Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Повышение эффективности работы скважинного насосного оборудования за счет применения сепараторов механических примесей

Диссертация: Повышение эффективности работы скважинного насосного оборудования за счет применения сепараторов механических примесей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Методы борьбы с негативным влиянием механических примесей делятся на химические, технические, технологические и профилактические. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Системы защиты скважинного оборудования от механических примесей можно разделить на несколько основных классов: скважинные фильтры, фильтры скважинных насосных установок и сепараторы механических примесей… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Современное состояние добычи нефти с повышенным содержанием механических примесей
    • 1. 1. Влияние механических примесей на работу скважинного нефтедобывающего оборудования
    • 1. 2. Анализ состава твердых частиц и особенности эксплуатации месторождений Западной Сибири
    • 1. 3. Методы борьбы с механическими примесями
      • 1. 3. 1. Технологические методы борьбы с механическими примесями
      • 1. 3. 2. Технические методы борьбы с механическими примесями
    • 1. 4. Анализ существующих методик расчета характеристик десендеров
    • 1. 5. Постановка задачи исследования
  • 2. Создание методики компьютерных и стендовых испытаний десендеров
    • 2. 1. Методика оценки эффективности десендеров на основе компьютерного моделирования
    • 2. 1. Стенд для испытания десендеров. Модельные жидкости
    • 2. 2. Методика проведения исследований эффективности десендеров
    • 2. 3. Методика обработки экспериментальных данных и построение характеристик десендеров
    • 2. 4. Рейтинговая система оценки эффективности работы десендера
    • 2. 5. Выводы
  • 3. Объекты и результаты стендовых испытаний десендеров
    • 3. 1. Анализ конструктивных и технологических особенностей десендеров
      • 3. 1. 1. Десендер «СаушБ»
      • 3. 1. 2. Десендер ООО «АЛМАЗ»
      • 3. 1. 3. Десендер СМГБ (ПК «БОРЕЦ»)
      • 3. 1. 4. Десендер УСПТ (НПК ООО «Нефтеспецтехника»)
      • 3. 1. 5. Десендер УСПШ (НПК ООО «Нефтеспецтехника»)
      • 3. 1. 6. Десендер ПГ (ОАО «ЭЖАМ-Нефтемаш»)
    • 3. 2. Результаты стендовых испытаний
    • 3. 3. Анализ полученных результатов стендовых испытаний
    • 3. 4. Выводы
  • 4. Оптимизация конструкции и использование десендеров на основе стендовых испытаний и разработка методики расчета
    • 4. 1. Разработка погружного десендера СПНЦ
    • 4. 2. Компьютерные и стендовые исследования СПНЦ
    • 4. 3. Программа подбора десендеров
    • 4. 4. Опытно-промысловые испытания десендера СПНЦ
    • 4. 5. Выводы

Повышение эффективности работы скважинного насосного оборудования за счет применения сепараторов механических примесей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Интенсификация добычи нефти, требующая значительных величин депрессии на пласт, широкое применение горизонтального бурения основных и дополнительных стволов скважин для расширения области притока пластового флюида в скважину, большое количество обработок призабойных зон пласта с помощью гидравлических разрывов различной интенсивности и закачки химических реагентов приводит к увеличению выноса механических примесей в эксплуатационные нефтяные и газовые скважины. При этом необходимо учитывать, что более 90% нефти в России добывается с помощью скважинных насосных установок, рабочие органы которых являются подвижными элементами, контактирующими между собой и пластовым флюидом. Это приводит к ограничениям по количеству, твердости и гранулометрическому составу механических примесей, содержащихся в перекачиваемой среде. Например, для обычного исполнения скважинных штанговых насосов содержание механических примесей твердостью не более 7 единиц по шкале Мооса не должно превышать 1,3 г/л, а для износостойкого исполнения погружных центробежных насосов — не более 0,5 г/л при твердости, не превышающей 5 единиц по шкале Мооса [14]. Поэтому решение проблемы защиты погружного оборудования от механических примесей является очень актуальной задачей [16].

Методы борьбы с негативным влиянием механических примесей делятся на химические, технические, технологические и профилактические. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки [6]. Системы защиты скважинного оборудования от механических примесей можно разделить на несколько основных классов: скважинные фильтры, фильтры скважинных насосных установок и сепараторы механических примесей.

