1 курс ЭООДН Мусаев И.К.. Реферат по курсу Основы нефтегазового дела
 Скачать 60.68 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Реферат по курсу «Основы нефтегазового дела» Глубинные штанговые насосы. Устройство и принципы работы Выполнил: Мусаев И. К. студент группы ОПБ- 21.03.01-11 Проверил: старший преподаватель кафедры «РЭНГМ» Миронычев В.Г. Ижевск 2019 г. СОДЕРЖАНИЕ Введение Развитие добычи нефти штанговыми скважинными насосными установками(ШСНУ). На заре развития нефтяной промышленности технология разработки месторождений основывалась на максимальном использовании естественной пластовой энергии. Нефть при истощении энергии и прекращении фонтанирования добывалась из неглубоких скважин или колодцев с применением различных устройств типа тартальных желонок, свабов или в виде фонтанных притоков. В дальнейшем глубины скважин постоянно возрастали, что вызывало проблемы подъема нефти на поверхность. Техническим прорывом в решении проблемы стало внедрение в США в 1923 г способа механизированной добычи нефти с применением глубинного насоса, приводимого в движение через колонну штанг, которая соединена с установленным на поверхности силовым приводом станком-качалкой. Справедливости ради, следует отметить, что в том же 1923 г и в СССР осуществлялась глубинно-насосная добыча нефти, правда, в несколько ограниченных размерах. На нефтяных промыслах Апшеронского полуострова действовало всего семь глубинных насосов, а на грозненских промыслах - шесть. А первые глубинные насосы конструкции русского инженера Иваницкого были испытаны в 1876 г - на 19 лет раньше, чем в США. В 1898 г глубинный насос системы инженера Соколовского прошел испытания в Грозненском нефтяном районе на скважине глубиной 310м. Идея использования СК с глубинным насосом была настолько хороша, что уже 77 лет насосная эксплуатация по объему добычи нефти и широте применения занимает первое место мире. В США этим способом эксплуатируется 85% всего фонда скважин (более 470 тыс.), в России - около 53% (около 76 тыс.), в том числе в ОАО "ЛУКОЙЛ" - 61% (около 15 тыс.). Отсюда - важность решения вопросов повышения надежности и эффективности применения установок штанговых глубинных насосов. Развитие глубинно-насосной добычи шло по пути постоянного улучшения прочностных характеристик насосных штанг и насосно-компрессорных труб (НКТ), повышения точности и износостойкости поверхностей плунжера и цилиндра насосов, модернизации его клапанных узлов, увеличения грузоподъемности и мощности поверхностного привода (станка-качалки), совершенствования кинематики. Интенсивно велись работы по созданию и оснащению ШСНУ специальными комплектующими изделиями, обеспечивающими надежную эксплуатацию насоса при высоком, содержании газа, примесях песка в добываемой продукции, отложениях парафина и наличии коррозионно-активных компонентов. 1. Скважина, глубинные насосы, отказ, надежность Основной проблемой при эксплуатации скважин в осложненных условиях является ухудшение показателей надежности, что в свою очередь отражается на технико-экономических показателях добычи нефти. Для месторождений, находящихся на поздней стадии разработки, характерны высокая обводненность продукции, содержание в ее составе значительного количества механических примесей, отложение в стволе различных органических и неорганических веществ, интенсификация процессов коррозии оборудования и др. Эксплуатация скважин в таких условиях сопровождается многочисленными осложнениями. Попытка решения данной задачи сделана с помощью подхода, известного из теории нечетких множеств. Вначале в результате статистической обработки отдельно для скважин, оборудованных электроцентробежными (ЭЦН) и скважинными штанговыми (ШГН) насосами, получены аналитические зависимости отмеченных показателей от числа скважин, соответствующие функции принадлежности. Это позволило определить оптимальное число скважин, соответствующее максимальному значению удельной прибыли и минимальному значению коэффициента Джини. Для статистического анализа динамики показателей разработки были использованы данные за 14 лет (1996–2009 гг.), данные за два года (2010 и 2011 г.) оставлены для проверки прогноза. В результате корреляционного анализа данных о динамике добычи нефти за 14 лет получено аналитическое выражение для месторождения Каражанбас. Одними из наиболее эффективных способов снижения себестоимости добываемой нефти являются уменьшение потерь добычи от простоя скважин и сокращение затрат на текущий ремонт за счет увеличения наработки на отказ глубиннонасосного оборудования. При этом большое значение имеют анализ и прогнозирование наработки на отказ, что позволяет правильно планировать необходимое количество нового оборудования, ремонт соответствующего оборудования и скважин, а также обусловленные этим расходы. 