жидкости, дальнейшего отдельного транспортирования нефти центробежными насосами, а газа под давлением сепарации. В зависимости от пропускной способности по жидкости существует несколько типов ДНС.

Дожимная насосная станция состоит из следующих блоков:

· буферной емкости;

· сбора и откачки утечек нефти;

· насосного блока;

· свечи аварийного сброса газа.

Все блоки ДНС унифицированы. В качестве буферной емкости применяются горизонтальные нефтегазовые сепараторы (НГС) объемом 50 м 3 и более. ДНС имеет резервную буферную емкость и насосный агрегат. Технологической схемой ДНС буферные емкости предназначены для:

· приема нефти в целях обеспечения равномерного поступления нефти к приему перекачивающих насосов;

· сепарации нефти от газа;

· поддержания постоянного подпора порядка 0,3 - 0,6 МПа на приеме насосов.

Для создания спокойного зеркала жидкости внутренняя плоскость буферной емкости оборудуется решетчатыми поперечными перегородками. Газ из буферных емкостей отводится в газосборный коллектор.

Насосный блок включает в себя несколько насосов, систему вентиляции, систему сбора утечек жидкости, систему контроля технологических параметров и систему отопления. Каждый насос имеет электродвигатель. Система контроля технологических параметров оборудуется вторичными датчиками, с выводом показаний приборов на пульт управления в операторной ДНС. В насосном блоке предусмотрено несколько систем защит при отклонении параметров работы насосов от режимных:

1. Автоматическое отключение насосов при аварийном снижении или увеличении давления в нагнетательной линии. Контроль осуществляется с помощью электроконтактных манометров.

2. Автоматическое отключение насосов при аварийном увеличении температуры подшипников насосов или электродвигателей. Контроль осуществляется с помощью датчиков температуры.

3. Автоматическое перекрытие задвижек на выкиде насосов в случае их отключения.

4. Автоматическое включение вытяжной вентиляции при превышении предельно допустимой концентрации газа в насосном помещении, при этом насосы должны автоматически отключаться.

Блок сбора и откачки утечек состоит из дренажной емкости объемом 4 – 12 м 3 , оборудованной насосом НВ 50/50 с электродвигателем. Этот блок служит для сбора утечек от сальников насосов и от предохранительных клапанов буферных емкостей. Откачка жидкости из дренажной емкости осуществляется на прием основных технологических насосов. Уровень в емкости контролируется с помощью поплавковых датчиков, в зависимости от заданного верхнего и нижнего уровней.

Принцип работы ДНС

Нефть от групповых замерных установок поступает в буферные емкости, сепарируется. Затем нефть подается на прием рабочих насосов и далее в нефтепровод. Отсепарированный газ под давлением до 0,6 МПа через узел регулировки давления поступает в промысловый газосборный коллектор. По газосборному коллектору газ поступает на газокомпрессорную станцию или на газоперерабатывающий завод (ГПЗ). Расход газа замеряется камерной диафрагмой, устанавливаемой на общей газовой линии. Уровень нефти в буферных емкостях поддерживается при помощи поплавкового уровнемера и электроприводной задвижки, расположенной на напорном нефтепроводе. При превышении максимально допустимого уровня жидкости в нефтегазовом сепараторе (НГС) датчик уровнемера передает сигнал на устройство управления электроприводной задвижки, она открывается, и уровень в НГС снижается. При снижении уровня ниже минимально допустимого электроприводная задвижка закрывается, обеспечивая тем самым увеличение уровня жидкости в НГС. Для равномерного распределения нефти и давления буферные емкости соединены между собой перепускной линией.

На каждой ДНС должны находиться технологическая схема и регламент работы, утвержденные техническим руководителем предприятия. Согласно этим нормативным документам производится контроль над режимом работы ДНС.

Схема установки представлена на рис. 4.1.

4.2.2. Описание принципиальной технологической схемы дожимной насосной станции с установкой предварительного сброса воды (ДНС с УПСВ)

Технологический комплекс сооружений ДНС с УПСВ включает в себя:

3) нагрев продукции скважин;

4) транспортирование газонасыщенной нефти на ЦПС;

7) закачку химреагентов (ингибиторов, реагентов - деэмульгаторов) по рекомендациям научно-исследовательских организаций.

