ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ШТАНГОВОГО ГЛУБИННОГО НАСОСА В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ 4
СПИСОК ТАБЛИЦ 5
СПИСОК РИСУНКОВ 6
ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1 ИНФОРМАЦИОННО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Осложненные условия эксплуатации установки штангового глубинного насоса
11
1.2 Анализ отказов штанговых глубинных установок 14
1.3 Обзор имеющихся конструкций клапанов, применяемых в нефтегазовом комплексе
18
1.3.1 Управляемый шариковый клапан для откачки высоковязкой нефти 18
1.3.2 Клапан с принудительным закрытием 19
1.3.3 Клапан с направляющим штоком 20
1.3.4 Управляемый клапан штангового насоса 22
1.3.5 Шариковый клапан с принудительным закрытием 24
1.3.6 Самоустанавливающийся управляемый всасывающий клапан глубинного штангового насоса
25
1.3.7 Клапан Костыченко Е.В. 26
1.3.8 Самоустанавливающийся всасывающий клапан глубинного штангового насоса
27
1.3.9 Золотниковый клапан для штанговых глубинных насосов 27
Выводы 28
ГЛАВА 2 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ШТАНГОВОГО ГЛУБИННОГО НАСОСА В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

29
2.1 Индивидуальный подход к повышению эффективности эксплуатации скважины
29
2.2 Применение штангового насоса с самоустанавливающимися магнитными клапанами
36
2.3 Предложение по повышению эффективности работы установки штангового глубинного насоса в осложненных условиях эксплуатации
43
Выводы 46
ГЛАВА 3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 47
3.1 Исходные данные для расчета технических показателей 47
3.2 Расчет установки штангового глубинного насоса 48
3.3 Расчет нагрузок и напряжений в штангах ШГН 51
3.4 Расчет стан ка-качалки 61
3.5 Расчет коэффициента сепарации газа у приема насоса 63
3.6 Расчет давления на выходе насоса 64
3.7 Расчет потерь давления в клапанных узлах 65
Выводы 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 68

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы.
За 2020 год в России было добыто 526 млн. тонн нефти. Из которых, компания «Роснефть» произвела 190,898 млн. тонн нефти (в декабре - 16,144 млн. тонн), «ЛУКОЙЛ» - 86,571 млн. тонн (7,369 млн тонн), «Сургутнефтегаз» - 61,425 млн. тонн (5,233 млн. тонн), «Газпром нефть» -33,624 млн. тонн (2,828 млн. тонн), «Татнефть» - 26,529 млн. тонн (2,248 млн. тонн), «Славнефть» - 16,186 млн. тонн (1,363 млн. тонн), «Башнефть» - 17,799 млн. тонн (1,597 млн. тонн) и «Русснефть» - 8,534 млн. тонн (0,682 млн. тонн).
В работе проведен анализ видов механизированной добычи нефти, из которого видно, что штанговые насосы занимают второе место по количеству добытой нефти в РФ. Данные вид оборудования может работать в сложных условиях эксплуатации благодаря малым продольным и диаметральным габаритам.
Эффективность работы штанговых насосов, которыми оборудовано до 35% всех российских нефтяных скважин, в первую очередь зависит от работы клапанного узла.
В России и за рубежом в большинстве случае в скважинных штанговых насосных установках применяют шариковые клапаны. Этот вид клапанов зарекомендовал себя как надежный и простой по конструкции элемент насоса.
В то же время разнообразие усложнений условий эксплуатации привело к разработке новых конструкций клапанов: каплевидные, золотниковые, тарельчатые. Работа таких конструкций клапанов не полностью исследована.
Клапанные узлы должны подбираться под конкретные условия эксплуатации, с целью повышения эффективности работы, как клапанов, так и всей насосной установки. Поэтому исследование клапанных узлов и созданию методики выбора типа и конструкции клапанов штанговых насосов являются актуальными.
Для повышения показателей работы штанговых насосных установок, целесообразно проводить качественный подбор клапанных узлов для работы в насосе. При таком подходе увеличится наработка насосного оборудования, увеличится коэффициент наполнения насоса.
Цель работы. Повышение эффективности добычи нефти с помощью УШГН за счет оптимального выбора конструкции клапанных узлов, выполненного на основе результатов информационно-патентного обзора и эксплуатации фонда УШГН в компании АО «Белкамнефть» им. А.А. Волкова.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1 ИНФОРМАЦИОННО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР

