Повышение эффективности эксплуатации насосных скважин оптимизацией работы штанговых колонн

• Автор: Климов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 25.00.17, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Бугульма
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Проблемы работоспособности глубиннонасосных нгганг и тенденции развития методов их эксплуатации и оценки технического состояния
1.1. Обзор исследований проблем эксплуатации глубиннонасосных штанг в нефтяных скважинах и влияния технического состояния на их работоспособность
1.2. Методы технического обслуживания и ремонта насосных штанг
1.3. Неразрушающис методы и средства обнаружения дефектов и оценки технического состояния насосных штанг
1.4. Конструкторскотехнологические разработки по улучшению работоспособности насосных штанг
1.5. Техникоэкономическое содержание существующих методов эксплуатации насосных скважин и пути их совершенствования с учтом технического состояния насосных штанг
Концепгуализация изменений технического состояния насосных штанг на этапах эксплуатации и численные методы решения краевых задач определения НДС
2.1. Механизмы усталостного разрушения насосных штанг
2.1.1. Природа усталостного разрушения
2.1.2. Структурная модель усталостного разрушения
2.2. Структурные диагностические параметры усталостного разрушения и
их размерная идентификация
2.3. Критерии разрушения
2.4. Влияние внешних условий процесса нагружения и их изменений на усталостную долговечность
2.5. Коэффициенты концентрации и интенсивности напряжений
2.6. Постановка задачи определения напряжннодеформированного состояния штанг на разных этапах эксплуатации
2.7. Вероятностный характер изменений технического состояния штанг
при усталостном разрушении
2.8. Выводы
Численные исследования параметров изменения технического состояния штанговых колонн
3.1. Оценка изменений технических состояний штанги с трещинами при различных конфигурациях скважины и влиянии, эксплуатационных нагрузок
3.1.1. Модель технического состояния штанг с учтом усталостных повреждений
3.1.2. Аналитическое решение использование известных результатов
3.1.3. Численное решение
3.1.4. Растяжение упру1 опластическая задача
3.1.5. Растяжение и изгиб
3.2. Оценка влияния технологических процессов ремонта на техническое состояние штанги с трещинами
3.2.1. Контрольное нагружение при акустикоэмиссионном методе диагностики штанг
3.2.2. Упрочнение штанг пластическим деформированием
3.2.2.1. Упрочнение штанг растяжением
3.2.2.2. Упрочнение штанг последовательным растяжением и кручением
3.3. Определение приведенного напряжения, учитывающего геометрию скважины
3.4. Устранение концентраторов напряжений на поверхности штанг механической обработкой
3.4.1. Практические цели исследования и укрупннная классификация отказов насосных штанг
3.4.2. Постановка задачи и методы решения
3.4.3. Растяжение
3.4.5. Растяжение и изгиб
3.5. Выводы .
4 Исследование новых конструкторскотехнологических решений повышения эксплуатационной надежности насосных штанг
4.1. Прогностическая модель конструкции насосной штанги
4.1.1. Схема резервирования .
4.1.2. Механизм остановки распространения трещин и коррозии
4.1.3. Упругое упрочнение конструкции
4.1.4. Диализ наджности составной штанги 0 .
4.2. Структурная геометрическая модель конструкции и описание механизма упрочнения насосной штанги
4.3. Математическое моделирование технологического процесса упругого упрочнения
4.3.1. Детализация технологического процесса упрочнения
4.3.2. Определение остаточных напряжений и выявление их зависимости от механических свойств материала
4.4. Анализ устойчивости конструкции
4.5. Постановка задачи оптимизации
4.6. Решение задачи оптимизации конструкции
4.7. Результаты теоретических расчтов
4.8. Пути разрешения противоречия повышения наджности и снижения стоимости насосных штанг
4.9. Выводы
5 Экспериментальное исследование изменении технического состояния насосных штанг при сервисном обслуживании и в скважине
5.1. Методика и планирование эксплуатационных испытаний
5.2. Краткое описание принципов работы СТД, используемых в ОАО Татнефть, и анализ их приспособленности к контролю насосных штанг
5.2.1. Акустический дефектоскоп насосных штанг АДНШ2
5.2.2. Система контроля насосных штанг УРАН ШМ в составе
технических средств I.0 М
5.2.3. Инспекционное оборудование V
5.2.4. Технология ЛЭ контроля с применением ЛИК Раскат М
5.2.5. Анализ приспособленности диагностического оборудования, используемого в ОАО Татнефть, для контроля насосных штанг
5.3. Результаты эксплуатационных испытаний
5.4. Лабораторные исследования
5.5. Анализ полученных результатов
Заключение
Список использованной литературы


Применение входного устройства сифонного типа для поочердной подачи воды и нефти на прим насоса снижает амплитудные нагрузки на штанговую колонну, а также имеет ряд дополнительных преимуществ и в целом повышает эффективность добычи нефти. В патентной литературе можно найти разнообразные технические решения на входные устройства различного типа, например, ,,, и др. Один и тот же дебит скважины в общем случае можно обеспечить различными режимами работы ГТК. Для подбора ШК используются известные таблицы и диаграммы. Очевидно, что такой подбор правомерен только для условно вертикальных скважин, в которых на1рузка на штанги возрастает от насоса к дневной поверхности по линейному закону. Отечественные методы расчта основаны на математических моделях, вследствие чего расчты фомоздки и не удобны, однако дают хорошие результаты. Американские методы расчта используют зависимости, полученные на основе статистической обработки информации, и носят эмпирический характер 8. Методы расчета штанговых колонн на основе приведенных напряжений или различных модификаций диаграммы Гудмаиа структурно не позволяют учитывать чувствительность материала штанг к степени асимметрии цикла, что может привести к ухудшению качества или неудачному выбору конструкции колонны штанг, особенно в вертикальных скважинах глубиной более м и наклонных. Это, в свою очередь, приводит к осложнению задачи выбора рациональной периодичности проведения дефектоскопии штанг, списанию колони, большая часть штанг которых отработана незначительно, высокой пофешности результатов анализа аварий со штангами по длине ствола, особенно в наклонно направленных скважинах.