Рассмотрены особенности добычи нефти на малодебитных и низкодебитных скважинах. На основе проведенного анализа предложена конструкция линейного привода глубинного штангового насоса с системой управления параметрами добычи в реальном времени с возможностью автоматически подстраиваться под оптимальные режимы добычи
добыча нефти, глубинный штанговый насос, линейный электропривод, системы автоматического управления
Добыча нефти при помощи штанговых насосов – один из самых распространенных способов искусственного подъема нефти, что объясняется их простотой, эффективностью и надежностью. На сегодняшний день установки штанговые глубинно-насосные (УШГН) можно встретить на скважинах с малым дебитом или с большой обводненностью [1, 2].
По суточному дебиту добывающие скважины делятся на категории с учетом реального положения в нефтяной промышленности: малодебитные скважины – до 5 м3/сут; низкодебитные скважины – 5 ÷ 40 м3/сут; среднедебитные скважины – 40 ÷ 100 м3/сут; высокодебитные скважины – 100 ÷ 500 м3/сут; сверхвысокодебитные – свыше 500 м3/сут.
Значительная доля добывающего фонда скважин на нефтяных месторождениях России относится к малодебитному и низкодебитному. Фонд скважин с малым дебитом постоянно возрастает, так как на поздней стадии разработки многих месторождений скважины характеризуются отключением обводнившихся высокопродуктивных пластов и разбуриванием участков с низко продуктивными залежами.
Штанговый насос относится к объемному типу насоса, работа которого обеспечивается возвратно-поступательным перемещением плунжера с помощью наземного привода через связующий орган (колонну штанг). Глубинный штанговый насос традиционной конструкции с приводом станка – качалки (СК) в простейшем виде состоит из плунжера, движущегося вверх-вниз по хорошо подогнанному цилиндру.
Одной из современных альтернатив СК для фонда УШГН служат линейные приводы ШГН, обладающие рядом преимуществ по сравнению с СК [3, 4]. Технологии, направленные на повышение эффективности работы УШГН, представляют особый интерес для нефтяников. Одна из относительно недавно появившихся на рынке технологий – линейный привод (ЛП) штангового глубинного насоса марки LRP®. Это реечный привод, с помощью которого обеспечивается возвратно-поступательное движение штока глубинного насоса в скважине путем передачи вращательного движения от реверсивного асинхронного двигателя через редуктор и шестеренчатые передачи на зубчатую рейку, к которой крепится полированный шток.
Станция управления ЛП предназначена для автоматического регулирования режимов эксплуатации насосной установки в оптимальном диапазоне притока жидкости. В случае LRP® функции управления приводом и мотором реализуются при помощи контроллера и программного обеспечения компании-разработчика системы (UNICO) на основании разработанной математической модели скважины.
Таким образом, повышение производительности штанговой глубинно-насосной установки возможно путем изменения типа привода, внедрения энергоэффективных электромеханических систем. Замена возвратно-поступательного механизма на линейный электропривод кардинально изменяет возможности по добыче нефти на малодебитных и низкодебитных скважинах, повысит дебет и снизит энергопотребление при работе насосной установки. Автоматизированная система позволяет управлять параметрами добычи в реальном времени и автоматически подстраиваться под оптимальные режимы добычи без участия оператора.
1. Зубаиров С.Г. Проектирование штанговых насосных установок для осложненных условий эксплуатации. -Уфа: Изд-воУГНТУ, 1999. -157 с.
2. Якимов С.Б., Косилов Д.А., Баринов А.А. Линейный привод штангового насоса: передовой опыт из Трансильвании // Вестник механизированной добычи (приложение к журналу «Новатор»). – 2013. – № 4. – С. 68–72.
3. Абрамович, Б.Н. Выбор способа пуска синхронного двигателя используемого в качестве потребителя регулятора / Б.Н. Абрамович, Д.А. Устинов, Ю.В. Коновалов // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2012. № 6. – С. 1-9.
4. Устинов, Д.А. Оптимизация режима пуска приводов рудоразмольных мельниц горно-обогатительных комбинатов / Д.А. Устинов, Ю.В. Коновалов // Обогащение руд. 2013. № 2(344). – С. 42-45.