Общим недостатком всех сепараторов является отсутствие их характеристики работы. Производители иногда указывают максимальный коэффициент сепарации, не указывая рабочую область и размер частиц, которые эффективно будет улавливать устройство.

Как показал анализ структуры механических примесей для месторождений Западной Сибири, средний размер частиц составляет не более 160 мкм.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка технических и методологических предложений по повышению эффективности работы скважинных насосных установок для добычи нефти в условиях месторождений Западной Сибири на основе исследований сепараторов механических примесей (в дальнейшем — десендеров).

Основные задачи исследования:

1. Разработать методику оценки эффективности десендеров на основе компьютерного моделирования, обеспечивающую возможность определения Кссп различных десендеров при различных режимах работы.

2. Получить характеристики эффективности работы серийно выпускаемых десендеров различных конструкций в зависимости от расхода жидкости и размера частиц и определить оптимальные области применения этих видов оборудования. Для этого необходимо разработать методику и создать стенд для исследований десендеров.

3. Опираясь на полученные данные, разработать рейтинговую систему оценки работы десендеров и программу подбора оборудования для заданных режимов работы.

4. Основываясь на результатах исследования, разработать конструкцию десендера, которая является эффективной для работы в условиях месторождений Западной Сибири.

5. Подтвердить выводы стендовых и компьютерных исследований в промысловых испытаниях.

Научная новизна работы. Разработана методика оценки эффективности десендеров на основе компьютерного моделирования, обеспечивающая возможность определения Ксеи различных десендеров при различных режимах работы. Впервые получены зависимости коэффициента сепарации от расхода жидкости и гранулометрического состава частиц для десендеров, серийно выпускаемых различными российскими и зарубежными производителями, а также для вновь разработанных моделей десендеров.

Практическая ценность работы. Характеристики, полученные в результате компьютерных и стендовых исследований, позволили определить оптимальные области применения различных десендеров на объектах добычи нефти, разработать методику и программу подбора данного вида оборудования. Разработанный на основе результатов проведенных исследований десендер обеспечивает высокую эффективность отделения механических примесей в условиях месторождений Западной Сибири.

Реализация работы е промышленности. Результаты диссертационных исследований нашли применение в ОАО «ТНК-ВР». Характеристики, полученные в процессе исследования десендеров и разработанная рейтинговая система, использованы в программе подбора оборудования «Автотехнолог». Созданные десендеры проходят промысловые испытания на Самотлорском месторождении (ОАО «Самотлорнефтегаз»), в скважинах с высоким содержанием механических примесей.

Апробация результатов работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (г.Москва, 2012 г.), научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ОАО «РИТЭК», посвященной 20-тилетию ОАО «РИТЭК» (г.Москва 2012 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации представлено в 10 печатных работах (из них 2 патента на полезную модель), в том числе в 6 публикациях в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников и приложения.

Основные результаты и выводы.

1. Показано, что механические примеси являются основной причиной отказа скважинного насосного оборудования на месторождениях Западной Сибири. Наиболее эффективным способом защиты насосного оборудования от негативного влияния механических примесей является применение десендеров.

2. Разработанная методика компьютерного моделирования процесса работы десендеров различных конструкций позволяет определять эффективность их работы.

3. Разработанная методика проведения стендовых испытаний по оценке эффективности десендеров обеспечивает максимальную ошибку не более 5%. Для проведения исследований по разработанной методике был сконструирован и изготовлен стенд для испытаний десендеров.

4. Предложенная универсальная рейтинговая система оценки эффективности работы десендеров обеспечивает объективность и информативность.

5. Проведены сравнительные испытания 12 типоразмеров десендеров различных типов, имеющих общее свойство — отсутствие приводного вала. Полученные рабочие характеристики десендеров, позволяют повысить эффективность их использования в составе скважинных насосных установок за счет правильного выбора.

6. Разработанный на основе результатов проведенных исследований десендер обеспечивает высокую эффективность отделения механических примесей в условиях месторождений Западной Сибири. Так, в интервалах расхода жидкости от 50 до 125 мЗ/сут при размерах частиц механических примесей от 65 мкм и более, коэффициент сепарации составляет 100%.