1.1 Осложненные условия эксплуатации установки штангового глубинного насоса

Условия работы насосного оборудования для добычи нефти, в зависимости от геолого-технических характеристик скважин, можно условно разделить на два вида: нормальные и осложненные.
К первой категории относятся скважины, в которых стандартный насос без специальных приспособлений может работать с коэффициентом наполнения близким к единице. При этом обеспечивается достаточно большой межремонтный период в работе насосного оборудования.
Ко второй категории относятся скважины, в которых добыча нефти стандартными штанговыми установками малоэффективна из-за низкого коэффициента подачи насоса и МРП установки.
Скважины с осложненными условиями эксплуатации можно разделить на следующие основные группы: «искривленные», «с высоковязкой нефтью», «эмульсионные», «газовые», «песочные», «коррозионные», «с отложениями» и «глубокие низкопродуктивные».
К «искривленным» относятся скважины, которые имеют угол отклонения оси ствола скважины от вертикали более 20° или набор кривизны более 2° на 10 м [1].
В эту группу входят скважины со следующей конфигурацией ствола:
1) самопроизвольно-искривленные скважины;
2) двуствольные скважины;
3) наклонно направленные скважины;
4) горизонтальные скважины;
5) горизонтально - разветвленные скважины;
6) скважины с боковыми (дополнительными) стволами;
При эксплуатации «искривленных» скважин силы граничного трения штанг о трубы настолько значительны, что даже при статическом режиме работы оборудования необходим их учет. В таких скважинах в отдельных случаях наблюдается интенсивный износ штанг, штанговых муфт и насосно-компрессорных труб. Это приводит к снижению срока службы штанг, муфт и особенно НКТ по сравнению со сроком службы в аналогичных по условиям эксплуатации условно-вертикальных скважин. Кроме того, в «искривленных» скважинах возрастает амплитуда нагрузок на штанговую колонну вследствие увеличения нагрузок при ходе вверх и снижения их при ходе вниз. По этой причине снижается коэффициент подачи насоса из-за повышенной деформации штанговой колонны и насосно-компрессорных труб. К скважинам с высоковязкой нефтью относятся скважины, в которых добываемая нефть имеет вязкость более 30 мПа. Откачка нефти из скважины данной категории сопровождается значительными величинами гидродинамического трения, которые приводят к снижению коэффициента подачи насоса и возрастанию нагрузок на штанговую колонну [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Зубаиров С.Г. Проектирование штанговых насосных установок дляосложненных условий эксплуатации. -Уфа: Изд-воУГНТУ, 1999. -157с.
2. Балакирев Ю.А., Тегельская Н.В., Слепян Е.А. и др. Добыча высоковязких нефтей скважинными штанговыми насосами // Нефтяноехозяйство - 1981. - №7. - С.64-66.
3. Валеев М.Д., Хасанов М.М. Глубиннонасосная добыча вязкой нефти. Уфа: Башкнигоиздат, 1992. -150 с.
4. Пирвердян A.M. Защита скважинного насоса от газа и песка // М.:Недра, 1986.-120с.
5. Каплан Л.С, Семенов А.В., Разгоняев Н.Ф. Эксплуатация осложненныхскважин центробежными электронасосами. – М.: Недра, 2003. – 190 с.
6. Рекин С.А. Износ и коррозия бурильных и обсадных колонн пристроительстве и эксплуатации скважин. М., ВНИИОЭНГ, 2001. – 44 с.
7. Якимов С.Б., Подкорытов С.М. О долголетии штанговых насосов компании Cameron «Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса», М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2013№3, С.13-16.
8. Патент 20278762 Российская Федерация F04B47/02. Клапан штангового насоса Центральная научно-исследовательская лаборатория производственного объединения «Оренбургнефть» Заявл. 2005-09-12;Опубл. 2005-10-20.
9. Патент 2059885 Российская Федерация F04B53/02. Клапан штангового насоса Центральная научно-исследовательская лаборатория производственного объединения «Оренбургнефть» Заявл. 2007-12-04;Опубл. 2007-10-05.
10. Патент 2050940 Российская Федерация F16K15/04. Клапан штангового насоса Уфимский нефтяной Институт, Агапов Ю.Г., Султанов Б.З., Вагапов С.Ю., Заявл. 2010-11-26;Опубл. 2012-6-04.
11. Патент 2010118335 Российская Федерация F16K15/02. Всасывающий клапан глубинного штангового насоса Янгареев М.С., Заявл. 2010-05-07;Опубл. 2011-11-020.

Весь текст будет доступен после покупки