Рис.4.1. Дожимная насосная станция (ДНС)

Н-1 – центробежный насос. Потоки: ГВД на УКПГ – газ высокого давления на установку комплексной подготовки газа, ГНД – газ низкого давления.

На ДНС с УПСВ осуществляется сепарация нефти и предварительный сброс воды. Попутный нефтяной газ месторождения используется для нужд котельных и подается на УКПГ.

Жидкость, добываемая на месторождении, проходит предварительное обезвоживание на УПСВ с ДНС. После сепараторов она поступает в параллельно работающие отстойники, где происходит расслоение эмульсии. Затем частично обезвоженная нефть поступает на УПН и ЦПС для окончательной подготовки нефти. Подготовленная вода направляется на кустовую насосную станцию, где закачивается в пласт для поддержания пластового давления.

б) сепарацию газа от жидкости с предварительным отбором газа;

Процесс предварительного обезвоживания нефти должен предусматриваться при обводненности поступающей продукции скважин не менее 15-20% и осуществляться, как правило, без дополнительного нагрева продукции скважин с применением деэмульгаторов, высоко – эффективных при умеренных и низких температурах процесса предварительного обезвоживания нефти. Предварительное обезвоживание нефти должно преимущественно осуществляться в аппаратах для совместной подготовки нефти и воды. При этом сбрасываемые пластовые волы должны иметь качество, как правило, обеспечивающее их закачку в продуктивные горизонты без дополнительной очистки (предусматривается только дегазация воды).

Схема установки представлена на рис. 4.2.

4.3. Описание принципиальной технологической схемы установки предварительного сброса воды (УПСВ)

Установка предварительного сброса воды напоминает упрощенную схему установки подготовки нефти. Принципиальное различие состоит в отсутствии оборудования для окончательного обезвоживания нефти до соответствия с ГОСТом 51858-2002.

На УПСВ осуществляется сепарация нефти и предварительный сброс воды. Попутный нефтяной газ месторождения используется для нужд котельных и подается на УКПГ.

Жидкость, добываемая на месторождении, проходит предварительное обезвоживание на УПСВ. После сепараторов она поступает в параллельно работающие отстойники, где происходит расслоение эмульсии. Затем частично обезвоженная нефть поступает на конечную сепарационную установку (КСУ), где производится отбор газа при более низком давлении и затем направляется на установку подготовки нефти (УПН) или центральный пункт сбора (ЦПС) для окончательной подготовки нефти. Подготовленная вода направляется на кустовую насосную станцию, где закачивается в пласт для поддержания пластового давления.

Технологическая схема процесса должна обеспечивать:

а) подготовку нефтяной эмульсии к расслоению перед поступлением в "отстойные" аппараты;

б) сепарацию газа от жидкости с предварительным отбором газа и окончательной дегазацией;

в) предварительное обезвоживание нефти до содержания в ней воды не более 5 – 10% (масс.).

Для подготовки нефтяной эмульсии к расслоению должна предусматриваться подача реагента - деэмульгатора на концевых участках нефтегазосбора (перед первой ступенью сепарации нефти), а при наличии соответствующих рекомендаций научно-исследовательских организаций - подача воды, возвращаемой с блоков подготовки нефти.

Процесс предварительного обезвоживания нефти должен предусматриваться при обводненности поступающей продукции скважин не менее 15-20% и осуществляться, как правило, без дополнительного нагрева продукции скважин с применением деэмульгаторов, высоко – эффективных при умеренных и низких температурах процесса предварительного обезвоживания нефти.

Предварительное обезвоживание нефти должно преимущественно осуществляться в аппаратах для совместной подготовки нефти и воды. При этом сбрасываемые пластовые воды должны иметь качество, как правило содержание нефтепродуктов до 30 мг/л , содержание КВЧ обеспечивающее их закачку в продуктивные горизонты без дополнительной очистки (предусматривается только дегазация воды).

Сброс пластовых вод с аппаратов предварительного обезвоживания нефти должен предусматриваться под остаточным давлением, обеспечивающим подачу их на прием насосных станций системы заводнения или, при необходимости, на очистные сооружения без установки дополнительных насосных.