7. Для обоснованного и оптимального выбора десендеров по условиям эксплуатации целесообразно применять разработанную программу «Подбор десендера», которая интегрирована с программным комплексом «Автотехнолог».

8. Опытный образец разработанного десендера СПНЦ73 успешно прошел промысловые испытания. Принято решение о расширении промысловых испытаний, для чего выпущена опытная серии десендеров СПНЦ73.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.Н., Дарищев В. И., Сабиров A.A., Каштанов B.C., Пекин С. С. " Оборудование для добычи нефти и газа", ч.2. М.: Нефть и газ, 2003 г. с. 792
  2. С. «Интенсификация добычи нефти. Технико-экономическое обоснование», Промышленные ведомости № 1, 2007 г.3. «Миллиарды тонн пути», Коммерсанть. ги № 161 (4946), 30.08.2012 г.
  3. Ш. Г., Григорян Г. П., Макиенко Г. П. «Энциклопедический справочник лопастных насосов для добычи нефти и их приминение», Пермь: ООО «Пресс мастер», 2007 г.
  4. В.Е. «Опыт работы оборудования УЭЦН в условиях повышенного содержания механических примесей на месторождениях ОАО «СЛАВНЕФТЬ-МЕГИОННЕФТЕГАЗ», Инженерная практика № 2, 2010г. с.32−37
  5. P.C., Лазарев А. Б. «Обзор существующих методов борьбы с мехпримесями» «, Инженерная практика № 2, 2010г. с.6−13
  6. Ю.В. «Полеты насосов» М.: «ВНИИОЭНГ», 2003 г.
  7. Е.А., Аржиловский A.B., Волков И. А., Глебов А. О., Чупров A.A. «Разработка трудноизвлекаемых запасов пласта ABl 1−2 Самотлорского месторождения», Нефтяное хозяйство № 9,2011г. с. 55−57.
  8. А.Г., Эдер Л. В. «Нефтедобывающая промышленность России», Бурение и нефть, № 4, 2011г.
  9. А.И. «Геологические основы разработки нефтяных месторождений», М.: Недра
  10. И.В., Нюняйкин В. Н., Зейгман Ю. В., Рогачев М. К. «Особенности эксплуатации скважин с ЭЦН на поздней стадии разработки Самотлорского месторождения» Нефтяное хозяйство № 10/2001г. с.72−75
  11. A.B. «Использование технологии крепления призабойной зоны скважины «ЛИНК» для ограничения выноса песка», Инженерная практика № 2, 2010г. с.38−48
  12. С.Б. «Индекс агрессивности выносимых частиц на месторождениях ТНК-BP в Западной Сибири», Нефтепромысловое дело № 9/2008 с.33−38
  13. А.Р. «Опыт борьбы с мехпримесями в ООО «РН-Юганскнефтегаз», Инженерная практика № 2, 2010г. с.20−25
  14. Патент РФ № 2 395 474 Проппант с полимерным покрытием. Изобретатели: Прибытков Евгений Анатольевич, Пейчев Виктор Георгиевич. М, кл. С 04 В 41/83 заявл. 26.12.2008, опубл. 27.07.2010
  15. Э.И. «Опыт применения технологий добычи и ограничения пескопроявления на пластах пачки ПК месторождений Барсуковского направления», Инженерная практика № 2, 2010г. с.58−65
  16. В.Н., Сабиров A.A., Булат A.B., «Системы защиты скважинного оборудования от механических примесей» Территория нефтегаз № 9, 2010 г с.62−67
  17. Н.П. «Кратковременная эксплуатация скважин эффективный способ эксплуатации скважин, осложненных выносом мехпримесей», Инженерная практика № 2, 2010г. с. 107−110
  18. A.A., Соколов H.H., Донской Ю. А., Булат A.B., Якимов С. Б., Строев B.C. «О возможности использования десендеров в борьбе с песком», Территория нефтегаз № 3, 2010г. с. 23. «Скважинный фильтр ФЗСМ», Бурение и нефть № 9, 2004 г.
