В настоящее время одной из наиболее актуальных задач механизированной добычи нефти является увеличение рентабельности эксплуатации скважин, особенно малодебитного и осложненного фонда. Одним из перспективных путей ее решения является совершенствование традиционных и разработка альтернативных технологий эксплуатации, в частности, плунжерные насосные установки с погружным линейным приводом. Эффективность работы погружных плунжерных установок в значительной степени определяется нагрузкой, действующей на плунжер насоса. Существенный рост циклических переменных нагрузок на плунжер и привод обусловлен колебаниями давления в лифтовых трубах, возникающими вследствие неравномерной подачи насоса в течение цикла откачки.
В статье исследовано формирование полей скорости потока и давления в лифтовых трубах при эксплуатации скважин установками плунжерных насосов с погружным приводом. Предложено использование в составе насосной установки пневматических компенсаторов, обеспечивающих сглаживание скорости потока и давления в лифтовых трубах. Разработана математическая модель нестационарного течения жидкости в лифтовых трубах плунжерной установки с системой пневмокомпенсаторов, базирующаяся на законах сохранения массы и импульса для потока. Получена аналитическая зависимость, позволяющая для заданных закона изменения подачи насоса и энергоемкости системы пневматических компенсаторов рассчитать динамику давления на выкиде насоса. Моделированием откачки высоковязкой жидкости погружной плунжерной установкой показало, что оборудование скважины системой пневмокомпенсаторов позволяет значительно уменьшить амплитуду колебаний скорости потока и давления в лифтовых трубах. Благодаря уменьшению амплитуды колебаний давления на выкиде насоса снижается максимальная нагрузка на плунжер насоса и привод, а также потребляемая насосной установкой мощность.
Список литературы
1. Утечки жидкости в штанговом насосе с регулярным микрорельефом на поверхности плунжера / Р.Н. Бахтизин, К.Р. Уразаков, Б.М. Латыпов, Б.Х. Ишмухаметов // Нефтегазовое дело. – 2016. – № 4. – С. 33–39.
2. Гилаев Г.Г., Бахтизин Р.Н., Уразаков К.Р. Современные методы насосной добычи нефти. – Уфа: Изд-во Восточная печать, 2016. – 412 с.
3. Новый метод количественной диагностики технологических параметров штанговых установок решением обратных задач методами многомерной оптимизации / Р.Н. Бахтизин, К.Р. Уразаков, Э.О. Тимашев, А.Е. Белов // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 7. – С. 118–122.
4. Насосные установки для малодебитных скважин / К.Р. Уразаков, В.П. Жулаев, Ф.З. Булюкова, В.А. Молчанова // Уфа: Изд-во УГНТУ, 2014. – 236 с.
5. Новые технологии эксплуатации малодебитного и периодического фонда / Э.Ю. Вдовин, Л.И. Локшин, М.А. Лурье [и др.] // Инженерная практика. – 2017. – № 11. – С. 40–43.
6. Зотов А.Н., Тимашев Э.О., Уразаков К.Р. Методы гашения колебаний давления на устье штанговых установок // Нефтегазовое дело. – 2018. – Т. 16. – № 6. – С. 56–64.
7. Уразаков К.Р., Тимашев Э.О., Тухватуллин Р.С. Устьевой пневмокомпенсатор штанговой скважинной насосной установки // Территория «НЕФТЕГАЗ». – 2017. – № 12. – С. 60–64.
8. Хасанов М.М., Валеев М.Д., Уразаков К.Р. О характере колебаний движения жидкости в НКТ глубиннонасосных скважин // Известия вузов. Сер. Нефть и Газ. – 1991. – № 11. – С. 32–36.
9. Тимашев Э.О., Уразаков К.Р. Динамика скорости потока и давления в лифтовых трубах установок плунжерных насосов с погружным приводом // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – № 5. – С. 45–55.
10. Уразаков К.Р., Молчанова В.А., Топольников А.С. Математическая модель штанговой установки с эжектором для откачки газа из затрубного пространства // Нефть. Газ. Новации. – 2007. – № 6. – С. 54–60.
11. Топольников А.С., Давлетшин Ф.Ф. Динамическая модель штанговой насосной установки для скважин с направленным профилем ствола / Р.Н. Бахтизин, К.Р. Уразаков, С.Ф. Исмагилов [и др.] // SOCAR Proceedings. – 2017. – № 4. – С. 64–72.
12. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. – М.: Наука, 1987. – 464 с.