Схема установки представлена на рис.4.3.

4.4. Описание принципиальной технологической схемы установки подготовки нефти (УПН)

Установка подготовки нефти предназначена для обезвоживания и дегазации нефти до параметров, удовлетворяющих требованиям ГОСТ Р 51858-2002.

В нефтегазовом сепараторе С-1 происходит дегазация нефти при давлении 0,6 МПа , которое поддерживается регулятором давления. Для облегчения разрушения водонефтяной эмульсии перед сепаратором С-1 вводится деэмульгатор от блока дозирования химических реагентов.

Из сепаратора С-1 частично дегазированная нефть и пластовая вода поступает на вход блока отстоя, давление в котором поддерживается на уровне 0,3 МПа регулятором давления. Пластовая вода из блока отстоя направляется на сантехнические сооружения для последующей утилизации. Частично обезвоженная и дегазированная нефть из ОГ направляется в электродегидраторы (ЭДГ) для окончательного обезвоживания нефти, далее обезвоженная нефть поступает на концевую сепарационную установку - КСУ, давление в которой поддерживается на уровне 0,102 МПа .

Рис. 4.2. Дожимная насосная станция с установкой предварительного сброса воды (ДНС с УПСВ)

Оборудование: С-1; С-2 – нефтегазосепараторы (НГС), ГС – газосепараторы;

ОГ – отстойник горизонтальный; Н-1,Н-2 – центробежные насосы.

Потоки: ГВД на УКПГ – газ высокого давления на установку комплексной подготовки газа, ГНД – газ низкого давления.

Подготовленная нефть из КСУ самотеком поступает в резервуарный парк для хранения и последующего автовывоза или подачи нефти в транспортный трубопровод.

Газ дегазации от С-1 и С-2 поступает на газосепараторы ГС и направляются на установку комплексной подготовки газа УКПГ.

Остатки газа из ГС используются на собственные нужды в качестве топливного газа для электростанции.

Отделенная капельная жидкость из ГС направляется в общую линию потока нефти через буферную емкость, которая не указана на схеме.

Технологический комплекс сооружений УПН включает в себя:

1) первую ступень сепарации нефти;

2) предварительный сброс воды;

3) нагрев продукции скважин;

4) обезвоживание в блоке электродегидраторов;

4) транспортирование нефти в резервуарный парк;

5) бескомпрессорный транспорт нефтяного газа на УКПГ;

6) транспортирование подготовленной пластовой воды в систему ППД;

7) закачку химреагентов (ингибиторов, реагентов- деэмульгаторов)

Данный вид установок системы сбора и подготовки является конечной стадией в пути добываемой продукции от скважины до подготовленной и очищенной нефти предназначенной для дальнейшей переработки.

Схема установки представлена на рис.4.4.

Рис. 4.3. Установкой предварительного сброса воды (УПСВ)

Оборудование: С-1; С-2 – нефтегазосепараторы (НГС), ГС – газосепараторы;

ОГ – Отстойник горизонтальный; Н-1,Н-2 – центробежные насосы.

Потоки: УКПГ – газ высокого давления на установку комплексной подготовки газа.

Рис. 4.4. Установка подготовки нефти (УПН)

Оборудование: С-1; С-2 – нефтегазосепараторы (НГС), ГС –газосепараторы; ЭДГ – электродегидратор;

ОГ – отстойник горизонтальный; Н-1,Н-2 – центробежные насосы; РВС – резервуар стационарный.

Потоки: УКПГ – газ высокого давления на установку комплексной подготовки газа; УУВ – узел учета воды; УУН – узел учета нефти.

4.4.1.Продукция нефтяных и газовых скважин – смесь,

• нефти,
• газа,
• минерализованной воды,
• механических смесей (горных пород, затвердевшего цемента)

Она должна быть собрана из рассредоточенных на большой территории скважин и обработана как сырье для получения товарной нефти и газа.

Сбор и подготовка нефти (рис. 4.5) составляют единую систему процессов и представляют сложный комплекс:

• трубопроводов;
• блочного автоматизированного оборудования;
• аппаратов, технологически связанных между собой.

Рис.4.5. Принципиальная схема технологии сбора и подготовки нефти.

