Удосконалено статичну діагностичну модель верстата-качалки, що дозволяє підвищити точність отримання динамограм у перерахунку з ватметрограм і тим самим збільшити вірогідність оцінки стану заглибленого насоса штангової глибинно-насосної установки (ШГНУ). Створено динамічну діагностичну модель верстата-качалки, яка враховує моменти інерції зрівноважуючих вантажів верстата-качалки та ротора її привідного електродвигуна, що дозволяє підвищити на 1-5 % точність оцінки стану заглибленого насоса ШГНУ під час її роботи в динамічному режимі. Встановлено взаємозв'язок зміни ковзання ротора електроприводу верстата-качалки від дії навантаження на штангову колону, зумовленого станом заглибленого насоса, на основі якого розроблено метод діагностування ШГНУ за швидкісними характеристиками. Запропоновано непрямий метод визначення маси зрівноважуючих вантажів верстата-качалки, використання якого дозволить підвищити точність перерахунку ватметрограми в динамограму та проводити операції зрівноваження верстата-качалки.

  Скачати повний текст

Проаналізовано існуючі типи дефектів штангових глибинно-насосних установок (ШГНУ) та причини їх виникнення. Показано, що максимальної ефективності діагностування можна досягти за умови контролю чинників, які зумовлюють дефекти ШГНУ, та параметрів технологічного режиму роботи свердловини. Для вирішення поставленого завдання удосконалено динамометричний метод діагностування ШГНУ. З використанням перетворення Уолша та вейвлет-перетворення розроблено методи автоматизованого виявлення дефектів ШГНУ. Створено математичну модель коливальних процесів колони насосно-компресорних труб, що дозволяє пов'язати їх характеристики з рівнем рідини у затрубному просторі свердловини. Запропоновано метод визначення коефіцієнта тертя на підставі розрахунку плунжерних динамограм. Розроблено систему діагностування ШГНУ та конструкції вставного давача навантаження. Створено функціональну схему системи виявлення дефектів і принципові схеми її окремих вузлів, запропоновано їх програмне забезпечення. Проведено метрологічний аналіз розробленої системи діагностування та первинного перетворювача.

  Скачати повний текст

Наведено результати дослідження робочого процесу малогабаритної насосної ступені шнекового типу, встановлено вплив геометричних параметрів проточної частини на форму її напірної характеристики. Розроблено фізичну модель течії в каналах досліджуваної ступені під час роботи на знижених подачах. Розглянуто процес переформування структури течії в каналах ступені у разі використання прямих осьових пазів і визначено механізм їх дії. Експериментально встановлено оптимальні інтервали геометричних параметрів ступені для забезпечення стабільної форми її напірної характеристики. Розроблено рекомендації щодо проектування малогабаритних ступеней шнекового типу з удосконаленою формою напірної характеристики.

  Скачати повний текст

Досліджено питання контролю технічного стану глибинно-насосних штангових установок (ГНШУ), які експлуатуються у викривлених свердловинах і знаходяться під дією комплексу силових чинників. Основну увагу приділено удосконаленню динамометричних методів діагностування ГНШУ. Створено узагальнену модель процесу деформування штангової колони (ШК) у свердловині з криволінійною віссю, яка базується на відновленні просторового положення її осі з урахуванням спіралевидності, наведено формулу для оцінки критичної сили, під дією якої ШК набуває спіралевидну конфігурацію. Одержано математичні співвідношення для оцінки зміни довжини колони. На базі створених моделей вперше розроблено метод контролю ШК, який дозволяє підвищити вірогідність діагностування ГНШУ та прогнозувати дефект типу "обрив штанги". Встановлено характер зміни форми динамограми внаслідок спіралевидної деформації ШК, запропоновано аналітичне представлення еталонної динамограми нормальної роботи ГНШУ. Удосконалено алгоритм її діагностування за динамограмою на базі розрахунку міри подібності між експериментальною й еталонними динамограмами різних технічних станів. Розроблено систему діагностування ГНШУ та її основний вузол - давач навантаження накладного типу. Проведено метрологічний аналіз і промислові випробування розробленої системи. Показано, що використання нового методу контролю ШК з урахуванням її спіралевидності дозволяє підвищити коефіцієнт готовності ГНШУ з 0.93 до 0.97.

