Как диагностировать и устранить газовую пробку в трубных насосах API до того, как это приведет к потере производительности.

Ранняя диагностика и практические решения для поддержания стабильного уровня добычи нефти.

Газовая блокировка Трубные насосы APIГазовая пробка возникает, когда избыток свободного газа попадает в ствол насоса и препятствует нормальной работе подвижного и неподвижного клапанов. Если ее не диагностировать на ранней стадии, газовая пробка может уменьшить заполнение насоса, снизить эффективность перекачки, увеличить эксплуатационные расходы и в конечном итоге полностью остановить добычу жидкости. Наиболее эффективный способ минимизировать потери добычи — это выявление симптомов газовой пробки до того, как произойдет значительное снижение производительности, и применение корректирующих мер, таких как улучшение газоразделения, оптимизация глубины установки насоса и корректировка параметров перекачки. В скважинах с высоким газожидкостным соотношением (ГЖС), на зрелых нефтяных месторождениях, в глубоких и горизонтальных скважинах ранняя диагностика часто оказывается более экономически выгодной, чем частые ремонтные работы и замена оборудования.

Что такое газовая пробка в трубном насосе API?

Газовая пробка — одна из наиболее распространенных производственных проблем в системах штанговых насосов.

В нормальных условиях эксплуатации жидкость поступает в цилиндр насоса, что позволяет подвижному и неподвижному клапанам правильно функционировать и поднимать жидкость на поверхность.

Однако, когда в цилиндр насоса попадает избыток свободного газа, он занимает пространство, которое в норме должно быть заполнено жидкостью. Поскольку газ обладает высокой сжимаемостью, он многократно расширяется и сжимается во время каждого такта откачки, вместо того чтобы поднимать жидкость вверх.

Как результат:

• Уровень заполнения насоса снижается.

• Снижается эффективность насоса

• Снижение добычи жидкости

• Насос может в конечном итоге перестать поднимать жидкость.

Хотя газовая пробка не обязательно указывает на механическую неисправность, её неустранение может серьёзно повлиять на производительность производства.

Почему газовый замок важен

Многие операторы распознают газовую пробку только тогда, когда добыча уже значительно снижается.

Однако газовая пробка может создать ряд эксплуатационных проблем задолго до полной потери производства.

Сниженное заполнение насоса

Когда часть корпуса насоса занята газом, в каждый цикл в насос поступает меньше жидкости.

Снижение темпов производства

Недостаточное вытеснение жидкости напрямую снижает добычу нефти.

Увеличение энергопотребления

Насосная установка продолжает работать, перекачивая сжатый газ вместо жидкости.

Более частые капитальные ремонты

Постоянная газовая пробка часто приводит к повторным поискам и устранению неисправностей и корректирующим действиям.

Более высокие эксплуатационные расходы

Снижение эффективности и производственные потери увеличивают общую себестоимость произведенной баррели.

В каких скважинах наиболее высока вероятность возникновения газовой пробки?

В некоторых случаях условия в скважине естественным образом повышают вероятность образования газовой пробки.

Зрелые нефтяные месторождения особенно уязвимы, поскольку снижение пластового давления часто приводит к увеличению газожидкостного соотношения с течением времени.

В горизонтальных скважинах также могут возникать серьезные проблемы с разделением газов, что повышает вероятность образования газовых пробок.

Ранние признаки газовой пробки

Раннее выявление — наиболее эффективный способ предотвращения крупных производственных потерь.

При появлении одного или нескольких из следующих симптомов может потребоваться дополнительное обследование.

Контрольный список распространенных симптомов

✓ Неожиданное снижение объемов производства

✓ Сниженный расход насоса

✓ Аномальные результаты измерений на динамометрической карте

✓ Усиление колебаний нагрузки

✓ Периодическое производство жидкости

✓ Рост добычи газа на наземных объектах

✓ Снижение эффективности перекачки

✓ Частая нестабильность производства

Хотя эти симптомы не подтверждают автоматически наличие газовой пробки, они часто указывают на значительное газообразование в насосной системе.