Она должна обеспечить:

• предотвращение потерь нефтяного газа и легких фракций нефти от испарения на всем пути движения и с самого начала разработки;
• отсутствие загрязнения окружающей среды, вызываемого разливами нефти и воды;
• надежность работы каждого звена и системы в целом;
• высокие технико-экономические показатели работы.

Сбор нефти и газа на промыслах – это процесс транспортирования по трубопроводам нефти, воды и газа до центрального пункта сбора. Они транспортируются под действием напора, обусловленного: давлением на устье скважин; давлением, создаваемого насосами (при необходимости).

Нефтепроводы , по которым осуществляется сбор нефти от скважин, называютсясборными коллекторами , давление в коллекторе называется линейным давлением .

Выбор схемы внутрипромыслового сбора продукции скважин определяется в зависимости от: природно-климатических условий; систем разработки месторождений; физико-химических свойств пластовых жидкостей; способов и объемов добычи нефти, газа и воды.

Эти условия дают возможность: замера дебитов каждой скважины;
транспорта продукции скважин под давлением, имеющемся на устье скважин, на максимально возможное расстояние; максимальную герметизацию системы в целях исключения потерь газа и легких фракций нефти;
возможность смешения нефтей различных горизонтов;
необходимость подогрева продукции скважин в случае добычи высоковязких и высокопарафинистых нефтей.

После ДНС нефть насосами откачивается на ЦПС, а газ по отдельному газопроводу за счет давления в сепараторе ДНС (обычно 0,3-0,4 МПа ) направляется также на ЦПС, где производится его подготовка к дальнейшему транспорту. Двухтрубные системы сбора продукции скважин применяются на больших по площади месторождениях нефти, когда давление скважин недостаточно для транспортировки продукции скважин до ЦПС.

На большинстве нефтяных месторождениях Западной Сибири, в основном, применяются двухтрубные системы сбора, при которых продукция скважин по выкидным линиям поступает на групповую замерную установку (ГЗУ), где проводится измерение дебитов (производительность) отдельных скважин. Затем после ГЗУ нефть поступает на дожимную насосную станцию (ДНС), где осуществляется первая ступень сепарации нефти (отделение
основного количества газа от нефти).

Рис.4.6.Принципиальная схема изменения дебита на групповой установке

1-сборный коллектор; 2 – рабочая гребенка; 3 – сборный газосепаратор; 4 – выкидной коллектор; 5 - дожимной насос; 6 – газопровод; 7 - трехходовой клапан; 8 – измерительный коллектор; 9 – замерный сепаратор; 10 – дебитомер.

На некоторых месторождениях осуществляется раздельный сбор продукции безводных и обводненных скважин. В этом случае продукция безводных скважин, не смешиваясь с продукцией обводненных скважин, поступает на ЦПС. Также раздельно собирают продукцию скважин, если нежелательно смешение нефтей разных горизонтов, например не содержащих и содержащих сероводород. Продукция обводненных скважин и продукция, которую нежелательно смешивать, по отдельным выкидным линиям и нефтегазосборным коллекторам транспортируется до ЦПС. По характеру движения продукции скважин по трубопроводам системы сбора подразделяют на негерметизированные двухтрубные самотечные системы и на высоконапорные герметизированные системы .

Cтраница 1

Технологическое оборудование насосной станции размещается в легких общих или индивидуальных зданиях, блок-боксах или на открытом воздухе. Основное и вспомогательное оборудование блочно-комплектных насосных станций поставляется с заводов-изготовителей в основном в виде полностью подготовленных блоков. Блоки перед монтажом не вскрывают и не подвергают ревизии, что значительно сокращает сроки монтажа оборудования.  

Технологическое оборудование насосных станций, кроме собственно насосных агрегатов, имеет систему трубопроводов перекачиваемой жидкости, масляную систему, системы вентиляции электродвигателей, систему охлаждения масла, систему смазки уплотнений и сбора утечек перекачиваемой жидкости и др. Пуск и остановка двигателей привода насосов связаны с положением задвижек технологических коммуникаций.  

