Введение к работе
з
Актуальность работы
Современный этап развития нефтяной промышленности характеризуется значительными осложнениями условий разработки большинства месторождений. По данным экспертов, на нефтяных месторождениях основных нефтегазоносных провинций в осложненных условиях работает: 32 % (Западно-Сибирская); 48-63 % (Волго-Уральская); 51 % (Тимано-Печорская) от общего числа скважин, что в среднем по Российской Федерации составляет 43 %.
Наиболее распространенными причинами отказа глубинно-насосного оборудования являются солеотложения (12 %), асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО) (17 %) и коррозия оборудования (9 %). На сегодняшний день одним из наиболее распространенных методов борьбы с данными видами осложнений является химический метод. Эффективность метода зависит от точности дозировки химического реагента и надежности системы подачи.
Возрастающая стоимость реагентов, новые высокоэффективные реагенты малой дозировки требуют применения систем подачи строго в требуемый интервал скважины. Современные дозировочные системы обеспечивают подачу реагента в затруб, на прием насоса, в нижние интервалы скважины, в зону перфорации. Насосная дозировочная система включает в себя наземную дозировочную установку, трубопроводы малого диаметра, устройство ввода, вспомогательные элементы. В дозировочных установках используются объемные насосы (плунжерный, диафрагменный) без компенсаторов, неравномерность подачи которых создает динамические нагрузки, существенно снижающие надежность систем. Это приводит к усталостному разрушению трубопроводов и разгерметизации соединительных узлов. Опыт эксплуатации насосных дозировочных
установок показал, что от 30 до 40 % отказов происходит по причине разгерметизации напорного трубопровода.
Цель диссертационной работы
Обоснование применения металлополимерных трубопроводов в насосных дозировочных системах на основе аналитических и экспериментальных исследований неустановившегося движения жидкости при работе дозировочного насоса объемного типа.
Решаемые задачи:
1 Анализ изменения амплитуды пульсации давления по длине стального и
металлополимерного трубопроводов на основе аналитического исследования
неустановившегося движения жидкости в трубопроводах малого диаметра
при подаче химических реагентов объемными насосами дозировочных
систем.
-
Оценка гашения амплитуды пульсации давления при лабораторном исследовании работы насоса объемного типа на реальных образцах дозировочных систем.
-
Обоснование динамического метода определения условного модуля упругости материала стенки металлополимерного трубопровода.
4 Техническое совершенствование системы подачи химического реагента в
скважину путем снижения пульсации давления в напорном трубопроводе как
составном элементе насосной дозировочной системы. Внедрение результатов
исследования.
Научная новизна
1 В результате аналитических исследований неустановившегося движения жидкости при подаче химических реагентов посредством дозировочных систем с использованием объемных насосов, впервые установлена зависимость гашения амплитуды пульсации давления по длине стального и
металлополимерного трубопроводов малого диаметра, подтвержденная
лабораторными испытаниями.
2 Впервые обоснован метод определения условного модуля упругости
неоднородного материала трубопровода по времени распространения волны
давления в системе трубопровод - жидкость с учетом номинального
давления.
Практическая ценность
-
Разработаны и утверждены ТУ 3666-014-45213414-2007 с дополнениями «Капиллярные системы подачи химических реагентов», ТУ 224811-011-45213414-2007 «Полимерный трубопровод с двухслойной проволочной оплеткой с концевыми заделками», получен сертификат соответствия Системы сертификации ГОСТ Р Госстандарта России № РОСС RU. АЯ36.В26366.
-
Изготовлено и поставлено оборудование, в период с 2009 по 2010 г., для оснащения 192 скважин, включающее насосные дозировочные системы подачи химических реагентов.
-
Разработана и внедрена в ООО «Псковгеокабель» методика «Определение условного модуля упругости материала неоднородного трубопровода».
4 Материалы, изложенные в методике «Определение условного модуля
упругости неоднородного трубопровода», используются в УГНТУ при
чтении лекций и выполнении лабораторных занятий.
На защиту выносятся
Зависимость дальности распространения пульсации давления от материала трубопровода, подачи насоса, номинального давления и объемного модуля упругости перекачиваемой жидкости по результатам математического моделирования и лабораторного исследования неустановившегося движения жидкости в трубопроводе малого диаметра при
работе насоса объемного типа. Метод определения условного модуля упругости материала неоднородного трубопровода.
Апробация работы
Основные результаты и положения работы докладывались и обсуждались на IX научно-практической конференции молодежи ОАО «Северные МН», УГТУ, Ухта, 2008 г.; на конференции «Трубопроводный транспорт - 2008» УГНТУ, Уфа, 2008 г.; 60-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, Уфа, 2009 г.; на заседаниях кафедры «Гидравлика и гидромашины», УГНТУ, Уфа, 2009, 2010 гг.; на конференции «Трубопроводный транспорт - 2009» Уфа, 2009г.; 61-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ; Уфа, 2010 г.; V Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия», РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина, Москва, 2010 г.; во Всероссийском научно-практическом семинаре «Энергоэффективность и энергобезопасность на предприятиях промышленности и жилищно-коммунального хозяйства», филиал УГНТУ, Салават, 2010 г.
Публикации
По результатам выполненных исследований опубликовано 18 печатных работ, из них 10 тезисов докладов, 1 патент на полезную модель и 7 статей, в том числе 2 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 113 наименований. Основной материал изложен на 131 странице и 97 страницах приложения, содержит 44 рисунка и 29 таблиц.
