Исследование гидравлических сопротивлений в установках скважинных винтовых насосов при добыче высоковязкой нефти

• Автор: Валеев, Асгар Маратович
• Шифр специальности: 05.15.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 98 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Установки скважинных винтовых насосов (УСВН),
применяемые в нефтедобыче
1.1. Принципиальные схемы эксплуатации скважин и основные характеристики УСВН
1.2. Основные этапы развития винтового насосостроения и
предварительные результаты их использования в мировой практике нефтедобычи
1.3. Сравнительный технико-экономический анализ экс-
плуатации скважин с различными видами глубинного оборудования
2. Исследование коэффициента гидравлических сопро- '
тивлений при движении вязкой жидкости в колонне насосно-компрессорных труб УСВН
2.1. Обзор исследовательских работ данной области
2.2. Моделирование течения жидкости, лабораторная установка и методика проведения экспериментов
2.3. Результаты исследования гидравлических сопротивлений в НКТ с вращающейся колонной штанг
2.4. Влияние вращения штанг на гидравлические сопротивления в муфтовых соединениях штанг
3. Исследование касательных напряжений и крутящего
момента в точке подвеса колонны штанг

3.1. Вывод выражения для коэффициента роторного сопротивления вращательного движения колонны штанг
3.2. Результаты исследования зависимости коэффициента роторного сопротивления от параметров Рейнольдса в осевом и вращательном движениях жидкости
4. Промысловые исследования гидравлических сопротивлений в насосном подъемнике УСВН
4.1. Исследование свойств добываемой продукции на устье скважин, оборудованных УСВН
4.2. Методика замера гидродинамического давления в НКТ и крутящего момента на колонне штанг от вязкого трения
4.3. Результаты проведенных экспериментов на скв. 242 НГДУ “Краснохолмскнефть” АНК “Башнефть”
4.4. Методика расчета колонны штанг для УСВН
Основные выводы
Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ
Нефтедобывающая отрасль страны характеризуется в настоящее время резко возросшей долей так называемых трудно извлекаемых запасов нефти [1, 26, 72]. Необходимость подъема нефтей с повышенной вязкостью при сравнительно невысоких дебитах скважин ставит ряд задач по созданию новых технических средств извлечения жидкостей, более эффективных в сравнении с традиционными штанговыми и электроцентробежными насосами. Современная экономика требует перехода на более дешевый и менее энерго- и металлоемкий способ добычи нефти.
Одним из таких средств, решающих проблему добычи высоковязкой нефти при сравнительно небольших энергозатратах на подъем единицы ее объема, является винтовой насос с приводом от вращающейся колонны насосных штанг [15, 17, 20, 21, 23, 24, 27, 32, 34, 42, 43, 44, 57, 60, 61, 63, 64, 75, 76, 77, 78, 81].
Такие насосы достаточно быстро завоевывает рынок нефтяных компаний мира благодаря ряду своих несомненных достоинств. К таким достоинствам относятся прежде всего:
- минимальная стоимость монтажа установки благодаря отсутствию специального фундамента и размещению поверхностного оборудования на колонной головке;
- незначительные эксплуатационные расходы на электроэнергию, составляющие около 50 % расходов, потребляемых на привод обычных станков-качалок той же производительности;
- более высокий в сравнении с УСШН коэффициент полезного действия благодаря отсутствию возвратно-поступательного движения колонны насосных штанг большой массы;

Таблица
Экспериментальные данные по замеру перепада давления
в трубах
№№ п/п Яе, со, А Р, Н! м2 ДЯ 1пДЛ
1 6,51 4,71 10,00 568 1,50 0
2 6,51 8,48 18,01 593 2,58 0
3 6,51 14,13 30,01 636 4,43 1
4 6,51 25,43 54,01 671 5,93 1
5 7,8 4,71 10,00 774 0,78 -0
6 7,8 8,48 18,01 800 1,56 0
7 7,8 14,13 30,01 826 2,34 0
8 7,8 25,43 54,01 843 2,85 1
9 11,3 4,71 10,00 998 0,26 -1
10 11,3 8,48 18,01 1006 0,37 -1
11 11,3 14,13 30,01 1015 0,50 -0
12 и,з 25,43 54,01 1041 0,87 -0
13 13,5 4,71 10,00 1299 0,09 -2
14 13,5 8,48 18,01 1316 0,26 -1
15 13,5 14,13 30,01 1333 0,43 -0
16 13,5 25,43 54,01 1402 1
Вращение штанги приводит к повышению коэффициента гидравлического сопротивления концентрического канала. Кривые 3 и 2 ( рис.2.3), построенные соответственно для чисел Яе
54.01 и 10,0 показывают, что с уменьшением числа Яе_ влияние вращения штанг на Л возрастает. Причем влияние на коэффициент гидравлического сопротивления тем больше, чем больше число оборотов штанги или число Яе. В интервале значений Яе„ > 10 влияние вращения на сопротивления становится несущественным и, с достаточной степенью точности, независимо от скорости