  Скачати повний текст

Вперше запропоновано метод оптимізації режиму відбору нафти за сформованим, на підставі поточного контролю динамограми, критерієм максимальної продуктивності. Одержано узагальнений математичний опис стаціонарних режимів і перехідних процесів в електроприводі штангових нафтовидобувних установок на підставі високого рівня адекватності математичних моделей верстата-гойдалки й асинхронних машин. Запропоновано стратегію оптимального ситуаційного керування розосередженими об'єктами нафтовидобутку на підставі розроблених моделей, вибраного критерію оптимізації та створеної системи автоматичного керування і діагностики.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади застосування інформаційних технологій під час управління процесами розробки нафтогазових родовищ з використанням баз даних та баз знань. Установлено, що процеси пошуку, розвідки, розробки й експлуатації нафтогазових родовищ є слабо структурованими з неповною та нечіткою інформацією, яка вимагає постійного оновлення з використанням знань фахівців нафтогазової галузі. Базуючись на теорії категорій, запропоновано формувати бази знань для інформаційних систем, які дають можливість приймати раціональні технологічні рішення під час управління процесами розробки нафтогазових родовищ. Розроблено експертні системи з прогнозуванням нафтогазових покладів, колекторів вуглеводнів, вибору технологій обмеження припливу пластових вод у свердловину та вибору раціональної технології для інтенсифікації видобутку нафти.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання раціонального вибору геометричних, кінемаатичних, масових і силових характеристик виконавчого механізму двоплечих версатів-качалок. Запропоновано шляхи покращення функціонування приводу свердловинної штангової глибиннонасосної установки (СШНУ) у разі експлуатації свердловини за умов нестаціонарності навантаження, викликаного можливою зміною параметрів газорідинної суміші, що видобувається. Розроблено математичну модель СШНУ для синтезу геометричних параметрів виконавчого механізму, розрахунку його кінематичних характеристик та оцінки зміни навантаженості вузлів верстата-качалки, моделюючи наявність газу у циліндрі глибинного насосу та витікання в його прийомній і нагнітальній частинах. Удосконалено методику розрахунку необхідної величини противаги для кривошипного, балансирного та комбінованого типів зрівноважування. Виготовлено експериментальну установку та розроблено інформаційно-вимірювальну систему, оснащену необхідними давачами та аналого-цифровим пристроєм, яка дозволяє проводити моделювання навантаження виконавчого механізму та фіксувати результати експериментів на ПЕОМ.

  Скачати повний текст

Теоретично підтверджено можливість роботи струминного насоса в області межових напорів і від'ємних значень коефіцієнта інжекції. Досліджено процес змішування потоків і визначено емпіричні коефіцієнти нерівномірності профілю швидкостей зустрічних струменів і гідравлічного опору камери змішування. Удосконалено математичну модель гідравлічних зв'язків між елементами ежекційної системи з урахуванням можливої роботи струминного насоса у зворотному режимі. Установлено взаємозв'язок витрати змішаного потоку свердловинної ежекційної системи з густиною змішаного та тиском робочого потоків.

  Скачати повний текст

На підставі інформаційних даних щодо відмов колони насосних штанг (КНШ) "Надвірнанафтогаз" здійснено статистичний аналіз аварійності елементів КНШ і визначено вплив експлуатаційних факторів на їх довговічність. Показано значний вплив викривленості свердловин на частоту та розподіл відмов. Розроблено методику аналітичного розрахунку напружень і зусилля притискання КНШ до стінок насосно-компресорних руд (КТ) на ділянках скривлених труб. За даною методикою проаналізовано закономірності впливу профілю свердловини та параметрів КНШ на зусилля та напруження згину в НШ. Розроблено методику та необхідні засоби для дослідження впливу тертя НШ по насоснокомпресорним трубам (НКТ) на її корозійно-втомну довговічність. Зроблено висновок про позитивний вплив фрикційної складової на корозійно-втомну довговічність НШ для мало викривлених свердовин (зусилля притискання до 100 Н). Удосконалено спосіб вимірювання навантажень, діючих у верхній частині штангової колони, який дозволяє виділяти високочастотні цикли навантажень КНШ та проводити безпосередній запис результатів вимірювань для їх обробки на ПЕОМ. З застосуванням розробленого удосконаленого динамографа з індукційним давачем переміщень проведено експериментальні дослідження з метою оцінки навантаженості КНШ за експлуатаційних умов і розроблено розрахунково-експериментальний метод раціонального вибору кінематичних характеристик приводу. Удосконалено розрахункові методики оцінки впливу експлуатаційного процесу навантажування на довговічність насосних штанг, а саме, впливу багаточастотності та напружень, нижчих за межу витривалості матеріалу НШ. Запропоновано розрахунково-експериментальний метод здіснювання оцінки залишкового ресурсу КНШ за певних умов експлуатації.