Технологическое оборудование насосных станций, кроме собственно насосных агрегатов, содержит систему трубопроводов перекачиваемой жидкости, масляную систему, системы вентиляции электродвигателей, систему охлаждения масла, систему смазки уплотнений и сбора утечек перекачиваемой жидкости и др. Пуск и остановка двигателей привода насосов связаны с положением задвижек технологических коммуникаций.  

Для централизации управления технологическим оборудованием насосной станции введена в эксплуатацию система автоматики ПУСК-71 с унифицированным комплексом средств автоматики, позволяющим путем различного набора компонентов управлять как головной, так и промежуточной насосно-перекачивающей станции (НПС) с различным числом насосных агрегатов и вспомогательных механизмов. Эта система обеспечивает автоматический дистанционный и местный режимы управления задвижками на всасывающей и нагнетательной линиях насосной станции и другими ее объектами. Защита объектов управления - автоматическая. В десятой пятилетке системой ПУСК-71 оснащено до 160 насосно-перекачивающих станций. Опыт эксплуатации системы показал, что она обеспечивает сохранность работающих агрегатов и вспомогательного оборудования при кратковременном (до 3 с) перерыве питания при проверке исправности защитных устройств на включенном агрегате.  

Лиц, не знающих технологического оборудования насосной станции, правил эксплуатации, технологическую схему перекачки, а также схему управления запорной арматурой, к работе не допускают. В насосной станции на видном месте должны быть вывешены инструкция о мерах пожарной безопасности и схема обвязки насосов, трубопровода, задвижек и стационарных установок тушения пожаров.  

Это объясняется тем, что все технологическое оборудование насосной станции поставлялось на строительные площадки в виде отдельных узлов, деталей заготовок.  

Быстрое развитие техники требует внедрения новых современных средств КИП, автоматики и систем управления технологическим оборудованием насосных станций.  

Кустовые насосные станции, возводимые обычными методами, требовали 16 - 17 месяцев на строительство, монтаж оборудования, наладку и пуск в эксплуатацию. Это объясняется тем, что все технологическое оборудование насосной станции поставлялось на строительные площадки в виде отдельных узлов, деталей заготовок.  

Для автоматизации различных типов перекачивающих насосных станций магистральных нефтепроводов, формирования информации для автоматизированной системы управления технологическими процессами нефтепровода и приема управляющих воздействий институтом ВНИИКАНефтегаз разработана аппаратура Блик-1. Аппаратура представляет собой многофункциональный комплекс, включающий пневматические и электрические приборы. Система обеспечивает: программное управление технологическим оборудованием насосной станции, автоматическую защиту технологического оборудования станции в аварийных ситуациях, автоматическое включение резервного технологического оборудования, автоматическое регулирование давления на нагнетании и всасывании станции, централизованный контроль и сигнализацию состояния оборудования и параметров процесса.  

Страницы:      1

Дожимные насосные станции предназначены для сообщения дополнительной энергии жидкой продукции скважин, чтобы подать ее на ЦСП в тех случаях, когда расстояние от кустов скважин и ГЗУ (групповые замерные установки) велико и устьевого давления не достаточно для транспортирования газожидкостной смеси. На ДНС проводят первую ступень сепарации при давлении 0,3-0,8 МПа, обусловленном гидравлическими потерями при транспорте, а также давлением, которое должно поддерживаться в конце газопровода, в частности перед ГПЗ (газоперерабатывающий завод), для его нормальной работы. После сепарации жидкость поступает на прием насосов, а отделившийся нефтяной газ под собственным давлением направляется на ГПЗ.

Дожимная насосная станция состоит из следующих блоков:

· буферной емкости;

· сбора и откачки утечек нефти;

· насосного блока;

· свечи аварийного сброса газа.

Все блоки ДНС унифицированы. В качестве буферной емкости применяются горизонтальные нефтегазовые сепараторы (НГС) объемом 50 м 3 и более. ДНС имеет резервную буферную емкость и насосный агрегат. Технологической схемой ДНС буферные емкости предназначены для:

· приема нефти в целях обеспечения равномерного поступления нефти к приему перекачивающих насосов;

· сепарации нефти от газа;

· поддержания постоянного подпора порядка 0,3 - 0,6 МПа на приеме насосов.