  19. Патент РФ № 2 159 329 Скважинный газопесочный сепаратор. Изобретатели: Горланов С. Ф., Шевелев A.B., Панахов Г. М., Шахвердиев А. Х. -М, kji. Е 21 В 43/38 заявл. 13.05.1999, опубл. 20.11.2000
  20. Патент РФ № 2 006 574 Устройство для отделения песка и газа из нефти в скважине. Изобретатели: Сулейманов Р. Ю., Волков Б. П., Локтев A.B., Аминев М. Х., Шайхуллов Ж. С. -М, кл. Е 21 В 43/38 заявл. 24.08.1992, опубл. 30.01.1994
  21. Каталог оборудования НПК ООО «Нефтеспецтехника», 2008 г.
  22. A.c. СССР № 1 308 754 Газопесочный сепаратор для подземного оборудования скважины. Изобретатель: Оразклычев К. -М. кл. Е 21 В 43/38 заявл. 10.08.1989, опубл. 07.09.1992, Б.И. № 33
  23. A.c. СССР № 313 961 Устройство для отделения песка из нефти в скважине. Изобретатель: Габриелов J1.B. -М, кл. Е 21 В 43/38 заявл. 12.04.1982, опубл. 07.12.1983, Б.И. № 45
  24. Ю. П. «Эксплуатация газовых месторождений» М.: Недра 1975, с. 415.
  25. М.В., Зыков Е. Г. «Расчет эффективности очистки газа в инерционных аппаратах» Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2005. 86 с.
  26. Ф. А., Макогон Ю. Ф., Басниев К. С. «Добыча природного газа» М.: Недра, 1976, 368 с.
  27. С.Г. «Сепарация взвешенных частиц в инерционных пыле- и туманоуловителях» Дис. канд. тех. наук М., 2010 г. 134 с.
  28. И.Н. «Приготовление, обработка и очистка буровых растворов» М.: Недра, 1982.-230 с.
  29. R.C. «Close-Loop System Controls Mud Solids» Petroleum Engineer International № 1, 1981r.
  30. A.c. СССР № 1 521 918 Стенд для испытаний газосепараторов. Авт. Изобр. Дроздов А. Н., Васильев М. Р., Варченко И. В. и др. -М. кл. F 04 D 15/00, заявл. 25.08.1987, опубл. 15.11.1989. Б.И. № 42.6
  31. А.И. «Гидроциклоны» М.: Госгортехиздат, 1961
  32. В.И., Кортунов A.B. «Приготовление, очистка и дегазация буровых растворов» Краснодар: «Арт Пресс», 2008. 336с.
  33. A.c. СССР № 1 073 436 Скважинный газопесочный сепаратор. Изобретатели: Шекинский М. Э., Султанов Б. И., Рза-Заде H.A. и др. -М. кл. Е 21 В 43/38 заявл. 05.08.1982, опубл. 15.02.1984, Б.И. № 6
  34. A.c. СССР № 1 208 754 Скважинный сепаратор для установки погружного электроцентробежного насоса. Изобретатели: Ковальчук Я. П., Пигасов Н. М. -М. кл. Е 21 В 43/38 заявл. 30.12.1985, опубл. 07.05.1987, Б.И.№ 17
  35. A.c. СССР № 307 178 Скважинный газопесочный сепаратор. Изобретатели: Алиев Ш. Н., Мамедов A.M., Камилов М.А.-С., Султанов Б. И. М, кл. Е 21 В 43/38 заявл. 15.09.1983, опубл. 07.02.1985, Б.И. № 5
  36. Патент РФ № 2 191 261 Скважинный песочный сепаратор. Изобретатели: Бочкарев В. К., Тропин Ю. И., Бульба В. Ф., Голубев В. Ф., Хазиев H.H. -М, кл. Е 21 В 43/38 заявл. 02.11.2001, опубл. 20.10.2002
  37. А. Н., Игревский В. И. «Стендовые испытания сепараторов 1МНГ5 и МН-ГСЛ5 к погружным центробежным насосам» Нефтяное хозяйство, 1994 № 8, с. 44−48.
  38. Д.В. «Центробежная сепарация газа и твердых частиц в приемных устройствах погружных насосных установок для добычи нефти», Дис.канд. техн. наук. -М., 2007 г. 118с.
  39. С., Афанасьев A.B., Шмонин П. «Применение десендеров для защиты ЭЦН на пластах Покурской свиты», Журнал о технологиях ТНК-ВР «Новатор» № 27,1999г. с.27−31.
  40. ГОСТ Р 51 761−2001 «Пропанты алюмосиликатные. Технические условия»