Газовая пробка против жидкостного давления: в чем разница?

Термины «газовая пробка» и «удар жидкости» часто путают, поскольку оба снижают эффективность перекачки.

Однако они вызваны различными условиями и требуют различных решений.

Перед принятием мер по исправлению ситуации крайне важно правильно определить проблему.

Распространенные причины газовой пробки в трубных насосах API

Высокое газожидкостное соотношение (ГЖС)

Это наиболее распространенная причина газовой пробки.

Когда в насос поступает большое количество свободного газа, уровень заполнения жидкостью снижается, а сжатие газа препятствует работе клапана.

Плохое газоразделение в скважине

Без эффективного газоотделения свободный газ попадает в ствол насоса и накапливается во время циклов откачки.

Неправильная настройка глубины насоса

Неправильное размещение насоса может привести к попаданию избыточного количества свободного газа на входное отверстие насоса.

Траектория горизонтальной скважины

В горизонтальных участках распределение газа и жидкости может стать неравномерным, что увеличивает попадание газа в насос.

Утечка из клапана

Изношенные ходовые или заклинившие клапаны могут усугубить проблемы с подачей газа и снизить эффективность перекачки.

Как диагностировать газовую пробку до того, как произойдут серьезные производственные потери.

Для точной диагностики необходимо сочетать анализ производственных данных и полевые наблюдения.

Шаг 1: Анализ производственных тенденций

Внезапное снижение объемов производства без очевидных механических неисправностей часто является ранним предупреждающим сигналом.

Искать:

• Снижение объемов производства

• Сниженное восстановление объема жидкости

• Нестабильные темпы производства

Шаг 2: Контроль уровня заполнения насоса.

Снижение уровня заполнения насоса часто указывает на усиление газовых помех.

Отслеживание тенденций заполнения резервуаров может помочь выявить газовую пробку до того, как потери добычи станут серьезными.

Шаг 3: Проверка карт динамометра

Динамометрический анализ остается одним из наиболее надежных диагностических инструментов.

Аномальные узоры на картах могут указывать на следующее:

• Неполное заполнение жидкостью

• Эффекты сжатия газа

• Проблемы в работе клапана

Шаг 4: Наблюдение за добычей газа на поверхности.

Увеличение добычи газа на наземных объектах может свидетельствовать о том, что больше свободного газа поступает на вход насоса.

Шаг 5: Проверка состояния клапанов

Износ и утечки клапанов могут имитировать симптомы газовой пробки.

Всегда проверяйте состояние:

• Передвижные клапаны

• Стоячие клапаны

· Шаровые клапаны

• Седла клапанов

прежде чем сделать вывод, что газовая пробка является единственной причиной.

Как устранить газовую пробку в трубных насосах API

После подтверждения газовой пробки операторы могут выбрать наиболее подходящие корректирующие действия в зависимости от состояния скважины.

Решение 1: Установить газовый якорь

Рекомендуется для

• Скважины с высоким коэффициентом GLR

• Зрелые нефтяные месторождения

• Глубокие скважины

Газовый якорь помогает отделить свободный газ до того, как он попадет во впускной коллектор насоса.

В число преимуществ входят:

• Улучшенная подача жидкости насосом

• Снижение газовых помех

• Более стабильное производство

• Повышение эффективности перекачки

Для многих скважин с насосной системой штанговой откачки установка газового якоря является первой рассматриваемой мерой по устранению проблемы.

Решение 2: Оптимизация глубины настройки насоса.

Рекомендуется для

• Скважины с изменяющимся уровнем жидкости

• Скважины с избытком свободного газа вблизи всасывающего патрубка насоса.

Регулировка глубины закачки насоса может улучшить условия давления в скважине и повысить эффективность отделения природного газа.

Преимущества:

• Снижено проникновение свободного газа

• Улучшенное наполнение жидкостью

• Улучшена производительность насоса

Решение 3: Снизить скорость насоса.

Рекомендуется для

• Скважины, в которых периодически возникает газовая пробка

• Скважины с нестабильным притоком жидкости

Чрезмерная скорость откачки может усилить помехи от газа.