Для создания спокойного зеркала жидкости внутренняя плоскость буферной емкости оборудуется решетчатыми поперечными перегородками. Газ из буферных емкостей отводится в газосборный коллектор.

Насосный блок включает в себя несколько насосов, систему вентиляции, систему сбора утечек жидкости, систему контроля технологических параметров и систему отопления. Каждый насос имеет электродвигатель. Система контроля технологических параметров оборудуется вторичными датчиками, с выводом показаний приборов на пульт управления в операторной ДНС. В насосном блоке предусмотрено несколько систем защит при отклонении параметров работы насосов от режимных:

1. Автоматическое отключение насосов при аварийном снижении или увеличении давления в нагнетательной линии. Контроль осуществляется с помощью электроконтактных манометров.

2. Автоматическое отключение насосов при аварийном увеличении температуры подшипников насосов или электродвигателей. Контроль осуществляется с помощью датчиков температуры.

3. Автоматическое перекрытие задвижек на выкиде насосов в случае их отключения.

4. Автоматическое включение вытяжной вентиляции при превышении предельно допустимой концентрации газа в насосном помещении, при этом насосы должны автоматически отключаться.

Блок сбора и откачки утечек состоит из дренажной емкости объемом 4 – 12 м 3 , оборудованной насосом НВ 50/50 с электродвигателем. Этот блок служит для сбора утечек от сальников насосов и от предохранительных клапанов буферных емкостей. Откачка жидкости из дренажной емкости осуществляется на прием основных технологических насосов. Уровень в емкости контролируется с помощью поплавковых датчиков, в зависимости от заданного верхнего и нижнего уровней.

Принцип работы ДНС

Нефть от групповых замерных установок поступает в буферные емкости, сепарируется. Затем нефть подается на прием рабочих насосов и далее в нефтепровод. Отсепарированный газ под давлением до 0,6 МПа через узел регулировки давления поступает в промысловый газосборный коллектор. По газосборному коллектору газ поступает на газокомпрессорную станцию или на газоперерабатывающий завод (ГПЗ). Расход газа замеряется камерной диафрагмой, устанавливаемой на общей газовой линии. Уровень нефти в буферных емкостях поддерживается при помощи поплавкового уровнемера и электроприводной задвижки, расположенной на напорном нефтепроводе. При превышении максимально допустимого уровня жидкости в НГС датчик уровнемера передает сигнал на устройство управления электроприводной задвижки, она открывается, и уровень в НГС снижается. При снижении уровня ниже минимально допустимого электроприводная задвижка закрывается, обеспечивая тем самым увеличение уровня жидкости в НГС. Для равномерного распределения нефти и давления буферные емкости соединены между собой перепускной линией.

Дожимные насосные станции предназначены для осуществления первой ступени сепарации нефти из газа в целях дальнейшего раздельного транспорта нефти центробежными насосами, а газа под давлением сепарации. Дожимные насосные станции выпускаются в блочном исполнении двух типов.

К первому типу относятся ДНС на базе сепарационных установок с насосной откачкой блочной насосной (БН). Разработано 12 типоразмеров блоков: от БН-500-9 до БН-2000-26. Шифр блока: БН - блочная насосная; первое число - подача насоса по жидкости в м 3 /сут, второе - давление нагнетания в МПа. Из блоков компонуются дожимные насосные станции различных подач и напора. Станция состоит из технологического, щитового, канализационного блоков и свечи аварийного сброса газа. Технологический блок включает технологическую емкость и гидроциклоны, один из которых резервный.

Ко второму типу относятся ДНС-7000, ДНС-1.4000, ДНС-20000, где число указывает на подачу насосных агрегатов в м 3 /сут. Давление нагнетания насосов 1,9-2,8 МПа. Технологическая единица состоит из блока буферной емкости (где осуществляется сепарация газа) и блока насоса 8НД-9хЗ. В указанных ДНС имеются соответственно две, три, четыре технологические единицы, причем в каждой станции одна технологическая единица резервная. Помимо этого, ДНС включает: блоки сбора и откачки утечек нефти, низковольтной аппаратуры и КИПиА, а также распределительное устройство и свечу аварийного сброса газа.

Параметры работы ДНС:

1) Объем откачанной на УПН(установка подготовки нефти) жидкости.

