Как выбрать подходящий штанговый насос и уменьшить износ в нефтяных скважинах, подверженных пескообразованию

Скважины с высоким содержанием песка относятся к числу наиболее сложных условий эксплуатации.штоковый насоссистемы. Частицы песка постоянно циркулируют через насос, вызывая ускоренный износ клапанов, плунжеров, корпусов и других важных компонентов. По мере увеличения добычи песка эффективность насоса часто снижается, частота технического обслуживания возрастает, а эксплуатационные расходы увеличиваются. Выбор правильного типа штокового насоса, износостойких материалов и стратегии технического обслуживания может значительно повысить надежность и снизить затраты на капитальный ремонт. Во многих областях применения с высоким содержанием песка операторы часто отдают предпочтение вставным насосам, поскольку их проще обслуживать, в то время как износостойкие трубные насосы могут быть выбраны, когда требуется более высокая производительность.

Почему скважины с высоким содержанием песка затрудняют использование штанговых насосов?

Песок — один из наиболее разрушительных загрязняющих веществ, встречающихся в нефтедобыче.

В отличие от воздействия газа или колебаний уровня жидкости, песок вызывает прямой механический износ.

Поскольку частицы песка многократно проходят через насос, они могут повредить:

• Передвижные клапаны

• Стоячие клапаны

· Вантузы

• Бочки для откачки воды

• Сиденья в сборе

Со временем этот износ приводит к:

• Увеличение утечек

• Снижение эффективности насоса

• Более низкие темпы производства

• Более частые ремонты

• Более высокие эксплуатационные расходы

Поэтому при выборе насоса для скважин с высоким содержанием песка следует ориентироваться не только на производительность, но и на долговечность и эффективность технического обслуживания.

Какие проблемы может вызвать песок в системах штанговых насосов?

Износ клапанов

Частицы песка часто попадают в шары и седла клапанов.

К распространённым последствиям относятся:

• Плохая герметизация

• Внутренняя утечка

• Сниженное заполнение насоса

Износ клапанов часто является первым признаком повреждений, вызванных попаданием песка.

Износ плунжера и ствола

Непрерывное абразивное воздействие постепенно увеличивает рабочие зазоры.

Это может привести к следующим последствиям:

• Увеличение проскальзывания жидкости

• Более низкая эффективность водоизмещения

• Снижение производительности производства

Сокращенный срок службы насоса

В скважинах с высокой степенью пескообразования срок службы насосов может значительно сократиться, если не используются износостойкие материалы.

Увеличение затрат на капитальный ремонт скважин

Частые отказы насосов часто приводят к:

• Дополнительные работы по ремонту буровых установок

• Дополнительные запасные части

• Увеличение времени простоя производства

Какой тип штангового насоса лучше подходит для скважин с высоким содержанием песка?

Ответ зависит от приоритетов оператора.

Если эффективность технического обслуживания имеет решающее значение, то одно из решений может оказаться предпочтительнее.

Если основной целью является увеличение объёма производства, то более подходящим может оказаться другой вариант.

Вариант 1: Встраиваемый насос для скважин с высоким содержанием песка.

Вставные насосы часто выбирают в тех случаях, когда ожидается частое техническое обслуживание.

Преимущества

✓ Упрощенное извлечение насоса

✓ Снижение затрат на капитальный ремонт скважин

✓ Более быстрая замена изношенных компонентов

✓ Сокращение времени простоя производства

Почему это работает в Хай-Сэнд-Уэллс

Износ, вызванный попаданием песка, часто требует периодической замены следующих компонентов:

· Клапаны

· Вантузы

· Насосные узлы

Поскольку вставные насосы можно извлечь, не вытаскивая всю трубную колонну целиком, работы по техническому обслуживанию, как правило, выполняются более эффективно.

Рекомендуется для

• Скважины с высоким содержанием песка

• Зрелые нефтяные месторождения

• Скважины, требующие частого вмешательства

• Удаленные объекты, где простой оборудования обходится дорого.

Вариант 2: Насос для бурения скважин с высоким содержанием песка.

Трубчатые насосы также могут успешно работать в песчаных средах при условии правильной конструкции.

Преимущества

✓ Более высокая производственная мощность

✓ Насосы большего диаметра

✓ Больший потенциал перемещения

Проблемы

Для проведения технического обслуживания обычно требуется извлечь трубу из трубопровода.

В результате, при сильном износе затраты на ремонт часто оказываются выше.

Рекомендуется для

• Высокопроизводительные скважины

• Стабильные условия производства

• Скважины, где основной целью является максимизация добычи.

Вставной насос против трубного насоса для скважин с высоким содержанием песка

Во многих скважинах с высоким содержанием песка затраты на техническое обслуживание зачастую оказывают большее влияние на рентабельность, чем небольшие различия в производственной мощности.

По этой причине часто предпочтение отдается вставным насосам.

Выбор материала так же важен, как и тип насоса.

Одного лишь выбора правильного типа насоса недостаточно.

Выбор материалов часто определяет, выдержит ли насос эксплуатацию в песчаной среде.

