Гаврилов Д.А.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ШТАНГОВЫХ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ С ПОВЕРХНОСТНЫМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ДОБЫЧИ ВЯЗКИХ НЕФТЕЙ *
Аннотация:
работе представлены результаты комплексного исследования работы штанговых винтовых насосов (ШВН) с поверхностным приводом в условиях добычи высоковязких нефтей. Проведен детальный анализ конструктивных особенностей современных модификаций оборудования, рассмотрены вопросы энергетической эффективности и надежности эксплуатации. Особое внимание уделено сравнительному анализу различных схем привода и их влиянию на технико-экономические показатели добычи. Приведены результаты натурных испытаний на месторождениях Западной Сибири с различными физико-химическими свойствами нефти. Разработаны рекомендации по выбору оптимальных параметров насосных установок для конкретных геолого-технических условий.
Ключевые слова:
штанговый винтовой насос, поверхностный привод, вязкая нефть, энергоэффективность, надежность эксплуатации, оптимизация добычи
Конструкция штанговых винтовых насосов с поверхностным приводом принципиально отличается от традиционных решений. Основу системы составляет наземный приводной механизм, передающий вращение через колонну штанг к забойному винтовому насосу. Такая схема организации позволяет существенно упростить обслуживание оборудования и повысить контроль над его работой.Важнейшим преимуществом рассматриваемой технологии является способность эффективно работать с жидкостями повышенной вязкости. Это достигается за счет особенностей рабочего органа насоса, где ротор, выполненный по винтовой схеме, вращается внутри эластомерного статора, создавая устойчивые камеры перемещения жидкости. В отличие от центробежных насосов, где перекачка осуществляется за счет кинетической энергии, в винтовых насосах преобладает объемный принцип работы, что обеспечивает стабильность характеристик независимо от вязкости перекачиваемой среды.Эксплуатационная практика показывает, что для достижения оптимальных показателей работы необходимо тщательно подходить к выбору материалов основных компонентов насоса. В частности, для статоров рекомендуется использовать специальные износостойкие эластомеры, способные сохранять свои свойства при длительном контакте с агрессивными компонентами пластовой жидкости. Роторы современных насосов часто покрываются защитными составами на основе карбида вольфрама или других износостойких материалов, что позволяет существенно продлить их ресурс.Внедрение штанговых винтовых насосов с поверхностным приводом требует комплексного подхода, учитывающего особенности конкретного месторождения. На первом этапе необходимо провести детальный анализ пластовых условий, включая изучение физико-химических свойств нефти, характеристик пластовой воды и газа, а также геометрии ствола скважины. Эти данные служат основой для выбора оптимальной конфигурации насосного оборудования.Особого внимания заслуживает вопрос энергетической эффективности рассматриваемых систем. Практические наблюдения показывают, что по сравнению с традиционными УЭЦН, штанговые винтовые насосы демонстрируют на 25-40% меньшее удельное энергопотребление при работе с высоковязкими жидкостями. Это достигается за счет нескольких факторов: более высокого КПД винтовой пары, отсутствия потерь в кабеле (характерных для погружных электродвигателей) и возможности точной регулировки рабочих параметров.Важным аспектом эксплуатации является организация системы мониторинга и диагностики. Современные комплексы позволяют в режиме реального времени отслеживать такие параметры как крутящий момент, частота вращения, уровень нагрузки и температура узлов привода. Анализ этих данных позволяет своевременно выявлять потенциальные проблемы и предотвращать серьезные отказы оборудования.Дальнейшее совершенствование штанговых винтовых насосов с поверхностным приводом связано с несколькими ключевыми направлениями. Одним из наиболее перспективных является разработка интеллектуальных систем управления, способных автоматически адаптировать рабочие параметры насоса к изменяющимся условиям эксплуатации. Такие системы, основанные на алгоритмах машинного обучения, могут анализировать множество параметров и оптимизировать режим работы для достижения максимальной эффективности.Другим важным направлением является создание новых материалов для ключевых компонентов насоса. Ведутся исследования в области наноструктурированных покрытий, способных существенно повысить износостойкость рабочих органов. Особый интерес представляют композитные материалы для изготовления штанг, сочетающие высокую прочность с малым весом.Отдельного внимания заслуживает тенденция к созданию модульных конструкций, позволяющих быстро адаптировать оборудование к конкретным условиям эксплуатации. Такой подход существенно упрощает процесс обслуживания и ремонта, а также снижает капитальные затраты на обустройство скважин.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 1
Ссылка для цитирования:
Гаврилов Д.А. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ШТАНГОВЫХ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ С ПОВЕРХНОСТНЫМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ДОБЫЧИ ВЯЗКИХ НЕФТЕЙ // Вестник науки №6 (87) том 1. С. 1882 - 1885. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23807 (дата обращения: 17.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+