Насосы на стержневые нефтяные трубки привлекают новое внимание на зрелых месторождениях.

Поскольку нефтедобывающие компании вступают в очередной год работы на зрелых и технически сложных месторождениях, стратегия использования искусственного подъема нефти незаметно меняется. Вместо того чтобы стремиться к краткосрочному увеличению добычи, операторы все чаще отдают приоритет точности проектирования, надежности системы и контролю затрат на протяжении всего жизненного цикла.

В центре этого перехода находитсямасляный штоковый насосЭта система по-прежнему является наиболее распространенной системой искусственного подъема нефти на наземных нефтяных месторождениях по всему миру. Эксперты отрасли отмечают, что ее долгосрочная эффективность зависит не столько от самого насоса, сколько от того, насколько тщательно он был выбран.

В последние месяцы инженерные группы в Азии, на Ближнем Востоке и в некоторых частях Латинской Америки пересмотрели формальные стандарты выбора насосов, поскольку частота отказов в сложных скважинах продолжает расти.

От решений, основанных на опыте, к отбору на основе стандартов.

Исторически,масляный штоковый насосВ многих областях отбор в значительной степени основывался на опыте оператора. Хотя практические знания по-прежнему ценны, инженеры теперь признают, что растущая сложность скважин уменьшила возможности для субъективной оценки.

«Большинство повторяющихся отказов насосов, которые мы расследуем сегодня, не связаны с дефектами конструкции, — сказал старший инженер по системам искусственного подъема нефти, участвующий в нескольких проектах по переоборудованию зрелых месторождений. — Это ошибки выбора — неправильная конструкция насоса, неверный зазор или несоответствие крепежных элементов».

Это осознание возобновило интерес к структурированным методологиям, таким как...Q/SH1020-0354—2006Это инженерный стандарт, разработанный в рамках системы нефтяного месторождения Шенгли. Данная концепция преобразует многолетние данные с месторождений в четкую логику выбора, основанную на глубине скважины, свойствах жидкости, выносе песка и риске коррозии.

Глубина скважины определяет первый критерий проектирования насоса.

Инженерные данные неизменно показывают, чтоГлубина скважины — это первый и наиболее ограничивающий параметр выбора.С увеличением глубины усиливаются механическая нагрузка, поведение стержневой колонны и объемные потери.

В таблице 1 показано, как стандартмасляный штоковый насосЭти конструкции применяются в различных диапазонах глубин и при типичных условиях скважины.

Таблица 1. Применимость стандартных масляных штанговых насосов в зависимости от глубины скважины.

Инженеры-технологи отмечают, чтоболее 2100 метровПри этом количество приемлемых вариантов насосов резко сужается, что делает неизбежным детальный инженерный анализ.

Насосы специального назначения переходят из нишевого сегмента в массовый.

Поскольку проблемы с песком, газом и вязкостью становятся все более распространенными в стареющих пластах, специальные нефтегазоносные материалы становятся все более актуальными. масляные стержневые насосыОни больше не считаются нишевыми решениями.

Недавние испытания на практике выявили ряд конструктивных решений, которые все чаще разрабатываются на этапе планирования, а не внедряются после возникновения отказов.

Таблица 2. Масляные штоковые насосы специального назначения и типичные области применения.

«Ключевое изменение заключается в образе мышления», — объяснил инженер, участвующий в проектах по оптимизации систем искусственного подъема нефти. «Вместо того чтобы реагировать на проблемы с песком или газом, мы теперь разрабатываем решения для них на этапе выбора оптимального варианта».

Диаметр насоса: больше — не всегда лучше

Хотя увеличение диаметра насоса может повысить теоретический рабочий объём, инженерные оценки неизменно предостерегают от чрезмерного увеличения его размеров.

Стандартные методы расчета преобразуют ожидаемую производительность, длину хода поршня и скорость перекачки в постоянную насоса (значение K), которая затем подбирается в соответствии со стандартизированными диаметрами насосов.

Таблица 3. Стандартные диаметры и постоянные насосов.

Инженеры-практики обычно рекомендуют выбирать насос немного большего размера, чем расчетная потребность, чтобы сохранить гибкость без создания излишней механической нагрузки.

Выбор уровня допуска привлекает все больше внимания как индикатор надежности.

Среди всех параметров насоса зазор между плунжером и цилиндром все чаще признается критически важным фактором надежности.

В инженерных стандартах определены несколько классов зазоров, каждый из которых соответствует определенному диапазону размеров.

Таблица 4. Классы зазоров насоса

Для насосов большого диаметра применяются дополнительные правила коррекции, как показано в таблице 5.

Таблица 5. Регулировка зазора для насосов большого диаметра.

Неправильный выбор зазора часто упоминается в анализах отказов, связанных с преждевременной потерей эффективности или заклиниванием насоса, особенно в глубоких скважинах.

Вспомогательные инструменты дополняют инженерную систему.

Выбор, основанный на стандартах, распространяется не только на сам насос. Инженеры подчеркивают важность вспомогательных инструментов, таких как газовые анкеры, анкеры для труб и сливные клапаны.

«Эти инструменты больше не являются необязательными», — сказал специалист по искусственному подъему нефти. «Они являются частью комплексной системы проектирования, особенно в скважинах с газовыми помехами или нестабильными условиями в обсадной трубе».

Незаметное повышение планки: изменение ожиданий поставщиков.

Наряду с изменением поведения операторов, меняются и ожидания от поставщиков. Закупочные команды все чаще отдают предпочтение производителям и поставщикам услуг, которые демонстрируют документально подтвержденные методики отбора, соответствующие признанным инженерным стандартам.

Вместо маркетинговых заявлений покупатели ищут доказательства:

1. Логика отбора, основанная на стандартах.

2. Поддержка в подготовке технической документации.

3. Возможность адаптировать конструкцию насоса к конкретным условиям скважины.

Этот сдвиг отражает более широкую тенденцию в отрасли:Техническая надежность становится столь же важной, как и цена..

Перспективы: Инженерная дисциплина как конкурентное преимущество

По мере того как нефтедобывающие операции переходят в стадию зрелости, роль инженерных дисциплин продолжает расти. Структурированные методы отбора, подкрепленные прозрачными таблицами и стандартизированной логикой, становятся незаметным, но решающим фактором успеха в сфере искусственного подъема нефти.

Длямасляные стержневые насосыТаким образом, вывод очевиден: долгосрочная производительность проектируется еще до того, как насос будет установлен в скважине.

Примечание к источнику:

Логика технического отбора и таблицы, упомянутые в этом отчете, основаны наQ/SH1020-0354—2006, Методы выбораМасляные штоковые насосыи вспомогательные инструментыразработано в рамках системы технических стандартов нефтяного месторождения Шенгли.