Рекомендуемые материалы для колодцев с высоким содержанием песка

Износостойкие компоненты клапанов

Рекомендуемые варианты могут включать:

• Закаленная легированная сталь

• Компоненты из карбида вольфрама

• Износостойкие клапанные узлы

Эти материалы помогают уменьшить утечки через клапаны, вызванные истиранием.

Износостойкие плунжеры

Рекомендуется для:

• Умеренное производство песка

• Высокая добыча песка

• Длительные производственные циклы

Повышенная износостойкость поршня часто приводит к увеличению интервалов между техническим обслуживанием.

Износостойкие стволы

Прочный ствол может значительно уменьшить внутренний износ и сохранить эффективность насоса.

Реальные сценарии бурения скважин и рекомендации по насосам

Сценарий 1: Высокое содержание песка + частые отказы насосов

Типичные условия

• Уровень добычи песка остается высоким.

• Износ клапанов происходит часто.

• Замена насоса — распространенная процедура.

Рекомендуемый насос

Вставить насос

Почему?

✓ Более быстрое техническое обслуживание

✓ Снижение затрат на капитальный ремонт скважин

✓ Сокращение времени простоя

Сценарий 2: Высокое содержание песка + Высокие производственные требования

Типичные условия

• Мощная поддержка со стороны водохранилища

• Высокие целевые показатели добычи жидкости

• Производство песка остается контролируемым

Рекомендуемый насос

Трубчатый насос с износостойкими материалами

Почему?

✓ Более высокая водоизмещающая способность

✓ Больший производственный потенциал

✓ Повышенная износостойкость

Сценарий 3: Зрелое нефтяное месторождение с пескообразованием

Типичные условия

• Снижение пластового давления

• Увеличение добычи песка

• Регулярные мероприятия по оптимизации

Рекомендуемый насос

Вставить насос

Почему?

✓ Гибкая стратегия технического обслуживания

✓ Упрощенная замена насоса

✓ Улучшенная долгосрочная экономическая эффективность

Сценарий 4: Отдаленное нефтяное месторождение с высоким содержанием песка.

Типичные условия

• Ограниченные ресурсы обслуживания

• Высокие транспортные расходы

• Дорогостоящие вмешательства

Рекомендуемый насос

Вставить насос

Почему?

✓ Сокращение времени работы буровой установки

✓ Более быстрое обслуживание

✓ Снижение общих затрат на техническое обслуживание

Дополнительные стратегии по снижению числа отказов насосов, связанных с попаданием песка в систему.

Дажелучший стержневой насоспМожет преждевременно выйти из строя, если производство песка не будет должным образом организовано.

Рекомендуемые методы

Внедрить меры по борьбе с песком

Примеры включают:

· Пескоочистительные сита

• Укладка гравия

• Другие технологии управления песком

Увеличить частоту проверок

Скважины с высоким содержанием песка, как правило, требуют более тщательного мониторинга.

Контроль эффективности насоса

Своевременное выявление износа может предотвратить более серьезные поломки.

Анализ причин отказов

Повторяющиеся неудачи часто выявляют возможности для оптимизации.

Краткое руководство по выбору

Часто задаваемые вопросы

В чём заключается наибольшая угроза для штанговых насосов в скважинах с высоким содержанием песка?

Песчаная абразия, как правило, является основной причиной износа клапанов, повреждения плунжеров и сокращения срока службы насоса.

В песчаных скважинах вставные насосы лучше, чем трубные?

Не всегда. Вставные насосы, как правило, имеют более низкие затраты на техническое обслуживание, в то время как трубные насосы могут обеспечивать более высокую производительность.

Могут ли износостойкие материалы продлить срок службы насоса?

Да. Выбор материала часто является одним из наиболее эффективных способов повышения надежности в абразивных средах.

Следует ли всегда использовать вставные насосы в скважинах с высоким содержанием песка?

Нет. При выборе насоса следует учитывать производственные цели, стратегию технического обслуживания и общие эксплуатационные расходы.

Что важнее в скважинах с высоким содержанием песка: добыча или техническое обслуживание?

Ответ зависит от экономической целесообразности данной области. Во многих случаях сокращение времени простоя и затрат на техническое обслуживание обеспечивает большую долгосрочную выгоду.

Заключение

Не существует единого штангового насоса, который был бы оптимальным для всех скважин с высоким содержанием песка. Оптимальное решение зависит от целевых показателей добычи, требований к техническому обслуживанию, затрат на капитальный ремонт и условий пласта. Для скважин, где основными задачами являются эффективность технического обслуживания и снижение эксплуатационных расходов, часто предпочтительным выбором являются вставные насосы. Для скважин, ориентированных на максимизацию добычи, трубные насосы, оснащенные износостойкими компонентами, могут обеспечить лучшую производительность. В конечном итоге, наиболее успешная стратегия для скважин с высоким содержанием песка сочетает в себе правильный тип насоса, соответствующий выбор материалов, эффективные меры по контролю песка и программу профилактического технического обслуживания.