Совершенствование колонны насосных штанг для эксплуатации в пространственно-искривленных скважинах

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ШТАНГОВАЯ СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА И ЕЕ ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ……………………………………………………………… 8
1.1 Штанговая скважинная насосная установка 8
1.2 Станок-качалка 11
1.3 Редукторы 13
1.4 Подвески сальникового устьевого штока 14
1.5 Сальник устьевой 15
1.6 Штоки сальниковые устьевые 17
2 СКВАЖИННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ШСНУ 18
2.1 Штанги насосные 19
2.2 Муфты для насосных штанг 22
2.3 Штанговые скважинные насосы 24
3 АНАЛИЗ ПРИЧИН ОБРЫВОВ И ОТВОРОТОВ КОЛОННЫ ШТАНГ 30
3.1 Проблема обрывов штанг 30
3.2 Проблема отворотов штанг и насосно-компрессорных труб (НКТ) 32
3.3 Первый вариант решения с помощью шарнирной муфты 36
3.4 Второй вариант решения с помощью шарнирной муфты 38
4 ДЕМПФИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 40
5 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 44
5.1 Расчет статических, динамических нагрузок и выбор материалов 44
5.2 Моделирование демпфера в Ansys 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62

Весь текст будет доступен после покупки

Улучшение штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ), особенно в аспекте повышения надежности и увеличения времени наработки до отказа, остается важной задачей, несмотря на значительное развитие технологий в последние десятилетия. В первую очередь, необходимо решить проблему уменьшения напряженно-деформированного состояния колонны насосных штанг, так как этот элемент наиболее подвержен поломкам. Для решения этой задачи требуется комплексный подход, поскольку напряженное состояние определяется множеством факторов: статическими нагрузками, инерционными и вибрационными воздействиями, а также изгибающими и крутящими моментами.
На сегодняшний день накоплено множество технико-технологических решений, направленных на уменьшение статических и инерционных нагрузок. В последние десять лет были предложены новые методы, включающие использование длиноходовых установок с усовершенствованными кинематическими характеристиками приводов. Однако, по ряду причин, включая сложность внедрения и необходимость значительных инвестиций, не все эти решения были реализованы в нефтедобывающей отрасли.
Проблема устранения изгибающих и крутящих моментов, а также вызываемых ими напряжений, была успешно решена с помощью пространственных штанговых шарниров, разработанных УГНТУ. Эти шарниры обладают множеством преимуществ, таких как компактные диаметральные размеры, простота конструкции, легкость в изготовлении и отсутствие необходимости в специальных приспособлениях для монтажа. Для подтверждения эффективности данных шарниров их внедрение проводилось на скважинах с высокой аварийностью штанг, зафиксированной в последние годы в виде обрывов и отворотов. Многолетняя эксплуатация этих колонн штанг, оснащенных всего лишь несколькими шарнирами, показала двукратное увеличение наработки на отказ при полной безотказности самих шарниров.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Штанговая скважинная насосная установка и ее основные узлы.

1.1 Штанговая скважинная насосная установка.

Способ эксплуатации скважины с применением насоса с механическим приводом основывается на использовании насоса, который опускается в скважину и активируется приводом, расположенным на поверхности. Этот комплекс оборудования известен как штанговая насосная скважинная установка (ШСНУ) (рисунок 1.1).
Штанговые насосные скважинные установки (ШСНУ) обычно применяются для подачи до 30, иногда до 50 м?/сут при глубинах подвески 1000—1500 м. В отдельных случаях ШСНУ могут использоваться при подвеске скважинного насоса на глубину до 2000 м или в неглубоких скважинах с дебитом до 200 м?/сут.
Широкое распространение ШСНУ обусловлено прежде всего применением скважинного насоса объемного типа, что обеспечивает:
? возможность отбора пластовой жидкости от долей до сотен кубических метров в сутки при приемлемых энергетических затратах;
? простоту обслуживания и ремонта в промысловых условиях;
? малое влияние (по сравнению с другими способами) на работу установки физико-химических свойств жидкости;
? низкие требования к квалификации обслуживающего персонала.
Передвижение СК осуществляется путем перемещения их отдельных сборочных блоков с применением различных видов транспорта, таких как автомобильный, железнодорожный и водный.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Зубаиров С.Г. Проектирование штанговых насосных установок для осложненных условий эксплуатации. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999. -157с.
2. Уразаков К. Р. Эксплуатация наклонно-направленных скважин - М. Недра, 1993. -168 с.
3. Качурин В.К. сборник задач по сопротивлению материалов. – М.: Наука, 1970. – 53с.
4. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов: - Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001 – 544с.: илл.
5. Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1984. - 464 с.
6. Белов И.Г. Исследование работы глубинных насосов динамографом - М.: Гостоптехиздат, 1960. - 127 с.
7. Бахтизин Р.Н., Ризванов Р.Р., Уразаков К.Р., Хакимов Т.А. Насосные штанги – Научное издание 2012. - 58 с.
8. Круман Б. Б. Глубинно-насосные штанги - М. Недра, 1977. -106 с.
9. ГОСТ 31825-2012 Межгосударственный стандарт. Штанги насосные, штоки устьевые и муфты к ним, технические условия
10. Халимов Ф.Г. Анализ причин и профилактика отворотов насосных штанг и труб
11. Зубаиров С.Г., Токарев М.А., Сафонов Е.Н., Ягофаров Ю.Н., Салихов И.А. Эксплуатация штанговых колонн с шарнирными муфтами // Нефтяное хозяйство. 2003. №1. С. 54 - 56.

Весь текст будет доступен после покупки