Рассмотрена методика для определения показателей надежности и ресурса нефтепромысловых редукторов станков-качалок, которые подвергаются износу и выходу со строя. Определены вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, средний ресурс редукторов.

Викладено результати досліджень і практичний досвід роботи давачів прискорень мобільної вимірювальної апаратури, яка може використовуватись для оцінки вібронавантаженості промислових компресорів, шахтних підйомних комплексів чи штангових свердловинних насосних установок.

Розглянуто експериментально-теоретичне питання модернізації випробувального комплексу дослідження навантажень на СШНУ, а також деформації і руйнування гірських порід.

Наведено практичний досвід пошуку й усунення несправностей у мобільних інформаційно-вимірювальних системах шахтних підйомних комплексів і СШНУ на підставі досвіду ІФНТУНГ і ІГТМ НАН України.

Побудовано математичну модель процесу деформації комбінованого зубка: твердий сплав - сталь. Досліджено напружений стан комбінованих зубків і оцінено вплив товщини сталевої підкладки, а також модулів пружності матеріалів на залишкові технологічні напруження. Надано рекомендації з конструювання комбінованих зубків.

Наведено основні результати дослідження полімерно-композиційних матеріалів, які використовуються для виготовлення насосних штанг і насосно-компресорних труб на тертя і зношення в різних експлуатаційних середовищах. Встановлено механізм зношення і основні фактори, що впливають на його інтенсивність.

Проаналізовано проблему підвищення ресурсу штангової колони у процесі видобування нафти шляхом застосування методів поверхневого зміцнення та нанесення захисних металевих і металополімерних покриттів. Висвітлено причини обривів насосних штанг, закономірності росту тріщин корозійної втоми в тілі штанг. Запропоновано методи оцінки повного та залишкового ресурсу насосних штанг. Особливу увагу приділено оцінці напруженого стану штанг і муфт методом скінченних елементів. Представлено конструкції насосних штанг з полімерних композиційних матеріалів, нові конструкції обертачів колони штанг, штангових муфт і скребків-протекторів.

Проанализирована проблема повышения ресурса штанговой колонны при добыче нефти путем применения методов поверхностного укрепления и нанесения защитных металлических и металлополимерных покрытий. Освещены причины обрывов насосных штанг, закономерности роста трещин коррозионной усталости в теле штанг. Предложены методи оценки полного и остаточного ресурса насосных штанг. Особое внимание уделено оценке напряженного состояния штанг и муфт методом конечных элементов. Представлены конструкции насосных штанг из полимерных композиционных материалов, новые конструкции вращателей колонны штанг, штанговых муфт и скребков-протекторов.

Наведено результати розробки та випробування насосно-компресорних труб (НКТ) зі склопластику. Описано послідовність виготовлення НКТ. Наведено переваги склопластикових НКТ над звичайними металевими. Наведено опис параметрів, на основі яких одержані високі характеристики міцності НКТ.

Індекс рубрикатора НБУВ: И361.3-5-7 с

Рубрики:

Глибинонасосна експлуатація нафтових свердловин

Шифр НБУВ: Ж24005 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Для прогнозування ресурсу роботи насосних штанг запропоновано застосовувати теорію ланцюгів Маркова. Розглянуто методику розрахунку запасу насосних штанг, який необхідно мати для відновлення елементів колони, що вийшли з ладу. За допомогою методики можна підготувати замовлення на необхідну кількість насосних штанг для свердловини.

Забезпечення працездатності обладнання є можливим за відомих значень наробітку деталей до відмови або між відмовами. Завдання вибору величини наробітку ускладнюється тим, що розподіл відмов у часі має ймовірнісний характер. Існує оптимальне значення наробітку, за якого сума витрат буде мінімальною. Методи знаходження оптимального терміну відновлення обладнання, запропоновані в роботі, надають можливість точніше визначати ресурс роботи нафтогазового обладнання та розробляти раціональну стратегію їх технічного обслуговування і ремонту.

У промислових умовах проведено дослідження штангових насосів виробництва ТОВ "Магістраль", які призначені для роботи на глибинах до 2500 метрів у свердловинах з обводненою до 99 % продукцією, в умовах, ускладнених підвищеним вмістом піску і присутністю агресивних хімічних сполук. Показано, що міжремонтний період роботи цих штангових насосів значно більший за такий для насосів інших виробників, і це обумовлено конструктивними особливостями насосів і високою культурою їх виробництва. Коефіцієнт втрати подачі насосів виробництва ТОВ "Магістраль" в 4 - 5 рази нижчий, ніж насосів інших виробників. Проведено розрахунок прогнозованого економічного ефекту від їх впровадження, отриманий за рахунок збільшення міжремонтного періоду роботи насосів.

Мета роботи - розроблення технології, а також підбір необхідного обладнання і хімічних матеріалів для боротьби з асфальто-смоло-парафіновими відкладами. Запропоновано спосіб запобігання та ліквідації відкладів парафінів та асфальто-смолистих речовин на свердловинному обладнанні нафтових свердловин шляхом комплексної дії хімічних реагентів та термічного нагрівання зони відкладення. Уточнено задачі термодинамічних змін щодо фазового стану потоку і їх урахування при встановленні технологічних режимів роботи свердловин та обгрунтовано використання нового ефективного хімреагента. Вибір хімічного реагента для запобігання відкладанню парафінів, смол та асфальтенів для кожного родовища є індивідуальним. Навіть на окремих свердловинах в межах одного родовища підбір здійснюють після вивчення умов відкладання та їх фізико-хімічного складу, що зумовлює велику кількість реагентів і технологій, які рекомендовано використовувати на родовищах України. У результаті досліджень встановлена ефективність використання інгібітора Твін-80, механізм дії якого полягає в тому, що в присутності води Твін-80 контактує з мікрокристалами парафіну і солей, змочує їх, запобігаючи їх злипанню і відкладенню на стінках труб. Технологія очищення обладнання полягає в постійній або періодичній подачі реагентів в свердловину. Розроблено та виготовлено експериментальний екземпляр свердловинного електричного нагрівача, за допомогою якого відбувається очищення колони підйомних труб за принципом точково-площинного нагрівання. В результаті застосування технології комплексної дії для запобігання та ліквідації асфальто-смоло-парафінових відкладів отримується технічний результат - пришвидшення очищення стовбура свердловини та свердловинного обладнання, підвищення ефективності її експлуатації та економія електроенергії.

