Анализ причин подземных ремонтов скважин, оборудованных ШСНУ, в условиях Бурейского объекта

ВВЕДЕНИЕ

Установка штанговых скважинных насосов - наиболее распространенное насосное оборудование для добычи нефти. Широкое распространение ШСНУ обусловлено их относительной простотой и удобствами эксплуатации мало- и среднедебитных скважин. Подвеска штанговых насосов на значительную глубину, большие нагрузки на плунжер насоса, увеличение отборов жидкости, эксплуатация наклонных, искривленных скважин, случаи отбора высоковязких жидкостей требуют новых методов расчета, а также учета других, существенных факторов, влияющих на режим работы установки.

В настоящее время значительное количество скважин эксплуатируется скважинными штанговыми глубинно-насосными установками (ШСНУ), при этом их доля в добыче нефти ежегодно увеличивается. Кроме значительных преимуществ, эти установки имеют и недостатки, связанные с авариями глубинно-насосного оборудования (ГНО), в том числе по причине обрыва и отворота штанговых колонн. При эксплуатации скважин штанговыми насосными установками могут происходить следующие осложнения: обрыв штанг и истирание НКТ происходят в результате трения штанг и муфт о стенки труб при длительной работе в искривленных скважинах; износ труб, штанг и их муфт также зависят от гладкости трущихся поверхностей, наличия в продукции скважины пластовой минерализованной воды, которая вызывает коррозию труб и штанг и ослабляет их прочность.

Одной из главных проблем при эксплуатации месторождений скважинными штанговыми насосными установками (ШСНУ) являются осложнения, возникающие вследствие обрыва штанговых колонн. Из-за этого нефтедобывающие компании терпят  значительные убытки.

Целью выполнения курсового проекта является анализ причин обрывов штанговых колонн при эксплуатации скважин, оборудованных  ШСНУ, в условиях  Бурейкинского месторождения.

1. АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМЕ ОБРЫВНОСТИ ШТАНГОВОЙ КОЛОННЫ  ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН, ОБОРУДОВАННЫХ ШСНУ

В наши дни более трети скважин месторождений России и мира эксплуатируется скважинными штанговыми глубинно-насосными установками, и их доля постоянно растет. Одним из основных элементов ШСНУ является колонна насосных штанг, предназначение которой передача возвратно-поступательного движения от привода СК к плунжеру насоса. От надежности и долговечности штанговых колонн  зависит величина добычи нефти и ее себестоимость.  

Валовским К.В. [1] установлено возникновение эффекта Любинского в качестве одной из причин обрыва штанг по месторождениям с угленосной нефтью. Указанное явление провоцировано по анализируемым объектам потерю устойчивости нижней части колонны штанг при ходе вниз из-за недостаточной длины «тяжелого низа» и использования группы посадки у насосов, не соответствующей вязкости нефти по объектам. Автором рекомендовано для снижения числа обрывов, учет гидродинамического сопротивления с использованием расчета в корпоративном программном продукте КИС АРМИТС.

Шагиевым С.А. [2] предложено шарнирное штанговое сферическое устройство на базе существующих образов. Устройство прошло приемочные испытания и позволит увеличить срок службы ГНО, устраняя изгибающие и крутящие нагрузки в интервале глубин с интенсивным набором кривизны для всех нефтяных компаний РФ и зарубежья.

Сотрудниками Уфимского государственного нефтяного технического университета предложено применять в конструкции широкопроходного клапана демпфирующее устройство, которое гасит инерционные нагрузки, возникающие от движущейся колонны штанг [3].  За счет этапного закрытия клапанов (всасывающего и нагнетательного) исключается резкое начало движения плунжера при ходе колонны вверх. Таким образом, плавное закрытие клапанов исключает резкое нагружение колонны штанг при ходе вверх. Инерционные нагрузки, которые гасятся демпфером, влияют на срок службы штанговой колонны, от чего зависит максимальное значение амплитудного напряжения в колонне штанг, в связи с этим сокращается вероятность обрывности штанговой колонны.