Система электроснабжения процесса добычи и транспортировки нефти и газа

1.3 Система электроснабжения процесса добычи и транспортировки нефти и газа

История развития нефтяной и газовой промышленности тесно связана с историей нефтяной энергетики, так как именно она во многом способствовала бурному росту темпов освоения нефтяных и газовых районов.

Электрический привод на нефтяных и газовых промыслах признан самым надежным, наиболее эффективным и для большинства агрегатов единственно приемлемым.

На рис. 1.2. представлена структурная схема электроснабжения Шершнёвского месторождения нефти.

Центральная понизительная подстанция (ЦП) получает питание от районной электрической сети энергосистемы по ЛЭП 110кВ. От ЦП "Уньва" электроэнергия при напряжений 35кВ предполагается подаваться на промысловую подстанцию ГПП 35/6кВ. Электроприёмники промысла получат электроэнергию с шин КРУ 6,3кВ ГПП.

Станция по внутрипромысловой перекачке нефти и станция БКНС получают энергию непостредственно с шин КРУ 6,3кВ по ЛЭП 6,3кВ. Электроэнергия от ГПП по воздушным линиям электропередачи поступает на РУ ДНС и БКНС, а непосредственный подвод к приемникам осуществляется кабелями. Электродвигатели вспомогательных механизмов и станции управления и автоматики питаются от ТП 6/0,4кВ.

Электрооборудование водонасосных станций может быть нормального исполнения, так как здесь отсутствуют взрывоопасные смеси. По необходимой бесперебойности питания электроэнергией ДНС и БКНС относятся к потребителям 2-й категории. Остановка части глубиннонасосных установок в случае прекращения подачи электроэнергии связана только с потерей нефти, определяемой прекращением ее откачки из скважин и не вызывает серьезных осложнений при дальнейшей эксплуатации.

Установки центробежных электронасосов (ЭЦН) питаются по схеме: от сети 6кВ с промежуточной трансформацией напряжения на скважине до 0,4кВ, подводимого к автотрансформаторам или трансформаторам установки ЭЦН. В настоящее время для питания погружных электронасосов используются силовые масляные трансформаторы типов ТМП и ТМПН мощностью от 40 до 400кВа. Подвод электроэнергии к погружному электродвигателю осуществляется специальным маслонефтестойким трехжильным кабелем с резиновой или полиэтиленовой изоляцией, прикрепляемым к насосным трубам с помощью металлических поясов. Верхний конец кабеля намотан на барабан, служащий для транспортировки кабеля и его спуска-подъема. Кабельная линия в скважине выполняется плоским кабелем марки КРБК (с резиновой изоляцией) или марки КРШ (с полиэтиленовой изоляцией) на конечном участке вдоль насоса и круглым кабелем марки КРБК ( КПБК) - на остальной длине линии (диапазоном сечений 3х16; 3х5; 3х35мм2). При этом площадь сечения плоского кабеля принимается на одну ступень ниже площади сечения круглого кабеля. Применение плоского кабеля позволяет уменьшить поперечные размеры погружного устройства.

Рис.1.2. Структурная схема электроснабжения Белопашенской группы месторождений.

Условные обозначения: 1-двигатели и потребители станции по местной перекачке нефти; 2-двигатели и потребители БКНС; 3-двигатели станков-качалок; 4-двигатели погружных электронасосов.

Управление и защита электродвигателей погружных центробежных насосов осуществляется с помощью комплекса аппаратуры смонтированной в станции управления типа ШГС-5802, обеспечивает возможность ручного и автоматического управления, управления с диспетчерского пункта, работы установки по программе.

В настоящее время на месторождении имеется понизительная подстанция 6/0,4кВ с трансформаторами ТМГ-630(кВА). В связи с доразведкой месторождения и вводом первой очереди в эксплуатацию, имеющаяся подстанция не способна обеспечить преёмники месторождения необходимым количеством электроэнергии, т.к. мощность ее недостаточна, поэтому возникает задача создания новой подстанции, которая обеспечит надежное и экономичное электроснабжение всех токоприемников месторождения.

При создании подстанции необходимо учитывать и дальнейший рост электропотребления, который вызван дальнейшим увеличением числа токоприемников и окончательным вводом месторождения в эксплуатацию, что повлечет за собой увеличение протяженности линий, установку новых подстанций 6/0,4кВ и т.д.

Схема электроснабжения Шершнёвского месторождения нефти приведена на графическом листе 2.

2. Проектирование подстанции "Шершневская" 35/6кв.

2.1 Характеристика электропотребителей

Электроприёмники нефтедобывающей промышленности имеют свои специфические особенности и разделяются на несколько групп. Одни работают в условиях нефтеводной среды, другие со сложными механическими нагрузками, третьи работают в нормальных условиях.

Работу по добыче нефти на Шершнёвском месторождении предполагается выполняеть электрическим приводом. Применяются погружные, электронасосные установки.

Работа электродвигателя погружного насоса происходит в нефтеводяной среде, установка подвешена на колонне труб, и запитана кабелем с поверхности. Применяются двигатели серии ПЭД (погружные электродвигатели) трехфазные, синхронные, короткозамкнутые, маслонаполненные, с гидрозащитой, мощностью 32кВт, и синхронной скоростью вращения 3000об/мин.

Электрооборудование насосных установок, из-за широкого применения искусственного способа поддержания пластового давления на нефтепромыслах, является одним из главных потребителей электроэнергии. Насосные установки, преимущественно, центробежного типа. Малые габариты, возможность непосредственного соединения с электродвигателем, простота конструкции, отсутствие клапанов, плавная и непрерывная подача воды без гидравлических ударов – обеспечивает целесообразность использования центробежных насосов.

Для поддержания пластового давления предполагается установить блочную кустовую насосную станцию (БКНС), оборудованную тремя центробежными насосными установками (одна из которых выведена в резерв). Электропривод будет оснащен синхронными двигателями типа СТД-1600, рабочее напряжение 6кВ, мощность 1600кВт. БКНС относится ко второй группе потребителей электроэнергии нефтепромысла /15/.

Мощным потребителем электроэнергии на месторождении также будет является дожимная насосная станция, с центробежными насосными агрегатами перекачивающая собранную на месторождении жидкость на пункт предварительной подготовки нефти.

Дожимная насосная станция будет оборудована двумя центробежными насосными установками с электродвигателями (серии ВАО), мощностью 250кВт каждый.

А так как сырая нефть относится к группе взрывоопасных смесей категории 1А, то по правилам изготовления взрывозащищенного оборудования, электропривод станций выполняется взрывозащищенным (серии ВАО) и вся электрическая коммутационная аппаратура двигателей должна быть удалена на безопасное расстояние от установки и обычно выполняется в общепромышленном исполнении.

Основные электроприемники Шершнёвского месторождения приведены в таблице 2.1.