Выбор конструкции утяжеленного низа колонны насосных штанг при добыче высоковязкой нефти

UDK: 622.276.53

DOI: 10.24887/0028-2448-2018-10-111-113

Ключевые слова: скважинный штанговый насос (СШН), плунжерная пара, добыча нефти, утяжеленный низ, насосные штанги

Авт.: К.Р. Уразаков (Альметьевский гос. нефтяной институт), д.т.н., Р.З. Нургалиев (Альметьевский гос. нефтяной институт), Б.М. Латыпов (Уфимский гос. нефтяной технический университет), к.т.н., Г.И. Бикбулатова (Альметьевский гос. нефтяной институт), к.т.н., Ю.А. Болтнева (Альметьевский гос. нефтяной институт)

В статье затронуты вопросы эксплуатации нефтяных скважин скважинными штанговыми насосными установками при откачке пластовой жидкости повышенной вязкости, в которых для обеспечения движения плунжера насоса вниз необходима конструкция установки с утяжеленным низом. Приведен анализ влияния неуравновешенных сил, действующих на колонну насосных штанг при ходе вниз, в том числе сил трения, возникающих в плунжерной паре. Выполнен обзор существующих зависимостей, которые позволяют оценить значение силы трения плунжера о цилиндр скважинного штангового насоса. Проведена оценка влияния утяжеленного низа на изменение длины хода плунжера штангового насоса при движении вверх и вниз. Показано, что использование утяжеленного низа позволяет повысить эффективность работы штангового насоса при значительных силах трения в плунжерной паре. Рассмотрены два типа конструкций утяжеленного низа: механический (утяжеленные штанги) и гидравлический (в дифференциальном штанговом насосе). Даны рекомендации для выбора конструкции утяжеленного низа в зависимости от вязкости откачиваемой жидкости. Расчеты для выбора конструкций утяжеленного низа проводились для условий откачки жидкости с динамической вязкостью до 500 мПа·с и скоростью движения штанг до 2,4 м/с. Предложен критерий выбора конструкции утяжеленного низа, основанный на учете сил вязкого трения утяжеленных штанг при ходе вниз. Анализ результатов выполненных расчетов показал, что эффективность применения гидравлического утяжеленного низа в дифференциальном штанговом насосе при добыче высоковязкой нефти выше, чем эффективность использования стандартного утяжеленного низа насосных штанг.

Список литературы

1. Расчет теоретической динамограммы дифференциального штангового насоса при добыче высоковязкой нефти / К.Р. Уразаков, Б.М. Латыпов, А.Г. Комков, Ф.Ф. Давлетшин // Оборудование и технологии нефтегазового комплекса. – 2017. – № 4. – С. 41–47.

2. Влияние формы регулярного микрорельефа поверхности плунжера на утечки в штанговом скважинном насосе / Р.Н. Бахтизин, К.Р. Уразаков, Б.М Латыпов. [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2017. – № 4. – С. 113–116.

3. Утечки жидкости в штанговом насосе с регулярным микрорельефом на поверхности плунжера / Р.Н. Бахтизин, К.Р. Уразаков, Б.М. Латыпов, Б.Х. Ишмухаметов // Нефтегазовое дело. – 2016. – Т. 14. – № 4. – С. 33–39.

4. Уразаков К.Р., Латыпов Б.М., Ишмухаметов Б.Х. Экспериментальные исследования влияния конфигурации регулярного микрорельефа поверхности плунжера на подачу штангового насоса / Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2018. – № 3. – С. 23–25.

5. Gabor Takacs. Sucker-rod pumping handbook. – Gulf Professional Publishing, 2015. – 565 p.

6. Ямалиев В.У., Ишемгужин И.Е., Латыпов Б.М. Оценка силы трения плунжера о цилиндр штангового скважинного насоса при проектировании колонны штанг // Изв. Самарского научного центра РАН. – 2017. – Т. 19. – № 1. – С. 70–75.

7. Уразаков К.Р. Эксплуатация наклонно направленных скважин. – М.: Недра, 1993. – 169 с.

8. Адонин А.Н., Сердюк В.И. Исследование силы трения в плунжерной паре штангового насоса // Машины и нефтяное оборудование. – 1972. – № 7 – С. 34–38.

9. Добыча нефти штанговыми установками в осложненных условиях / Р.Н. Бахтизин, К.Р. Уразаков, А.С. Топольников [и др.]. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2016. – 172 с.