Исследование взаимодействия станков-качалок с промерзающим грунтом

• Автор: Ситников, Виктор Петрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 117 с. : ил

Глава 1. Перспективы развития нефтегазовой отрасли и способы нефтедобычи в

России

1.1 .Современное состояние нефтедобывающей отрасли

1.2.Основные способы добычи нефти и факторы,

определяющие надежность станков-качалок

1.3.Краткая характеристика объекта исследования

1.4. Общая характеристика региона и особенности

грунтовых условий эксплуатации станков-качалок

1.5.Анализ работы станков-качалок на объекте исследования

Выводы по главе

Глава 2. Тепловое взаимодействие одиночной скважины

с промерзающим вокруг нее грунтом
2.1. Описание объекта исследований
2.2.Постановка задачи определения температурного поля промерзающего грунта вокруг одиночной скважины
2.3.Приведение уравнений, описывающих процесс
промерзания, к расчетному виду
2.4. Результаты расчетов температурного поля
промерзающего грунта
Выводы по главе
Глава 3. Динамическое взаимодействие станка-качалки
с промерзающим грунтом
3.1.Требования к условиям работы станка-качалки
в холодный период времени и их анализ
3.2. Взаимодействие свайного фундамента станка-качалки
с подстилающим грунтом на уровне подошвы
3.3. Взаимодействие фунтового массива станка-качалки с окружающим грунтом по передней и задней грани
3.4. Взаимодействие грунтового массива станка-качалки с окружающим грунтом по боковым граням
3.5. Спектральный анализ динамического усилия на полированном штоке станка-качалки
Выводы по главе
Глава 4. Влияние динамических процессов на пространственное
положение станка-качалки и на окружающий скважину грунт
4.1. Расчетная модель взаимодействия грунтового массива станка-качалки с окружающим грунтом
4.2. Определение амплитуд вынужденных колебаний свай
4.3. Анализ полученных результатов
4.5. Влияние вибраций на сцепление скважины с грунтом
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Литература
В соответствии с энергетической стратегией России до 2020года, утвержденной Правительством России, Западная Сибирь будет и впредь оставаться главным нефтедобывающим регионом страны. При этом следует отметить, что многие крупные месторождения нефти вышли на поздние стадии разработки с падающей добычей. Доля трудноизвлекаемых запасов с низкими дебитами скважин (менее Ют/сутки) составляет 55-60% и продолжает расти. В этих условиях из основных способов добычи нефти все большую значимость приобретает механизированный, включающий штанговые глубинные насосы (ШСН) и погружные центробежные электронасосы (ПЦЭН).
Штанговый насосный способ из традиционных способов добычи нефти является самым трудоемким и малопроизводительным. Широкое его применение объясняется большим числом малодебитных скважин, для которых эксплуатация скважин штанговыми насосами остается технически оправданной и экономичной по сравнению с другими способами добычи нефти.
В условиях Западно-Сибирского нефтегазового региона рамы штанговых насосов устанавливаются, как правило, на свайных фундаментах. При этом в условиях сурового резкоконтинентального климата и специфических грунтовых условий региона взаимодействие фундаментов станков-качалок с промерзающими грунтами следует отнести к сложной инженерной и научной проблеме.
Существующие в настоящее время методы проектирования фундаментов станков-качалок не учитывают тепловое и силовое взаимодействие системы «станок-качалка — массив грунта» и совместную работу талого и мерзлого грунтов. При этом сам глубинный насос передает на грунтовый массив динамические нагрузки, обуславливающие вынужденные колебания грунтового основания.

0 1 2 л 4 5 « 7 а о И) и 12

, 1,5-5 С
, 0-1 ,<5 С
П -5-4,.<0 С ' -10<М-5С -15-4« <-10 С !>3 -20<1, <-15 С СМ Г--20 С
г.м
ЗЯ Г>15'С ; 10<1 - 15 С I 54, <10 С I 04;.-'5 С я —54!. <0 С -Ю<1| -5 С | -154 . «-Ю С ш -204". <-15 С № 1.<-20 С
у..м К. г.м я
Рис.2.7.Температурное поле при т=4 мес. и 1Ж=22°С Рис.2.8.Температурное поле при т=4 мес. и 1Ж=52°С
I Г.М

Тс=18ч:
Т=-Ы#с
^,—1—
1,>15-С . : 104«,<15С 5<1,<101С . 0<Ь,<5‘С Ш -5<Г<0 С -Ю<Г<-5'С -15<1,<-101'С Я -204«.<-15"С М 1|<-20’С
г.м К
Рис.2.9. Температурное поле при т=4 мес. и 1Ж=43°С
О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0,2 0,4 0,6 0

1,2
1,4
г,м
Рис.2.10. Положение фронта промерзания при т=2 мес и 1Ж=40°С
Я 1 1 ■
Т=2мес 1 1 ] • 1 1 .. ..1 •
Г,М