  Скачати повний текст

Розроблено нові конструктивні й технологічні методи для підвищення довговічності робочих оганів установок електровідцентрових насосів (РО УЕВН). Розроблено стендове та методичне забезпечення експериментальних досліджень з півдищення довговічності РО УЕВН. Створено тривимірну модель його робочих коліс (РК) і проведено імітаційне моделювання впливу прикладеного навантаження на лопаті РК та величину його зносу, на розподіл статичних напружень по тілу РК і характеристики УЕВН. Проведено дослідження на зносостійкість обраних пар тертя ступенів насоса (СН), виявлено вплив методу термічної обробки на зміну розмірів виливків РК і направляючих апаратів (НА) з сірого, модифікованого церієм чавуну та встановлено емпіричні залежності для визначення їх від'ємних допусків. Розроблено комбіновану конструкцію СН УЕВН з поліамідною робочою частиною, виготовлено й апробовано захисні втулки вала та опорних шайб підвищеної зносостійкості. Проведено промислові дослідження УЕВН з РО підвищеної довговічності, підтверджено підвищення їх стійкості у 2 - 2,5 рази.

  Скачати повний текст

Вивчено умови руху і навантаженості колони штанг у вертикальних і викривлених свердловинах. Досліджено рух плунжера погружного насосу з урахуванням деформацій колони штанг і різних законів руху точки підвісу штанг. Одержано рівняння для визначення втрати ходу плунжера у викривлених свердловинах з урахуванням згинальної жорсткості та без її врахування. За умови рівномірного навантаження одержано умови розташування центраторів на викривлених ділянках свердловин. Визначено вплив нахилу свердловини на завантаженість штанг у нижній частині колони під час руху донизу. Одержано рівняння для визначення згинального моменту та напружень у защепленні штанги та плунжера. Вивчено можливість використання двох плунжерних насосів, розташованих на різних рівнях для зменшення навантаженості на колону штанг. Здійснено промислове випробування такої конструкції. Проведено експериментальні дослідження на лабораторній установці впливу кута викривлення свердловини на навантаженість штанг. Розроблено інструкцію по розрахунку та вибору колони штанг.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено, що за використання електродів ВК8 на певних режимах обробки формуються залишкові напруження стиску, зумовлені наявністю дрібних включень оксидів у нарощеному шарі, що, в свою чергу, забезпечує найвищу зносостійкість поверхонь тертя. Надано гіпотезу про домінування в процесі зношування робочої поверхні штоків гідравлічних насосів на початку робочого та холостого ходу, мікрорізання зернами абразиву, пружно закріпленими в гумі ущільнення. Вперше запропоновано методику лабораторних досліджень, яка дозволяє найбільш точно змоделювати процес зношування поверхні штоків гідравлічних нафтопромислових насосів у разі контакту з гумовим ущільненням, шаржованим абразивом. Науково обгрунтовано оптимальні режими зміцнення (відновлення) робочої поверхні штоків гідравлічних нафтогазових насосів методом електроіскрового легування.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення ресурсу колони насосних штанг (штангової колони), запропоновано ефективні методи боротьби з смоло-парафіновими утвореннями (СПУ) у процесі видобутку парафінистих нафт. На підставі статистичних даних про відмови колон насосних штанг виявлено залежності частоти відмов елементів колони від основних експлуатаційних чинників. Розроблено наукові принципи раціонального проектування обладнання для підвищення ресурсу колони насосних штанг та боротьби з СПУ - протекторів для насосних штанг і штангообертачів. Запропоновано способи прогнозування та підвищення ресурсу сталевих і склопластикових насосних штанг та їх муфтових різьбових з'єднань у разі застосування даного комплексу обладнання. Проведено промислові випробування удосконалених склопластикових насосних штанг, протекторів і штангообертачів, розраховано економічну ефективність їх використання. Розроблений комплекс обладнання промислово апробовано та впроваджено в НГВУ "Долинанафтогаз".

