В статье приведено описание пилотного варианта комплексной методики расчета установок с погружным линейным двигателем (УПЛД) для добычи нефти. Методика основана на математических моделях работы отдельных элементов установки и скважины. Рассмотрены основные отличия расчета параметров плунжерного скважинного насоса от штангового насоса. Приведены алгоритмы для расчета подачи, скорости движения плунжера при ходе вверх и вниз, потребляемой и эквивалентной мощностей. К конструктивным особенностям плунжерного скважинного насоса относятся: отсутствие штанговой колонны, увеличенный диаметр клапанов, другая точка приложения осевых нагрузок, более высокая скорости движения плунжера, минимальное «мертвое» пространство и наличие временных пауз между ходами плунжера. Определены основные рабочие параметры и факторы, формирующие осевые нагрузки на штоке плунжерного насоса по фазам цикла качания. Выполнена апробация методики путем проведения расчетов рабочих параметров установки. Результаты расчетов показали независимость скорости движения плунжера и потребляемой мощности при ходе вверх или вниз от числа качаний для заданной частоты тока и длины хода плунжера. При этом подача, эквивалентная мощность и продолжительность паузы между двойными ходами зависят от числа качаний. Показано соотношение рабочих параметров УПЛД, рассчитанных по разработанной методике и установок скважинных штанговых насосов (УСШН) по программе RosPump, а также установок электроцентробежных насосов (УЭЦН). Для условий расчета, в сравнении с УСШН УПЛД имеет более высокий коэффициент подачи – 0,92 против 0,86, и более низкие осевые нагрузки - 7,9 кН против 39. Эквивалентная мощность УПЛД составляет 7,6 кВт, УЭЦН – 11,9 кВт, удельный расход электроэнергии – соответственно 15,4 и 23,9 кВт·ч/(м3·сут). Полученные результаты позволят более успешно применять новую перспективную технологию для рентабельной эксплуатации малодебитного фонда скважин.
Список литературы
1. Новые технологии эксплуатации малодебитного и периодического фонда / Э.Ю. Вдовин, Л.И. Локшин, М.А. Лурье [и др.] // Инженерная практика. – 2017. – № 11. – С. 40–43
2. Application of Low-Carbon, Rodless Artificial Lift in Low-Production, Low-Permeability Oilfields // SPE-192071-MS. – 2018.
3. Аипов Р.С., Валишин Д.Е., Леонтьев Д.С. Математическая модель плунжерного насоса с цилиндрическим линейным асинхронным двигателем в приводе // Научный журнал КубГАУ. – 2014. – № 96 (02). – С. 573–583.
4. 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.
5. Насосная добыча высоковязкой нефти из наклонных и обводненных скважин / К.Р. Уразаков, Е.И. Богомольный, Ж.С. Сейтпагамбетов, А.Г. Газаров // под ред. М.Д. Валеева. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр». – 2003. – 303 с.
6. Тимашев Э.О., Уразаков К.Р. Динамика скорости потока и давления в лифтовых трубах установок плунжерных насосов с погружным приводом // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – № 5. – С. 45–55.
7. Методика расчета и подбора дизайнов установок винтовых насосов с погружным и поверхностным приводами для добычи нефти / М.Г. Волков, Р.С. Халфин, А.Р. Брот [и др.] // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2018. – № 6. – С. 32–37.
8. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006614402. ООО «ЮНГ-НТЦ Уфа». RosPump / К.Р. Уразаков, К.А. Бондаренко, Р.А. Хабибуллин. – № 2006613181 от 12.09.06 г.: зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 28.09.06 г.
