Исследования пермских ученых увеличат срок эксплуатации оборудования для добычи нефти.

Статья опубликована в журнале «Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горно-шахтного и нефтепромыслового оборудования». Исследование осуществлено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Для извлечения нефти из наклонно-направленных скважин и скважин с боковыми стволами активно применяется насосная установка с канатной штангой. Она используется в качестве вставки в стандартную колонну насосных штанг и устанавливается в зоне интенсивного изменения кривизны. Это устройство можно представить как гибкую нерастяжимую тяжелую нить, которая свисает в пространстве скважины между станком-качалкой и глубинным насосом. Основная задача элемента – передача возвратно-поступательного движения с целью обеспечения откачки нефти.

При эксплуатации скважин в сложных горно-геологических и технических условиях может возникнуть необходимость в разгрузке колонны насосных штанг. В процессе этого канатная штанга испытывает сжатие, что приводит к разрушению каната, его неисправному состоянию, поломке, простою и, как следствие, ремонту оборудования. В среднем это снижает наработку насосных установок в два раза, требует остановки работы оборудования и затратной замены насосной штанги.

Исследователи Пермского Политеха нашли решение данной проблемы, фиксируя канатную штангу в нужном положении с помощью специальных устройств – центраторами.

«Их конструкция должна представлять собой бандажную втулку с концевыми упорами снаружи, которые крепятся на канатной штанге и обеспечивают ей прямолинейное положение. Эти устройства устанавливаются в тех местах, где необходимо гарантировать устойчивость штанги при воздействии максимальной сжимающей нагрузки», – комментирует Анна Иванченко, старший преподаватель кафедры горной электромеханики ПНИПУ.

«Согласно нашей методике, центраторы устанавливаются в месте максимального отклонения канатной штанги от траектории скважины. Нужная точка рассчитывается с помощью математических уравнений. Следующее место установки определяется на участке от уже установленного центратора до нижней точки штанги и так далее», – рассказывает Валерий Зверев, доцент кафедры горной электромеханики ПНИПУ, кандидат технических наук.

Благодаря установке центраторов канат не принимает изогнутое положение в колонне.

Предложенный учеными Пермского Политеха метод эксплуатации обеспечивает устойчивость канатной штанги при зависании, позволяет сохранить ее работоспособность и продлить срок службы скважинного оборудования. Это существенно снижает затраты на добычу трудноизвлекаемой нефти в России. Политехники уже подали заявку на патент изобретения, в настоящее время она находится на рассмотрении.