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель процесу деформування штангової колони, побудовану з врахуванням дії крутного моменту, створювального обертачем. Вперше запропоновано модель розрахунку параметрів взаємодії потоку рідини в каналі насосно-компресорних труб з протектором для створення додаткового крутного моменту на колону насосних штанг. Удосконалено розрахункову модель виконавчого механізму балансирного верстата-качалки з урахуванням кінематичних параметрів приводу черв'яного обертача колони насосних штанг. Вперше експериментально обгрунтовано доцільність застосування покриття тіла насосних штанг склотканинними стрічками для підвищення їх довговічності.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання контролю стану штангових глибинно-насосних установок (ШГНУ). Розвинуто новий напрям - використання методів вібраційного контролю за її станом. Створено логічну і математичну діагностичні моделі ШГНУ. Розроблено технічні засоби та програмне забезпечення для його реалізації, методику визначення моменту часу сприйняття навантаження. Визначено і досліджено діагностичу ознаку стану ШГНУ, умови й оцінено ступінь їх працездатності.

  Скачати повний текст

Вперше створено математичну діагностичну модель установки електровідцентрових насосів (УЕВН), яка дозволяє описати зміну крутного моменту на валу заглибного електродвигуна (ЗЕД), обумовленого впливом дефектів робочих органів відцентрового насоса (величиною зносу спрямовувальних апаратів, робочих коліс, опорних шайб - нижніх і верхніх, захисних втулок валу). Наведено діагностичну модель ЗЕД, відцентрового насоса (ВН) та УЕВН в цілому, яка дозволяє визначити умови її працездатності. Встановлено закономірності зміни крутного моменту на валу ЗЕД, обумовлені впливом свердловинних факторів. З'ясовано, що напрацювання різних типорозмірів УЕВН до відмови на нафтопромислах Східної України описується експоненціальним законом розподілу та визначено його параметри, що дозволило розрахувати показники ефективності розробленої системи діагностування. Визначено закономірності зміни рівня гармонічних складових у спектрі крутного моменту на валу ЗЕД, обумовлені зносом робочих органів ВН. Виявлено діагностичну ознаку - відношення суми рівнів перших трьох гармонік до суми рівнів четвертої та п'ятої гармонік у спектрі крутного моменту.

  Скачати повний текст

Розглянуто особливості роботи насосних агрегатів у системі підтримання пластового тиску та причини і фактори, що зумовлюють виникнення їх дефектів і відмов. Проаналізовано відцентровий насосний агрегат (ВНА) як об'єкт вібродіагностики, який дозволяє визначити та надалі підтвердити експериментально наявність можливих джерел вібрації ВНА, та розроблено його діагностичну модель. Проведено аналіз результатів експериментальних досліджень зв'язку зміни вібрації робочих органів ВНА зі зміною їх технічного стану. Визначено діагностичну ознаку - суму добутків значень амплітуди віброшвидкості експериментально визначених найбільш інформативних частотних складових на відповідні вагові коефіцієнти та розроблено на їх базі новий метод контролю. Розроблено методичне, технічне та програмне забезпечення для реалізації даного методу контролю стану ВНА.

  Скачати повний текст

Вперше запропоновано методику урахування пускового шару у верхній частині стрижня литої мідної короткозамкненої обмотки ротора в математичних моделях електромеханічних процесів АД малої потужності. Особливістю методики є диференційний підхід до явища витиснення струму в анізотропному середовищі. Розвинуто спосіб визначення еквівалентного ефективного значення пускового струму АД в повторно-Короткочасному режимі роботи S4 у разі багатократних пусків, який відрізняється врахуванням стохастично мінливого моменту опору механізму. Уточнено електромеханічний розрахунок для вибору оптимальної величини електропровідності пускового шару анізотропного стрижня литої мідної клітки ротора. Розроблено методику проектування ротора АД малої потужності вибухо-захищеного виконання з урахуванням вибору геометрії пазів з анізотропними стрижнями литої мідної клітки та визначення електромагнітних параметрів машини.

  Скачати повний текст