  41. A.A. «Стендовые испытания скважинных сепараторов механических примесей», Инженерная практика № 5, 2011г. с.150−155
  42. A.A., Булат A.B., Зуев A.C., Коновалов В. В. «Уточнение методики стендовых испытаний скважинных сепараторов механических примесей», Территория нефтегаз № 2, 2011 г.
  43. Игревский J1.B. «Повышение эффективности эксплуатации погружных насосно-эжекторных систем для добычи нефти», Дис. канд. тех. наук М., 2002 г. 216 с.
  44. ГОСТ Р 6134−2007 «Насосы динамические. Методы испытаний»
  45. A.A. «Повышение эффективности работы ШСНУ за счет своевременного распознания неисправностей с помощью системы диагностики», Дис. канд. тех. наук-М., 1999 г. 225с.
  46. И.Н., Семендяев К. А. «Справочник по математике для инженеров», М.: Наука, 1986 г.
  47. Г. Г. «Современно нефтепромысловое оборудование», Нефтяное хозяйство № 1, 1987г.
  48. Б. А. Черкасский B.C. «Начала обработки экспериментальных данных», Учебное пособие, Новосиб. Ун-т. Новосибирск, 1996 г. с.93
  49. Т., Корн Г. «Справочник по математики для научных работников и инженеров», М.: Наука, 1968 г.
  50. Т.Н., Грановский В. А. «Методы обработки экспериментальных данных при измерениях» JL: Энергоатомиздат, 1990 г.
  51. М.А. «Элементарная обработка результатов эксперимента», Н.: Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, 2002 г. с. 128
  52. B.C., Портенко Н. И., Скороход A.B. «Справочник по теории вероятностей и математической статистике», М.: Наука, 1985 г.
  53. A.B. «Повышение эффективности работы СНО при эксплуатации скважин с повышенным содержание механических примесей» Сборник докладов «Молодежь и инновационное развитие РИТЭКа», М.: 2012 г. с. 16−24
  54. Каталог оборудования «Cavins», 2007 г.
  55. Каталог оборудования ООО «АЛМАЗ», 2010 г.
  56. А. С. Говберг и др. «Гидроциклонные сепараторы механических примесей типа СМГБ для погружных электроцентробежных насосов» Химическое и нефтегазовое машиностроение № 2, 2009 г. с. 28−29
  57. Каталог оборудования ПК «Борец», 2009 г.
  58. Э.А. «Оборудование для снижения влияния механических примесей при добычи нефти механизированным способом», Инженерная практика № 2, 2010г. с.90−96
  59. Каталог оборудования ОАО «Элкам -Нефтемаш"2009 г.
  60. .М., Ершов В. П., Мустафаев A.M. «Расчет гидроциклонных установок для нефтедобывающей промышленности» Азербайджанское Государственное Издательство, Баку, 1983г. с. 109
  61. Ю.А., Димаев Т. Н., Казакова Е. С. «Конструирование новых скважинных сепараторов с применением компьютерного моделирования», Инженерная практика № 1, 2012. -С.98−101
  62. Патент RU № 124 308. Скважинный газопесочный сепаратор. Авт. изобрет. Ивановский В. Н., Сабиров А. А., Булат А. В., Димаев Т. Н., Якимов С. Б., Деговцов А. В., Пекин С. С. -М. кл. Е 21 В 43/38 заявл. 21.08.2012, опубл. 20.01.2013 Б.И. № 2.
  63. Ю.А., Димаев Т. Н., Казакова Е. С. «Компьютерное моделирование рабочего процесса скважинного сепаратора механических примесей», Нефть, Газ и Бизнес, № 3, 2012. -С.66−67
  64. В.Н., Сабиров А. А., Булат А. В., Якимов С. Б., Тетюев П. Б. «Предварительные результаты опытно-промысловых испытаний сепаратора механических примесей» НТЖ «Территория Нефтегаз», № 11, 2012г. с. 12−16.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!