Главная » 2014»Август»14 » Скачать Повышение эффективности эксплуатации СШНУ в наклонно-направленных скважинах за счет уточнения методик расчета и подбора штанговых бесплатно
8:43 AM
Скачать Повышение эффективности эксплуатации СШНУ в наклонно-направленных скважинах за счет уточнения методик расчета и подбора штанговых бесплатно
Повышение эффективности эксплуатации СШНУ в наклонно-направленных скважинах за счет уточнения методик расчета и подбора штанговых колонн
Диссертация
Автор: Ренев, Дмитрий Юрьевич
Название: Повышение эффективности эксплуатации СШНУ в наклонно-направленных скважинах за счет уточнения методик расчета и подбора штанговых колонн
Справка: Ренев, Дмитрий Юрьевич. Повышение эффективности эксплуатации СШНУ в наклонно-направленных скважинах за счет уточнения методик расчета и подбора штанговых колонн : диссертация кандидата технических наук : 05.02.13 / Ренев Дмитрий Юрьевич; [Место защиты: Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И.М. Губкина] - Москва, 2010 - Количество страниц: 186 с. ил. Москва, 2010 186 c. :
Объем: 186 стр.
Информация: Москва, 2010
Содержание:
Введение
Глава 1 Анализ современной ситуации в работе механизированного фонда в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»
11 Анализ состояния добычи нефти и структуры запасов в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»
12 Анализ обрывности штанг
13 Анализ характера разрушения насосных штанг
Глава 2 Теоретические исследования напряженного состояния штанговых колонн в наклонно-направленных скважинах
21 Анализ существующих методик расчета колонны насосных штанг
211 Конструкция насосных штанг
212 Цикл изменения нагрузок действующих на насосные штанги
213 Анализ существующих формул для подсчета усилий в штанговой колонны
214 Формулы для расчета приведенных напряжений
22 Математическая модель поведения колонны насосных штанг в наклонно-направленных скважинах
23 Расчет напряжений в штанговой колонне с учётом влияния кривизны скважины и наличия центраторов Оптимизация штанговой колонны
231 Входные параметры модели и их уточнение
232 Вычисление напряжений в штанговой колонне с учетом влияния кривизны скважины и наличия центраторов:
233 Программа функций вычисления напряжений в штангах
234 Отработка методики для уточнения входных параметров расчета
235 Оптимизация компоновки штанговой колонны
Глава 3 Методика коррозионно-усталостных испытаний насосных штанг
31 Существующие методики коррозионно-усталостных испытаний
32 Методика коррозионно-усталостных испытаний
33 Материал исследуемых штанг
34 Выбор коррозионной среды для усталостных испытаний
35 Методика обработки результатов усталостных испытаний
Глава 4
41 Определение механических характеристик насосных штанг, новых и бывших в эксплуатации
42 Сравнение характеристик сопротивления коррозионной усталости штанг, бывших в эксплуатации, и новых штанг из стали 15Х2ГМФ
43 Исследование кинетики развития коррозионно-усталостных трещин
44 Выявление коррозионно-усталостного повреждения штанг
45 Исследование влияния технологии поверхностного пластического деформирования на повышение усталостной прочности насосных штанг
451 Коррозионно-усталостные испытания новых штанг
452 Влияние упрочняющей дробеструйной обработки на сопротивление усталости новых штанг из стали 15Х2ГМФ
453 Влияние упрочняющей дробеструйной обработки на сопротивление усталости штанг, бывших в эксплуатации;
454 Исследование эффективности повторной дробеструйной обработки эксплуатировавшихся штанг
455 Влияние упрочнения обкаткой роликами на сопротивление усталости бывших в эксплуатации насосных штанг
Глава 5 Внедрение результатов исследования
Введение:
На сегодняшний день в условиях, когда формирование благосостояния России напрямую зависит от добычи энергоресурсов, наибольшее значение приобретает добыча нефти, однако большая часть известных крупных месторождения открыта еще в 50-70-е годы прошлого столетия. Ввод новых месторождений производится за счет интенсивной разработки шельфовой зоны и ввода в эксплуатацию сравнительно небольших месторождений
В таблице 1. приведены данные по способам эксплуатации по России, из представленных данных следует, наибольшее количество скважин эксплуатируется СШНУ.
Таблица 1.
Способ эксплуатации Фонд скважин (%) Затраты на ремонт (%)
Фонтанирующие 8.1 4.7 эцн 29.7 42.2 шгн 57.1 44.0
Газлифт 4.9 3.2
Прочие 0.02 5.9
Всего 100 100
Из представленных данных следует, что наиболее распространенным способом добычи нефти являются штанговые скважинные насосы. Большая часть разрабатываемых месторождений находится уже в четвертой стадии разработки характеризующимся постоянным ростом обводненности добываемой продукции. Одновременно с ростом общего фонда скважин и особенно механизированного, значительно возрастают затраты на их ремонт.
В ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» дочернем предприятии нефтяной компании «ЛУКОЙЛ» является крупнейшим нефтедобывающим предприятием в Пермском крае и вторым по объёму добычи в составе ОАО «ЛУКОЙЛ», все крупные месторождения: Шагиртско-Гожанское, Баклановское, Батырбайское, Рассветное, Москудьинское, Уньвинское, Кокуйское, Павловское, Осинское, Шумовское, Красноярско-куединское на долю которых приходится более 60% всего добывающего фонда предприятия, открыты в 50-70-х годах прошлого столетия и находятся также на третьей или четвертой стадии разработки месторождений. Как следствие в нефтяной отрасли России и в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» в частности, сложилась неблагоприятная геолого-техническая структура запасов нефти, в которой доля трудноизвлекаемых запасов нефти составляет более 75%, а в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» составляет более 95%. В связи, с чем происходит постоянное снижение дебитов добывающих скважин при этом наиболее выгодным способом извлечением нефти из недр становятся скважинные штанговые насосные установки (далее по тексту СШНУ). В ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» 69% скважин эксплуатируется СШНУ. Разработка и внедрение новых типов штанговых глубинных насосов [1, 2, 3, 4] позволяют производить добычу продукции при наличии практически при любых осложняющих факторах. В связи с этим остро стоит проблема выбора конструкции и режимов откачки СШНУ, обеспечивающей оптимальный режим в конкретных условиях эксплуатации. Не смотря на значительный прогресс в технике глубинно-насосной эксплуатации насосные штанги остаются одним из наиболее слабых звеньев в работе СШНУ на долю их отказов связанных с их отворотом и обрывом приходится более 20% всех отказов. Насосные штанги работают в сложных условиях при работе на них воздействует множество факторов, таких как: силы механического и гидродинамического трения, коррозионные среды, циклические, вибрационные, инерционные, изгибающие нагрузки, поэтому при разработке методов количественной оценки прогнозирования величин экстремальной нагрузки посвящено множество научных трудов таких известных авторов как: Адонина А.Н., Алиева Ш.Н., Вирновского А.В., Грабовича В.П., Дрэготэску Д., Джонса Д.М., Зубаирова С.Г., Крумана Б.Б., Миллса К., Песляка Ю.А., Пирвердяна A.M., Султанова Б.З., Троицкого В.Ф., Уразакова К.Р., Шарипова А.Х. и др. Влияние условий эксплуатацию на работу насосных штанг довольно полно изложено в работах [5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]
Анализ промысловых данных [13, 14] позволяет сделать вывод о том, что число отказов насосных штанг в наклонно-направленных скважинах в 1.5 раза больше, чем в вертикальных или незначительно искривленных. Увеличение числа отказов объясняется сложнонаправленным состоянием штанг и их износом, а также отказам муфт.
Сложнонаправленное состояние штанг объясняется одновременным действием растягивающих, изгибающих и крутящих напряжений, характерных для насосных штанг в наклонно-направленных скважинах. Применение для подбора штанговых колонн приведенного напряжения не полностью учитывает условия работы штанг в наклонно-направленных скважинах, что приводит к дополнительным отказам. Очевидно, что применяемые в известных расчетных методиках формулы для определения напряжений изгиба штанг и искривлениях ствола скважины чрезмерно упрощены или вообще отсутствуют, но как показала практика, значения таких напряжений могут достигать значительных величин и быть причиной разрушения насосных штанг.
Создание и практическое применение современной методики расчета колонны штанг учитывающей влияние изгибающих нагрузок в наклонно-направленных скважинах позволит правильно подобрать количество и интервалы расстановки центраторов на колонне штанг, на участках набора кривизны, является задачей актуальной, имеющей промышленную ценность.
Целью настоящей работы, является создание и применение методики расчета и подбора колонны штанг для повышения эффективности эксплуатации СШНУ в наклонно-направленных скважинах, с увеличением межремонтного периода оборудования.
Для этого необходимо было решить основные задачи исследования: проанализировать отказы колонны штанг: проанализировать существующие методики расчета колонны штанг: разработать математическую модель расчета колонны штанг с учетом изгибающих нагрузок возникающих в наклонно-направленных скважинах: разработать и применить методику расчета оптимального количества центраторов на одну штангу, оптимального количества и интервалов установки центраторов на штанговую колонну на участках набора кривизны скважины: провести стендовые коррозионно-усталостные испытания насосных штанг: провести промысловые испытания результатов внедрения исследований, а именно внедрение на искривленных участках наклонно-направленных скважин насосных штанг оборудованных центраторами.
Научная новизна. Разработана и применена математическая модель, которая позволяет рассчитывать колонну штанг с учетом изгибающих нагрузок возникающих в наклонно-направленных скважинах. Практическая ценность. Разработана новая методика расчета оптимального количества центраторов на одну штангу, оптимального количества и интервалов установки центраторов на штанговую колонну на участках набора кривизны скважины.
Использование результатов работы позволило на 21 подконтрольной скважине увеличить наработку на отказ до 908 суток, что на 250 суток больше чем на скважинах оборудованных штангами без скребков-центраторов.
Использование трех упрочненных насосных штанг оснащенных скребками-центраторами 6/5 изготовленных по моим рекомендациям заводом ЗАО «Мотовилиха-нефтегазмаш» по упрочнению колонных штанг позволило достигнуть наработки на отказ на сегодняшний день до 784 суток.
За период 2006г по 2009г. на подконтрольных скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» были получены следующие результаты: на 3% увеличилось количество добытой нефти: обрыв штанг сократился на 23.8%: снизилось число сложных ремонтов на 23.5%.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы и приложений.
