Габитов К.М.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИВОДА ШТАНГОВОЙ СКВАЖИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ *
Аннотация:
данная статья посвящена разработке и внедрению новых методов и технологий повышения эффективности привода штанговой скважинной насосной установки (ШСНУ). Основное внимание уделено оптимизации электромеханических компонентов привода, снижению энергопотребления, а также повышению надежности и долговечности системы.
Ключевые слова:
привод, ШСНУ, редуктор, композитные материалы
Механизированная добыча нефти осуществляется с помощью различных типов насосных установок. Хотя распределение скважин по методам эксплуатации зависит от используемой технологии разработки месторождений, дебита скважин и физико-химических свойств извлекаемой жидкости, на сегодняшний день наиболее распространенным методом в мировой практике является использование штанговых насосных установок. В России до 80% действующих скважин оборудованы такими установками. В нашей стране их чаще всего применяют на малодебитных скважинах в сложных условиях (при высокой вязкости добываемой продукции, повышенных температурах, значительном содержании свободного газа и механических примесей), что и приводит к относительно низкому уровню суммарной добычи нефти — не более 25%, а в некоторых регионах — до 3-5% [1].Широкое использование штанговых установок для эксплуатации скважин объясняется их конструктивной простотой привода и насоса, использованием недорогих и недефицитных материалов при изготовлении, высокой надежностью и невысокой сложностью в обслуживании. Кроме того, такие установки обеспечивают удобство эксплуатации мало- и среднедебитных скважин, что делает их особенно привлекательными для нефтяных предприятий.В основу способа эксплуатации скважин насосами с механическим приводом положено использование объемного насоса, спускаемого в скважины и приводимого в действие приводом, расположенным на поверхности. Привод и скважинный насос соединены посредством механической связи. Весь комплекс называют штанговой скважинной насосной установкой (ШСНУ) [2].Для УСШН традиционными приводами считаются станки-качалки, которые благодаря постоянному совершенствованию обеспечивают весьма высокую надежность. Однако, в настоящее время все большее количество крупных месторождений переходит в более позднюю стадию разработки и вводятся в эксплуатацию новые скважины с трудноизвлекаемыми запасами (в частности, с высоковязкой нефтью). Это способствует повышению напряженности работы и нагрузок на промысловое оборудование, что приводит к снижению межремонтного периода – увеличению затрат на обслуживание и ремонт. Для удержания рентабельности эксплуатации малодебитных скважин и выработки месторождений требуется увеличение длины хода полированного штока и снижение числа качаний поверхностного привода. Область применения станка-качалки ограничена, так как увеличение длины хода приводит к резкому увеличению габаритов, массы и, соответственно, стоимости привода. Необходимость эксплуатации скважин в данных условиях способствовала появлению и распространению длинноходовых приводов безбалансирного типа, получивших название цепные приводы.Применение цепных приводов позволило обеспечить длинноходовые режимы откачки, сократить расход электроэнергии и повысить КПД установки в целом. Однако, в процессе эксплуатации были выявлены недостатки, требующие дальнейшего совершенствования, такие как: неудовлетворительное центрирование канатной подвески, приводящее к быстрому износу устьевого уплотнения, сложность соединения и отсоединения подвески штанг привода с устьевым штоком, недостаточная смазка цепи, низкая ремонтопригодность, низкий срок службы редуктора. Основными направлениями совершенствования цепных приводов являются сокращение времени эксплуатационного и технического обслуживания, повышение экономических показателей добычи нефти, уменьшение трудовых затрат и минимизация участия человека при подготовке наземного привода ШСНУ к техническому обслуживанию и подземному ремонту скважины [4].Наука и технологии постоянно прогрессируют, и в последние десятилетия мы наблюдаем революцию в области материаловедения. Традиционные стальные компоненты, которые долгое время служили основой для многих промышленных секторов, сегодня уступают место современным композитным материалам. Эти новые материалы предлагают множество преимуществ, включая легкость, высокую прочность, коррозионную стойкость и возможность создания сложных форм. Благодаря этим свойствам композитные материалы широко используются в авиации, автомобильной промышленности, строительстве и других отраслях [5].Нефтяная промышленность так же активно развивается и интегрирует композитные материалы в свои технологические процессы. В современном машиностроении уже реализованы станки-качалки, выполненные из композитных материалов, что свидетельствует о высокой эффективности и перспективности использования композитных конструкций. В частности, в деталях балансирного привода штангового глубинного насоса (ШГН) применяются композитные материалы, что позволяет повышать их механические характеристики и снижать массу конструкции за счет их высокой удельной прочности и жесткости. Расширение применения композитов на цепной привод ШГН представляется обоснованной концепцией, так как это может способствовать снижению веса, повышению износостойкости и ресурсной надежности системы, а также снижению эксплуатационных затрат за счет улучшенных характеристик материалов. Такие инновации демонстрируют высокие технико-экономические показатели, делая композиты привлекательным выбором для современной нефтяной отрасли. Внедрение передовых технологий и материалов способствует оптимизации производственных процессов, что увеличивает прибыльность и повышает конкурентоспособность всей отрасли.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 4
Ссылка для цитирования:
Габитов К.М. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИВОДА ШТАНГОВОЙ СКВАЖИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ // Вестник науки №5 (86) том 4. С. 1878 - 1882. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23507 (дата обращения: 13.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+