Снижение количества гребков в минуту может:

• Улучшить наполнение жидкостью

• Увеличить время разделения

• Снижение скопления газа

Решение 4: Улучшение газоразделения в скважине

Рекомендуется для

• Горизонтальные скважины

• Высокорасположенные газовые скважины

Дополнительные технологии газоразделения могут уменьшить количество свободного газа, попадающего в насос.

Возможные варианты включают:

• Газоотделители

• Газовые якоря

• Специализированные системы впуска

Цель состоит в том, чтобы максимально увеличить проникновение жидкости, минимизируя при этом проникновение газа.

Решение 5: Осмотр ходовых и стоячих клапанов.

Рекомендуется для

• Более старые скважины

• Скважины со снижающейся эффективностью

Утечка из клапана часто вызывает симптомы, схожие с газовой пробкой.

Проверка и замена изношенных компонентов клапана могут восстановить эффективность работы насоса и исключить ложные диагнозы о газовой пробке.

Решение 6: Выберите трубный насос, подходящий для скважин с высоким содержанием газа.

Рекомендуется для

• Скважины с постоянными газовыми помехами

• Долгосрочные проекты по оптимизации производства

При выборе насоса следует учитывать следующие факторы:

• Соотношение газ-жидкость

· Глубина скважины

• Целевой показатель производства

• Операционная среда

Трубные насосы TH APIИзготавливаются в соответствии со стандартами API 11AX и доступны в различных размерах для разных условий бурения скважин. Конфигурация материалов также может быть изменена в соответствии с требованиями месторождения.

Выбор конструкции насоса, совместимой с реальными условиями эксплуатации, может способствовать повышению стабильности производства и снижению эксплуатационных рисков.

Матрица поиска и устранения неисправностей газового замка

Приведенная ниже матрица поможет операторам быстро выявить возможные причины и определить необходимые корректирующие действия.

Часто задаваемые вопросы

Может ли газовый пробой полностью остановить добычу нефти?

Да. Сильная газовая пробка может препятствовать перекачиванию жидкости насосом, что приводит к временной остановке производства.

Чаще ли встречается газовая пробка в горизонтальных скважинах?

Да. В горизонтальных скважинах часто возникают более сложные проблемы с разделением газов, что увеличивает риск образования газовых пробок.

Может ли газовая пробка повредить трубный насос?

Хотя сама по себе газовая пробка не обязательно является механической неисправностью, длительная работа в условиях газовой пробки может привести к повышенному износу компонентов и снижению эффективности.

Как узнать, есть ли у моего насоса для откачки газа газовая пробка?

К распространенным признакам относятся снижение производительности, уменьшение объема заполнения насосов, ненормальные показания динамометрических карт и усиление помех от газа.

Устраняет ли более мощный трубный насос газовую пробку?

Не обязательно. Один только размер насоса не решает проблему газовой пробки. Гораздо важнее правильное соответствие конструкции насоса условиям скважины.

Заключение

Газовая пробка остается одной из наиболее распространенных проблем на производстве.Трубный насос APIсистемы, особенно на зрелых нефтяных месторождениях, скважинах с высоким коэффициентом газификации, глубоких скважинах и горизонтальных скважинах. Поскольку потери добычи часто начинаются задолго до того, как операторы распознают проблему, ранняя диагностика имеет важное значение.

Отслеживая тенденции добычи, заполнение насосов, поведение динамометра и закономерности добычи газа, операторы могут выявлять признаки газовой пробки до того, как произойдет существенное снижение добычи. Сочетание точной диагностики с корректирующими мерами, такими как газовые якоря, оптимизированная глубина установки насоса, улучшенная сепарация газа и правильный выбор трубного насоса, может значительно повысить стабильность добычи, одновременно снижая ненужные эксплуатационные расходы и количество капитальных ремонтов.

Во многих случаях своевременное вмешательство обходится гораздо дешевле, чем восстановление потерянной добычи после того, как уже произошла серьезная газовая пробка.