Аннотация. В данной выпускной работе был проведен обзор и анализ скважинных штанговых насосных

В данной выпускной работе был проведен обзор и анализ скважинных штанговых насосных установок. Выбран прототип насосной установки для эксплуатации скважины с боковым стволом и приведено описание конструкции. Рассмотрены составляющие части установки.

В работе содержится:

Количество листов – 81

Количество рисунков – 36

Количество таблиц – 3

Количество источников литературы – 22

Содержание

ГЛАВА 1. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК. КЛАССИФИКАЦИЯ, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 12

1. 1. Общая классификация штангового скважинного оборудования. 12

1. 2. Общая классификация индивидуальных приводов штанговых насосов. 13

1. 2. 1. Балансирные станки качалки. 15

1. 2. 2. Станки качалки с фигурным балансиром. 17

1. 2. 3. Безбалансирные станки качалки. 19

1. 2. 3. Цепной привод. 21

1. 2. 4. Гидравлические и пневматические приводы скважинных штанговых насосных установок. 22

1. 2. 5. Конструктивные особенности длинноходовых скважинных насосных установок. 25

1. 3. Уравновешивание балансирных станков-качалок. 27

ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СШНУ 31

2. 1. Подвеска устьевого штока. 31

2. 2. Штанговращатель. 32

2. 3. Устьевое оборудование СШНУ.. 33

ГЛАВА 3. СКВАЖИННЫЕ ШТАНГОВЫЕ НАСОСЫ – ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ.. 36

3. 1. Конструктивные особенности некоторых типов скважинных штанговых насосов широкого применения. 39

3. 2. Поршневые и плунжерные штанговые насосы с механическим уплотнением 43

3. 2. 1. Механическое уплотнение. 47

3. 3. Дифференциальные насосы.. 50

ГЛАВА 4. НАСОСНЫЕ ШТАНГИ.. 52

ГЛАВА 5. НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИНЫ С БОКОВЫМ СТВОЛОМ.. 57

5. 1. Канатная насосная штанга в месте интенсивного набора кривизны бокового ствола скважины.. 60

5. 2. Насос типа 2СП44/18. 66

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. 68

1. Подбор скважинного оборудования «АВТОТЕХНОЛОГ». 69

2. Подбор скважинного оборудования «РУЧНОЙ». 72

3. Подбор колонны штанг. 74

4. Место установки канатной штанги и ее длина. 75

5. Расчет штока на прогиб……………………………………………………...76

ВЫВОД.. 79

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 80

ВВЕДЕНИЕ

В нефтяной отрасли России уже довольно давно сложилась не­ благоприятная геолого-технологическая структура запасов нефти, в которой доля традиционных (технологически осво­енных) запасов составляет лишь 35%, остальные запасы при­ходятся на долю трудно извлекаемых запасов нефти (низко­ проницаемые пласты, остаточные запасы, глубокопогружён­ные горизонты, высоковязкие нефти, подгазовые зоны) [6].

В качестве приоритетных направлений освоения трудноизвлекаемых запасов нефти необходимо проводить освоение низкопроницаемых пластов и ресурсов остаточных нефтей. Повышение эффективности освоения этих ресурсов позволит вовлечь в разработку несколько миллиардов тонн промышленных запасов нефти. Наряду с вышесказанным наблюдается тенденция перемещения основных нефтедобывающих районов все дальше на северо-восток, в том числе в зону арктического шельфа, в районы с суровыми климатическими условиями, удаленные от промышленных центров с развитой инфраструктурой. Неблагоприятные природно-географические и геолого-технические условия новых месторождений обусловливают повышенную частоту технико-эксплуатационных осложнений в скважинах, повышенную трудоемкость различных видов подземных и околоскважинных работ, что как следствие ведет к увеличению себестоимости добычи нефти [6].

Многие скважины бурятся со значительными отклонениями от вертикали, так как при кустовом бурении снижается стоимость строительства скважин. В районах Западной Сибири отклонение забоя от точки начала бурения достигает 1500 м по горизонтали, а угол наклона скважины достигает 40-60 градусов. Практика нефтедобычи показала, что эксплуатация наклонно- направленных скважин приводит к значительному сокращению наработки на отказ и межремонтному периоду [6].

Так же, можно отметить и тот факт, что все чаще и чаще используется зарезка боковых стволов (ЗБС) во многих случаях позволяющая получить фактически новую скважину из старой по кратно более низкой цене при меньших технологических и геологических рисках. Тем не менее нельзя забывать, что ЗБС – это прежде всего метод довыработки остаточных запасов, прежде целиком относившаяся к области КРС. И основная часть боковых стволов отнюдь не ориентирована на высокие дебиты и длительную эксплуатацию, которые могли бы окупить применение дорогостоящего бурового оборудования [6].

Построение боковых стволов решает много проблем, и вот основные из них:

· Уменьшение стоимости буровых работ

· Обеспечение восстановления работоспособности скважины после аварии

· Увеличение площади охвата

В связи с этим все более значимыми являются вопросы научно обоснованного создания и эксплуатации нефтепромыслового оборудования, и в первую очередь – насосного оборудования, надежность и эффективность которого определяет эффективность всего процесса эксплуатации нефтяного месторождения [6].

Традиционным и наиболее распространенным видом механизированной добычи нефти являются установки скважинных штанговых насосов (УСШН), которыми в Российской Федерации оборудовано свыше 50 % общего фонда нефтяных скважин. Для сравнения нужно заметить, что в США этим видом оборудования оснащено около 90 % всего действующего фонда скважин. И хотя суммарная добыча нефти из скважин, оборудованных УСШН, в нашей стране составляет около 20 %, а в некоторых регионах (например – ОАО «Юганскнефтегаз») – и того меньше – всего 3-5 %, но эта самая «тяжелая» нефть: высоковязкая, горячая, с большим содержанием свободного газа, механических примесей. Кроме того, на сегодняшний день нет разумной альтернативы этому способу для работы в малодебитных скважинах, особенно при необходимости применения больших глубин подвески насоса. Каковы же перспективы применения оборудования, составляющего комплекс СШНУ и используемого сегодня в нефтяной промышленности России? С точки зрения экономических возможностей УСШН могут обеспечить высокий напор в ограниченном диапазоне подач от 5 до 50 м3/сут. Однако, этот вид оборудования очень чувствителен к целому ряду осложняющих факторов, среди которых одними из самых весомых являются кривизна ствола скважины, обводненность продукции, наличие механических примесей, вязкость откачиваемой пластовой жидкости, высокое свободное газосодержание. Непрерывное движение штанг вызывает усиленный износ штанговых муфт и, что особенно существенно, насосно-компрессорных труб. В результате многочисленных исследований установлена связь между наработкой на отказ ШСН, интенсивностью искривления стволов скважин и обводненностью продукции. Например, в условиях ННК “Башнефть” при увеличении темпа набора кривизны с 2 до 4 градусов на 10 м и обводненности продукции с 20 до 90% наработка ШСН снижается примерно в 2 раза [5].

Все эти трудности приводят к тому, что приходится создавать новое оборудование, которое будет приспособлено к добыче в данных условиях.

Дата добавления: 2015-08-05