2) Объем поступившей на ДНС жидкости

3) Объем сборшенной в поглощение воды.

4) Давления на приме насосов, на выкиде.

5) Обводненность поступающей, откачанной на УПН жидкости.

6) Температуры рабочих агрегатов (насосов)

7) Загрузки насосов

ДНС оснащаются насосами ЦНС (центробежные насосы) различной производительности от ЦНС-60 до ЦНС-3000

1. Основное технологическое оборудование и сооружения нпо

   1. Основные типы нефтеперекачивающих станций

Нефтеперекачивающие станции предназначены для транспортирования нефти от месторождений до потребителя. НПС магистральных нефтепроводов разделяются на головные и промежуточные.

Головные НПС предназначены для приёма нефти с установок по её подготовке, замера и перекачки ее из резервуаров в магистральный трубопровод.

Принципиальная технологическая схема головной НПС приведена на рис. 13.1.1.

Она включает в себя подпорную насосную (1), площадку фильтров и счетчиков (2), магистральную насосную (3), площадку регуляторов давления (4), площадку пуска скребков (5) и резервуарный парк (6). Нефть с промысла направляется на площадку (2), где сначала очищается в фильтрах-грязеуловителях от посторонних предметов, а затем проходит через турбинные расходомеры, служащие для оперативного контроля за её количеством. Далее она направляется в резервуарный парк (6), где проводится ее отстаивание от воды и механических примесей, а также осуществляется коммерческий учет. Для закачки нефти в трубопровод используется подпорная (1) и магистральная (3) насосные. По пути нефть проходит через площадку фильтров и счетчиков (2) с целью оперативного учета, а также площадку регуляторов давления (4) с целью установления в магистральном нефтепроводе требуемого расхода. Площадка (5) служит для запуска в нефтепровод очистных устройств - скребков.

Промежуточные НПС предназначены для повышения давления перекачиваемой нефти в магистральном трубопроводе. Промежуточные НПС размещают по трассе нефтепровода в соответствии с гидравлическим расчётом через 50-200 км. Технологическая схема промежуточной НПС приведена на рис. 13.1.2.

Для обеспечения достаточно надежного уровня синхронной работы смежных НПС магистральные трубопроводы разбивают на эксплуатационные участки, среднюю длину которых принимают в пределах 400-500 км. Расстояния между НПС определяются гидравлическим расчетом в зависимости от рабочего давления и пропускной способности нефтепровода при соблюдении нормативных разрывов от границ НПС до зданий и сооружений населенных пунктов, вахтенных поселков и промышленных предприятий.

Общий вид (панорама) НПС приведена на рис. 13.1.3 (см. цветную вклейку).

1. Основные технологические процессы на нпс

Технологической схемой НПС предусматриваются следующие технологические процессы :

перекачка нефти по схеме «из насоса в насос»;

автоматический переход на перекачку нефти по магистральному нефтепроводу мимо станции в случае ее остановки;

обратная перекачка нефти по магистральному нефтепроводу;

прием и пуск средств диагностики без остановки станции;

сброс нефти от ударной волны в резервуар-сборник нефти;

сбор утечек от насосов, опорожнение самотеком фильтров-грязеуловителей и приемных трубопроводов блока системы сглаживания волн в резервуар-сборник нефти;

откачка нефти из резервуара-сборника вертикальным насосным агрегатом в приемный трубопровод основных насосов;

опорожнение наземных участков трубопроводов нефтеперекачивающей станции от нефти при ремонтных работах;

при достижении аварийного уровня нефти в резервуарах-сборниках нефти предусматривается отключение насосных агрегатов, а затем отключение от магистрального трубопровода;

размыв парафина в резервуаре-сборнике нефтью при помощи вертикального насосного агрегата;

оперативный учет нефти, поступающей на НПС, а также контроль крупных утечек с помощью ультразвукового счетчика.

На НПС предусмотрены следующие основные функциональные системы :

технологическая;

электроснабжения;

водоснабжения;

канализации;

вентиляции;

теплоснабжения;

пожаротушения;

технологической связи, автоматизации;

ремонтообеспечения;

жизнеобеспечения вахтенного персонала.