2. Элементы, определяющие работоспособность глубинных насосов Работоспособность и эффективность использования глубинных насосов штангового типа определяют следующие элементы, присутствующие в их конструкции: цилиндры, которые могут быть цельными или составными; плунжеры (обыкновенные или типа пескобрей); клапанные узлы шарикового типа, запорными элементами которых выступают седло и шарик; якорные башмаки, используемые для закрепления в трубах НКТ штанговых глубинных насосов вставного типа (при установке таких элементов необходимо обеспечить герметизацию всасывающей полости насоса от нагнетательной). Обязательным элементом конструкции штангового глубинного насоса является штанга (рис.1) – изготовленный из стали круглый стержень с высаженными концами [2]. Основное назначение штанг, которые могут иметь различный диаметр (12, 16, 18, 22 и 25 мм), заключается в том, чтобы сообщать плунжеру возвратно-поступательное движение.  Рис. 1. Насосная штанга и соединительная муфта [1] 3. Как читать маркировку Для того чтобы определить, к какой категории относится глубинный штанговый насос, а также узнать, какими характеристиками обладает такое устройство, достаточно расшифровать его маркировку. Такая маркировка, расшифровка которой не представляет больших сложностей, выглядит следующим образом: XХХ Х – ХX – ХХ – ХX – Х Буквы и цифры, присутствующие в такой маркировке, последовательно обозначают следующие параметры: тип штангового насоса может относиться к одной из следующих категорий: HB1, НВ2, НН, HH1, НН2; тип конструктивного исполнения цилиндра и конструктивные особенности устройства в целом; условный диаметр плунжера, измеряемый в мм; максимальный ход, который может совершать плунжер; группа посадки (по степени увеличения расстояния, имеющегося между плунжером и внутренними стенками цилиндра, рассматриваемые устройства могут соответствовать одной из следующих групп посадки: 0, 1, 2, 3) [1]. Таблица 1 - Таблица группы посадок насоса в зависимости от величины зазора между цилиндром и плунжером
4. Заводы-производители «Кубаньнефтемаш» - закрытое акционерное общество основано в 1996 г. Основной производственной деятельностью предприятия ЗАО «Кубаньнефтемаш» является выпуск нефтепромыслового оборудования и оказание услуг по разработке, внедрению и инженерному сопровождению оборудования для нефтедобывающих предприятий России и ближнего зарубежья. Производственная база и коллектив предприятия с его высококлассными специалистами остались неизменными и располагаются в Краснодарском крае, ст. Северская. Выгодное месторасположение завода обусловлено наличием удобных подъездных путей для любого вида транспорта. Одним из основных видов продукции, выпускаемой ЗАО «Кубаньнефтемаш», являются штанговые глубинные насосы различных типоразмеров и комплектации, которые успешно эксплуатируются на нефтяных скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», ООО «ЛУКОЙЛ-Коми», ОАО НК «Роснефть», ОАО «РИТЭК», ОАО «Удмуртнефть», АНК «Башнефть». При производстве насосов ЗАО «Кубаньнефтемаш» использует пару плунжер-цилиндр высокого качества, высокий ресурс работы которых обусловлен применением нового оборудования и качественных материалов. На предприятии постоянно ведется работа по улучшению качества выпускаемой продукции и используются передовые методы и способы обеспечения качества. В 2010г. предприятие успешно прошло сертификацию системы менеджмента качества применительно к разработке, изготовлению и ремонту нефтепромыслового оборудования, техническому обслуживанию модульных кустовых насосных станций на соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2008 (ISO 9001:2008). [3] ПАО «Ижнефтемаш» - российское предприятие производящее нефтепромысловое оборудование, расположено в городе Ижевск. «Ижнефтемаш» являться одним из ведущих отечественных предприятий по производству оборудования для добычи нефти, бурения, обустройства и ремонта нефтяных и газовых скважин. Входит в группу компаний «Римера». Предприятие также оказывает комплекс сервисных услуг по текущему и капитальному ремонту, техническому обслуживанию, доработке и модернизации выпускаемого оборудования. В настоящее время предприятие выпускает более 1000 типоразмеров глубинных штанговых насосов для различных условий эксплуатации. Предприятие имеет собственное инструментальное производство, конструкторско-технологическую службу и развитую инфраструктуру. Оборудование для добычи нефти: глубинные штанговые насосы; приводы глубинных штанговых насосов; оборудование для одновременно-раздельной эксплуатации скважин; редукторы приводов; муфты НКТ; скважинное оборудование; станции управления электроцентробежными насосами [4]. 5. Преимущества и недостатки штанговых насосов Одним из преимуществ штанговых насосов является то, что его можно применять в широком диапазоне производительностей и на ограниченных скоростях, и при ограниченных глубинах извлекать продукт из скважины вплоть до ее истощения. Штанговые насосы высоконадежны и легко поддаются диагностике с помощью ряда различных приемов: осмотра, динамометрии и зондирования скважины. Данный метод позволяет добывать высокотемпературные или высоковязкие нефти, а проблемы коррозии и образование отложений легко разрешаются. Штанговые насосы приводятся в движение электричеством или топливным газом, причем электропривод легко подстраивается под график подачи газа или периодическую работу. Наконец, цена штангового насоса — дополнительное преимущество для поддержания эксплуатационных расходов на низком уровне. Среди недостатков штанговых насосов следует упомянуть их непригодность для искривленных скважин. Глубина и объем скважин, для которых они могут применяться, ограничены весом штанг и запасом прочности, а высокий газовый фактор скважины либо попадание песка и парафина в скважинные флюиды еще более ухудшают их эффективность. Определенные физические характеристики установок также свидетельствуют против их использования. Большие размеры штанговых насосов загромождают городскую застройку и мешают работе вращающихся дождевальных машин в сельской местности. Суммарный вес и габариты могут помешать их применению на морских платформах. Для обслуживания внутрискважинного оборудования следует принимать во внимание дополнительное неудобство, связанное с необходимостью использования подъемных устройств. Заключение У глубинных штанговых насосов есть целый ряд преимуществ перед другими насосными устройствами: высокое значение коэффициента полезного действия; возможность выполнения техобслуживания и ремонта в полевых условиях; применение двигателей различного типа; возможность использования для обслуживания пескопроявляющих скважин, а также для перекачивания нефти, в которой есть газовая составляющая и большое количество нефтяного воска. Как и у любых других технических устройств, есть у штанговых насосов и минусы: ограничения по глубине скважин, для обслуживания которых они могут быть использованы (риск обрыва штанг тем выше, чем глубже скважина, в которую опускается насос); невысокое значение подачи, которую обеспечивают данные насосы; невозможность применения для обслуживания скважин, характеризующихся значительным наклоном и искривлениями шахты; невозможность откачивания при помощи таких глубинных насосов жидкой среды из скважин горизонтального типа. Список использованных источников 1. http://met-all.org/nasosy/shgn-shtangovyj-glubinnyj-nasos-printsip-raboty.html 2. https://studfiles.net/preview/4525573/ 3. http://www.kubanneftemash.ru/home 4. https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Ижнефтемаш 5. https://www.onepetro.org/download/journal-paper/OIJ-2016-02-094-096-RU?id=journal-paper%2FOIJ-2016-02-094-096-RU 6. https://www.onepetro.org/download/conference-paper/SPE-176598-RU?id=conference-paper%2FSPE-176598-RU |