Найпоширенішим механізованим способом видобування нафти є використання штангових глибинних насосних установок. Експлуатація свердловин даним способом характеризується помірними витратами на обладнання та його обслуговування, збільшенням видобутку при розробці важковидобувних запасів нафти, збільшенням виробітку пласта, яке досягається зниженням критичного рівня вибійного тиску. Установка штангового глибинного насоса включає наземне і свердловинне обладнання. До наземного обладнання відноситься привод, обладнання устя свердловини та система управління. На сьогодні як привод зазвичай використовують верстат-качалку, який представляє собою чотириланковий кривошипно-шатунний механізм, що перетворює обертальний рух кривошипа в зворотно-поступальний рух підвіски устьового штока. Розглянуто перспективи створення і впровадження на нафтових промислах України нетрадиційних конструкцій приводів, що замінюють класичні верстати-качалки, а саме, гідроприводів штангових глибинних насосів, та визначено можливі області їх використання. Проведено критичний порівняльний аналіз існуючих конструкцій гідравлічних приводів провідних світових виробників, висвітлено їх конструктивні особливості порівняно з верстатами-качалками і ланцюговими приводами, виявлено основні переваги та недоліки. Окремо виділено можливості використання дистанційного та автоматичного регулювання режимів роботи гідравлічного привода, що дає змогу проводити моніторинг і дистанційне управління технологічним процесом в режимі реального часу з мінімальною участю обслуговуючого персоналу. Представлені результати проведення дослідно-промислового випробування гідравлічного привода ПШН-80-2,5 з пневматичним врівно-важуванням на свердловині No 64-Долина наукового полігону Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу, які підтвердили працездатність усіх систем приводу, а також зручність проведення операцій за його монтажу на свердловині.

На основі зібраних статистичних даних по відмовах свердловинного обладнання проведено аналіз надійності свердловинних насосів, колон насосних штанг і насосно компресорних труб. Одержано рівняння регресії, які дозволяють визначити ймовірнісні безвідмовної роботи свердловинного обладнання. Розглянуто області застосуванні насосних штанг із полімерно-композиційних матеріалів (ПКМ), технологію їх виготовлення, порівняльні характеристики зі сталевими, переваги та недоліки застосування. Розроблено математичну модель з'єднання сталевої головки з полімерним композиційним тілом насосної штанги. Досліджено насосні штанги з ПКМ на статичну міцність, витривалість, зношування. Розроблено якісно новий програмний комплекс діагностування свердловин, що експлуатуються штанговими свердловинними насосними установками (ШСНУ). Запропоновано аналітичний і графічний метод визначення оптимального міжремонтного періоду, який оснований на мінімізації питомих витрат на відновлення працездатного стану ШСНУ у випадку її відмови, що дозволить розробляти раціональні план-графіки ремонту обладнання. Для прогнозування ресурсу роботи насосних штанг запропоновано застосування теорії ланцюгів Маркова.

Насосні штанги є складовою одиницею свердловинного обладнання штангових свердловинних насосних установок і використовуються для передачі зворотно-поступального руху від верстата-качалки до плунжера заглибного насоса. Насосні штанги експлуатуються в складних умовах знакозмінних навантажень розтягу/стискання, згину, тертя до внутрішньої поверхні колони насосно-компресорних труб, впливу корозійно-активного середовища, формування асфальто-смоло-парафінових відкладів. З метою підвищення ресурсу колони насосних штанг пропонується замість сталевих використовувати штанги з полімерно-композиційних матеріалів (склопластиковий, вуглепластиковий, гібридний стрижень з двома сталевими головками). Застосування гібридних насосних штанг дає чимало економічних й експлуатаційних переваг в порівнянні зі сталевими та склопластиковими штангами із збільшенням глибини спуску колони насосних штанг зростає навантаження на штангу, аотже, і на з'єднання сталевої головки із полімерно-композиційним стрижнем. Вплив пружних характеристик матеріалу гібридного стрижня (параметра ортотропії, параметра зсувної податливості, величини зчеплення) та особливостей контактної взаємодії його зі сталевою головкою на величину та розподіл тиску і, як наслідок цього, на міцність та працездатність розглянутого конструктивного з'єднання, має практичний інтерес при проєктуванні з'єднання. Ставиться задача підвищення міцності з'єднання гібридної насосної штанги та його надійності. Запропоновано використання скінченно-елементного аналізу в програмному середовищі SolidWorks методом кінцевих елементів при проєктуванні оптимальної конструкції з'єднання сталевої головки з композиційним тілом гібридної насосної штанги. На основі проведеного аналізу пропонується до застосування конструкція з'єднання з циліндричною частиною сталевої головки змінної товщини, з прорізами у цій циліндричній частині у вигляді пелюсток та виконання галтелі на виході з контакту головки та стрижня штанги.