Повышение эффективности эксплуатации УЭЦН путем разработки и внедрения методики подбора и оптимизации работы оборудования

• Автор: Фролов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОЙ СИТУАЦИИ В

НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Выводы по первой главе

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК И ПРОГРАММ

ПОДБОРА УЭЦН

2.1. Существующие методики и программы подбора оборудования

2.2.Выбор и корректировка методики подбора УЭЦН

Выводы по второй главе

МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ И

ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

КОМПОНОВОК ОБОРУДОВАНИЯ УЭЦН

3.1. Статистический анализ факторов и параметров, влияющих на работу
погружных насосных установок
3.2. Прогнозирование наработки на отказ УЭЦН методами экспертных оценок
3.3 Методика оценки экономической эффективности УЭЦН
Выводы и результаты по третьей главе
СОЗДАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ
ПОДБОРА УЭЦН
4.1.Алгоритм подбора оборудования по созданной 3-х уровневой методике
4.2. Промысловые испытания и пробная эксплуатация методики и программы
подбора УЭЦН
Выводы и результаты по четвертой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Исходный код программы подбора УЭЦН
Приложение 2. Отчетные формы программы подбора УЭЦН

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОЙ СИТУАЦИИ В НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Добыча нефти в России сегодня становится одной из самых высокотехнологичных отраслей производства. Наряду с совершенствованием непосредственно технологий добычи, транспортировки и переработки нефти стремительно совершенствуются методы контроля этими процессами, увеличиваются объемы информации, используемые при принятии любых производственных решений. С одной стороны, этому способствует широкое применение компьютерной техники, с другой вынуждают все возрастающие требования к безопасности, эффективности и гибкости процессов нефтедобычи.
Из табл. 1.1 [36] видно, что по количеству применяемых на скважинах способов добычи нефти УЭЦН на втором месте среди механизированных способов добычи нефти, и на первом по количеству добытой нефти. Из года в год доля УЭЦН среди применяемых технологий растет, поэтому именно этому направлению механизированной добычи стоит уделить особое внимание.
Таблица 1.1. Распределение фонда скважин и количества добываемой нефти
по способам добычи
Способ эксплуата ции 1975 1988 2002
Фонд скважин Добыча нефти Фонд скважин Добыча нефти Фонд скважин Добыча нефти
Шт. % Тыс. т % Шт. % Тыс. т % Шт. % Тыс. т %
Всего 62922 100 480691 100 151910 100 606390 100 146481 100 338027
Фонтан 8378 13,3 215348 44,8 12229 8,1 94164 15,5 9183 6,7 25434 9,1
УЭЦН 10144 16,1 163065 33,9 45102 29,7 342809 56,5 52376 35,6 214909 63
УСШН 42280 67,1 75068 15,6 86694 57,0 108586 17,9 79019 54,1 66586 19,7
Газлифт 2028 3,2 27217 5.7 7463 4,9 59326 9,8 4672 3,2 24170 7,1
Прочие 164 0,3 - - 422 0,3 1505 0,3 566 0,4 2028 0,6

Одним из преобладающих на сегодняшний день направлений в развитии российских нефтедобывающих предприятий является интенсификация добычи нефти [11,79]. Увеличение дебитов эксплуатируемых скважин приводит к увеличениям глубин спуска погружного оборудования, повышению содержания мехпримесей в добываемой продукции, переходу на более мощные, а следовательно и более дорогостоящие насосные установки. Большая часть сегодняшнего насосного оборудования проектировалась из расчета их эксплуатации в менее осложненных условиях и очень быстро выходит из строя при данных режимах работы. Это усугубляется еще тем, что и методики подбора этого оборудования под конкретную скважину, как правило, не учитывают таких режимов работы установок. Все эти факторы приводят к тому, что погружное оборудование зачастую работает в режимах, не предназначенных для него, к его повышенному износу и резкому сокращению наработок на отказ [92].
Рис. 1.1. Зависимость наработки на отказ от глубины спуска насоса При этом появляются следующие осложняющие факторы, приводящие к снижению наработки на отказ:
• Солеотложение на рабочих органах
• Абразив и механические примеси в откачиваемой пластовой жидкости
• Высокая температура в зоне работы УЭЦН (включая дополнительный нагрев от установки)
• Высокое содержание свободного газа на приеме насоса
• Снижение надежности УЭЦН при увеличении напоров
• Низкая надежность и ресурс погружного кабеля
Таким образом, по представленной методике были получены следующие выводы:
I. Получен один из возможных законов распределения времени наработки на отказ погружного насоса (в дальнейшем были опробованы и другие распределения, наиболее достоверным из которых оказалось распределение Вейбулла с плотностью
распределения f(t) = mÀtm~ie~M , и функцией распределения
F(t) = 1 - е~х< . Расчеты велись по методикам описанным в [69], и в интернете:

II. Результаты проделанной работы позволяют сформулировать алгоритм использования её результатов для моделирования времени работы погружного насоса методом Монте-Карло[65]:
1. Анализ статистических данных по времени наработки на отказ погружного насоса данного типа (отсечение аномальных замеров).
2. Расчет математического ожидания времени наработки на отказ.
3. Применение формулы генерации случайной величины распределенной по экспоненциальному закону для получения реализаций времени наработки на отказ.