Повышение работоспособности эксплуатационной и ремонтной техники штанговых скважинных насосных установок

• Автор: Попов, Владимир Ильич
• Шифр специальности: 05.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Альметьевск
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Состояние эксплуатационного фонда ШСНУ и ремонтной техники в АО «Татнефть»

1.1. Анализ состояния эксплуатационного фонда девонских скважин, оснащенных ШСНУ

1.2. Состояние аварийных работ, связанных с износом штанговых колонн и НКТ

1.3. Технический комплекс обеспечения ремонтных работ

при эксплуатации ШСНУ

1.4. Постановка цели и задач исследований

2. Теоретические основы повышения работоспособности штанговых колонн, эксплуатируемых в наклонно направленных скважинах, продуцирующих жидкость с АСПО
2.1. Анализ особенностей работы колонны штанг с пластинчатыми скребками в наклонно направленных скважинах
2.2. Аналитические исследования взаимодействия пластинчатых скребков с трубами на искривленных и наклонных участках ствола скважины
2.3. Расчет экстремальных нагрузок в колонне штанг при возвратно-поступательном движении в трехинтервальной скважине
2.3 .1. Нагрузки в различных точках неподвижной колонны
штанг
2.3.2. Нагрузки в колонне штанг при ходе плунжера вверх
2.3.3. Нагрузки в колонне штанг при ходе плунжера вниз
2.4. Методика расстановки скребков-центраторов на различных
интервалах профиля скважины
3. Разработка усовершенствованных конструкций скважинного оборудования ШСНУ
3.1. Разработка конструкции скребков-центраторов
3.1.1 Центраторы для штанговой колонны
3.1.2 Скребки-центраторы для эксплуатации наклонно-
направленных скважин
3 .2. Центраторы плавающего типа для скважин, не имеющих

3.3. Скважинный плунжерный насос повышенной надежности
3.4. Скважинная штанговая насосная установка с ваккумной камерой

4 Разработка системы критериев оценки работоспособности агрегатов для спуска и подъема штанговой колонны и НКТ..
4.1. Разработка стенда для оценки состояния ремонтного агрегата для спуска и подъема штанговой колонны и НКТ..
4.2. Проведение испытаний мачт подъемников на лабораторном стенде
4.3. Обследование подъемных агрегатов перед лабораторными испытаниями
4.3 .1. Обследование механизмов канатно-блочных и пневмо-
гидравлических систем
4.3.2. Проверка подъемного агрегата на холостом ходу
4.3.3. Статические испытания подъемного агрегата на лабораторном стенде
4.3.4. Контроль качества сварных швов и устранение дефектов
при ремонте агрегата
4.4. Обследование технического состояния агрегатов после испытаний
5 Повышение МРП при эксплуатации технически
подготовленной ремонтной и эксплуатационной техники
5.1. Внедрение центраторов для защиты штанговой колонны
5.2. Промысловые исследования штанговых колонн,
защищенных центраторами
5.3. Оценка экономической эффективности от внедрения технически подготовленной скважинной техники
Основные выводы и рекомендации
Список использованной литературы
Приложения.
1. Акт о результатах внедрения новой компоновки штанговых колонн скважинных насосных установок
2. Акт о результатах применения методики экспертного обследования подъемных агрегатов
3. Дефекты соединений элементов в металлоконструкциях
4. Параметры допускаемых деформаций металлоконструкций..

Введение
Мировой фонд действующих нефтяных скважин в 1997 году составил 923 тысячи, из которых более 80 % эксплуатируются штанговыми скважинными насосными установками (ШСНУ) [28].
В странах бывшего СССР число действующих скважин в 1997 году составило 123970, причем в России 75880 скважин, а в странах СНГ около 20 тысяч эксплуатировались с помощью ШСНУ. Такие пропорции характерны для всех длительно эксплуатируемых месторождений и регионов. Так, например, эксплуатационный фонд Татарстана насчитывал в 1997 году 20600 скважин, из них 15 тысяч эксплуатировались ШСНУ [54]. Следует отметить, что по мере истощения пластовой энергии относительное количество скважин, эксплуатируемых с помощью ШСНУ неуклонно растет. Все это говорит об актуальности решения проблем, связанных с технологией и техникой этого способа эксплуатации, тем более, что при сохранении современных годовых объемов добычи обеспеченность запасами в мире достигает 40 лет, а в России -21,7 [28], то есть востребованность будет достаточно длительной.
Характерной особенностью современного этапа нефтедобывающей отрасли является переход к эксплуатации месторождений с помощью наклонно направленных, преимущественно кустовых, скважин. В частности в Татарстане число наклонно направленных скважин (ННС) в 1997 году составляло около 13000, то есть 87 % от числа скважин с ШСНУ. Использование ННС вызвано требованиями экологии и экономической целесообразностью, но сопровождается рядом технико-технологических осложнений. К ним в первую очередь относится интенсивный износ труб и штанг на участках искривления, рост амплитуды и максимальной нагрузки на штанги за счет сил трения.
Важнейшим осложняющим добычу нефти фактором является интенсивное отложение асфальто-смоло-парафиновых отложений (АСПО), что

земном оборудовании, в том числе и в трубах. Использование наиболее экономичного и технологически эффективного способа удаления отложений с помощью пластинчатых скребков стало проблематичным, так как подавляющее большинство скважин имеет наклонно направленный ствол со значительной интенсивностью набора зенитного угла. В таких скважинах из-за прижатия скребков к трубам возникают большие силы трения, которые, как было показано выше, существенно зависят от соотношения размеров скребка и диаметра труб. Разработанная методика исследования зависимости сил трения от размеров скребков и труб позволяет мотивированно назначать конструктивные размеры скребков для труб любого диаметра, прогнозировать и регламентировать силы трения скребков о трубы, усилия в колонне штанг. Для предотвращения резкого увеличения сил трения и заклинивания штанг в трубах необходимо также контролировать (например, методом шаблонирования) отсутствие смятия труб и недопустимой овальности, то есть отбраковывать трубы при спуско-подъемных операциях.
2.3. Расчет экстремальных нагрузок в колонне штанг при возвратно-поступательном движении в трехинтервальной скважине
Данная глава посвящена определению осевых и нормальных сил и сил трения в любой точке колонны насосных штанг при эксплуатации искривленных скважин в различные моменты цикла работы глубинного насоса. В связи с этим была принята единая терминология и сделаны некоторые допущения, которые упростили решение поставленной задачи, не искажая существа происходящих процессов. Было принято, что:
- профиль скважины состоит из отрезков прямых и дуг окружностей;
- насосные штанги представляют собой гибкую тяжелую нить;
- колонна штанг по всей своей длине прилегает к НКТ;