Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. В Западной Сибири быстро увеличивается количество штанговых скважинннх насосных установок (ШСНУ), доходя в отдельных районах до 90 эксплуатационного фонда скважин. Профиль большинства скважин выбран по критерию эффективности бурения и неблагоприятен для эксплуатации подземного оборудования, интенсивный набор кривизны начинается с глубин 50-100 м. В подобных случаях целесообразно использовать бесштанговые насосы, но недостаточные масштаби их производства заставляет в ближайшие годы ориентироваться на традиционные ШСНУ. Подбор штанг в колонны осуществляется на основе опыта эксплуатация ШСНУ в таных районах и не учитывает специфическое влияние интервала набора кривизны. Обрывность втанг в Западной Сибири пока менызе, чем в других районах, но это определяется не совершенством методов расчета, а малой продолжительностью эксплуатации большинства штанг, составляющей от 2-х до 4-х лет. С 1995г. начнется интенсивное возрастание доли штанг, эксплуатируемых 6-8 лет, обрывность которых будет определяться используемыми сегодня методами расчета.
В настоящее время на ликвидацию обрывов штанг, вызывающих до 20% отказов ШСНУ, затрачивается ежегодно около 75 млн.руб. Кроме тяжелого физического труда ремонтных бригад положение усугубляется хронической нехваткой насосных втанг.
Организация дефектоскопии и ремонта насосных штанг ставит вопросы о периодичности контроля и критериях отбраковки, совершенствованию методов неразрушающего контроля. Применение вероятностных методов расчетов требует знания законов распределения прочностных характеристик а нвгружениости штанг.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение эффективности эксплуатации насосных штанг в наклонно-направленных нефтяных скважинах.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Разработать метод расчета циклической долговечности штанг в зависимости от условий эксплуатацвв. Опре-делать кратерни отбраковка в насосных штанг по величине пластическом деформации а глубине усталостно! трвадшы. Разработать ускоренный нерааруаашцвй иетод нахождения предела вынослввоств насосных штанг а контроля величины пластвческой деформацва.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Установлено, что при максимальных напряжениях менее 150 1Ша долговечность втанг чрезвычайно слабо зависит от величины коэффициента асвмметрва цикла. Определена зависимость азмененвя предела огранвчегаюй вынослввоств сталей в корроэвонных средах от частоты нагрукенвя. Определена зависимость вероятности разрушения штанг от обводненности среды, ве-лвчнны напряженай, продолжвтсльности зксплуатацва в налкчяя дефектов тала трещвны в неоднородной пластвческой деформация.
Установлен вратерай отбраковка штанг по величане пластвческой деформации а глубине усталостной трещвны. Определена аа-ввсвмость между магнвтнныа свойствами, пределом выносжввоств сталей а аелачиной пластической деформации. По результатом работы получено 5 авторских свидетельств на нэобретение.
Рааработаны рекомендации по конструирована» штанговых колоші для условий Западной Сибвра, позволявшее выбрать напряженая в штангах в зависимости от профиля скважины, обводненности продукции а ограничений на вероятность разрушения за определенный срок службы. Заввсвмость количества обрывов штанг от про-долкательноств в условий зксплуатацва позволяет обоснованно за-
менять штанги и планировать количество подземных ремонтов скважин. Сведения о влияния трещин и пластической деформации на долговечность итанг позволило сформулировать требования к дефектоскопической аппаратуре и установить периодичность контроля. Нераярунащие методы контроля характеристик сопротивления усталости позволяют определить предел выносливости и подбирать штанги в зависимости от ожидаемых напряжений при эксплуатации. Дія штанг с защитным покрытием из цинка или полимеров усталостная долговечность d коррозионной среде составляет 0,8-0,9 от соответствующей величины на воздухе. Исключение 20 штанг с наименьшим значением предела выносливости позволяет для оставшейся группн увеличить допустите напряжения в 1,3-1,5 раза без увеличения вероятностн обрыва. Нераэрушащий метод контроля предела выносливости применим не только при испытании насосных штанг, но и успешно опробован при усталостных испытаний конструкций типа рамы и газопроводных труб 0 720 мм. Результаты исследований используются объединением "Ннжневартовскнефтегаз". Экономический зффект равен 630 рублей на скважину в год (в ценах 1990 г.). Работа выполнена в соответствии с программой "Нефть и газ Западной Сибири", утверадэнной приказом MB и СС0 РСФСР I 641 от 10.10.86г.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертация доложены на I-оЯ зональной конференции "Нефть и газ Западной Сибири" (г.Тюмень, 1981), первой республиканской конференции "Проблемы освоения Западно-Сибирского топливно-знергетического комплекса" (г.Уфа, 1982), Всесоюзной конференции по надежности нефтепромыслового оборудования (г.Баку, 1983), Всесоюзной конференции "Нефть и газ Западной Сибири. Проблемы добычи и транспортиров-
ки" (г.Тшень, 1985), Всесоюзной ярмарке научно-технических идей разработок (г.Нижневартовск, 1967), республиканском со-вешании "Hepaaрушащие физические методы и средства контроля материалов и изделий (г.Ижевск, 1984), Всесоюзной конференции "Нефть гае Западной Сибири" (г.йзиень, 1989 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание диссертация изложено в 14-ти публикациях, перечисленных в настоящем автореферате.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА PAEOIU. Диссертация состоит из введения, четырех глав, приложений и списка использованной литературы. Работа содержит 134 страницы основного текста, 45 рисунков, 39 таблиц. Библиография 96 наименований,
