Введение к работе
Актуальность темы
Основной фонд скважин эксплуатируется при помощи штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ) в течение длительного времени. Как известно, звеном, передающим возвратно-поступательное движение плунжерному насосу, является колонна насосных штанг, от работоспособности которой зависит и работа самой насосной установки. При этом колонна штанг является одним из самых слабых узлов и ее аварийность вследствие динамических колебаний ведет к увеличению себестоимости добываемой жидкости.
В настоящее время существует большое многообразие устройств, предназначенных для снижения динамических колебаний в штанговой колонне при добыче скважинного флюида при помощи штанговых скважинных насосных установок, эксплуатация которых сопряжена с различного рода сложностями, сопровождающимися увеличением материальных затрат, снижением надежности узлов и т.д. Наибольшее предпочтение среди подобных средств отдается различного рода скважинным штанговым амортизаторам или демпферам. Но из-за низкой работоспособности и надежности они не получили массового применения, в том числе из-за удорожания колонны и осложнения спускоподъемных операций.
Более перспективным является установка демпферов в точке подвеса штанг, так как это снимает ограничения по габаритам и, в то же время обеспечивает значительное удобство при настройке устьевого демпфера.
Создание подобной конструкции значительно снизит себестоимость добываемой скважинной жидкости за счет снижения частоты обрывов колонны штанг насосной установки.
Цель работы
Повышение эффективности работы штанговой скважинной насосной установки (ШСНУ) за счет разработки технических средств для уменьшения динамических нагрузок в колонне штанг.
Задачи, решаемые в диссертационной работе:
-
Провести анализ работоспособности штанговых колонн при их эксплуатации в условиях ОАО «Татнефть».
-
Разработать критерий оценки режима работы штанговой колонны.
-
Разработать технические средства в форме канатных подвесок для снижения динамических нагрузок в колонне штанг.
-
Провести промысловые исследования разработанных канатных подвесок.
Методы решения поставленных задач:
Поставленные задачи решались с применением статистического анализа промысловых данных, теоретических расчетов и промысловых исследований.
Автором защищаются
-
Сформулированные требования к штанговым колоннам при их работе в промысловых условиях при добыче нефти с учетом динамических воздействий на полированный шток, возникающих вследствие рассогласованности движений плунжера и канатной подвески.
-
Разработанные методы оценки динамичности работы штанговой колонны.
-
Разработанные перспективные типы канатных подвесок с демпфером, обеспечивающих снижение динамических нагрузок на штанговую колонну и совмещение осей полированного штока и канатной подвески.
-
Результаты внедрения средств технического воздействия на режим работы штанговой колонны.
Научная новизна
Установлено, что для условий ОАО «Татнефть» переход от статического режима работы штанговой колонны штанговых скважинных
насосных установок к динамическому происходит при коэффициенте динамичности нагрузки рд= 1,2... 1,21.
2. Предложена методика расчета коэффициента динамичности нагрузки для оценки режима работы штанговой колонны штанговых скважинных насосных установок и определения необходимости применения технических средств для снижения степени влияния динамических нагрузок на работу штанговой колонны.
Практическая ценность работы
-
Разработана и изготовлена канатная подвеска станка-качалки со встроенным демпфером, обеспечивающая снижение динамического воздействия на штанговую колонну.
-
Разработанные канатные подвески использованы на трех скважинах ОАО «Татнефть», которые позволили снизить нагрузку в точке подвеса штанг на 10-12%. Разработанная конструкция рекомендуется к применению.
-
Разработанная канатная подвеска используется в учебном процессе Уфимского государственного нефтяного технического университета на кафедре НГПО при изучении студентами специальности 130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» дисциплины «Техника и технология для добычи и подготовки нефти и газа».
Реализация результатов исследований
Разработанные канатные подвески внедрены на трех скважинах НГДУ «Альметьевнефть» и НГДУ «Лениногорскнефть» ОАО «Татнефть», и планируется их дальнейшее внедрение. Использование данных научных разработок в составе штанговых скважинных насосных установок позволяет снизить динамическое воздействие на конструкцию штанговой колонны.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях:
Межвузовская научно-методическая конференция «Подготовка
конкурентоспособного специалиста в процессе обучения в техническом ВУЗе», г. Уфа, 2008 г.
36-я научно-техническая конференция молодых учёных, аспирантов и студентов, г. Уфа, 2009 г.
I Всероссийская конференция молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники», г. Уфа, 2009 г.
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников из 197 наименований. Работа содержит 165 страниц, включая 42 рисунка, 22 таблицы и 10 приложений.
Публикации
