Повышение эффективности эксплуатации УЭЦН путем разработки и внедрения методики подбора и оптимизации работы оборудования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Фролов, Сергей Викторович

• Фролов, Сергей Викторович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фролов, Сергей Викторович

А 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОЙ СИТУАЦИИ В 2 НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Выводы по первой главе

2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК И ПРОГРАММ 16 ПОДБОРА УЭЦН

2.1. Существующие методики и программы подбора оборудования

2.2.Выбор и корректировка методики подбора УЭЦН 22 Выводы по второй главе

3 МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАРАБОТКИ НА ОТКАЗ И 40 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПОНОВОК ОБОРУДОВАНИЯ УЭЦН

3.1. Статистический анализ факторов и параметров, влияющих на работу ^ погружных насосных установок

3.2. Прогнозирование наработки на отказ УЭЦН методами экспертных оценок 60 3.3 Методика оценки экономической эффективности УЭЦН 66 Выводы и результаты по третьей главе СОЗДАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ

4 ПОДБОРА УЭЦН

4.1 .Алгоритм подбора оборудования по созданной 3-х уровневой методике

4.2. Промысловые испытания и пробная эксплуатация методики и программы подбора УЭЦН

Выводы и результаты по четвертой главе

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Фролов, Сергей Викторович

Основные выводы и результаты работы

1. При интенсификации добычи нефти появляются осложняющие работу УЭЦН факторы, главными из которых являются:

• Снижение забойного давления и повышение свободного газосодержания;

• Увеличение температуры откачиваемой жидкости;

• Увеличение содержания мехпримесей в откачиваемой жидкости. Установлено, что увеличение температуры откачиваемой жидкости с 90°С до 100°С снижает наработку до отказа УЭЦН в 2 раза, увеличение содержания мехпримесей со 100 мг/л до 500 мг/л снижает наработку до отказав 1,5 раза.

2. Анализ существующих методик подбора нефтедобывающего оборудования и соответствующих компьютерных программ показал значительные расхождения расчетных и замеренных величин в условиях интенсификации добычи нефти. Например, расхождение величины динамического уровня, забойного давления и т.д., зачастую достигает 2025%.

3. Предложенные зависимости распределения по глубине объемного газосодержания и плотности откачиваемой жидкости с учетом затрубного давления, повышают точность результатов расчета основных рабочих параметров системы «пласт - скважина - насосная установка» в 1,5-2,5 раза.

4. Разработана методика подбора УЭЦН, учитывающая зависимость содержания свободного газа и изменения давления в обсадной колонне на участке "забой -прием насоса - динамический уровень" от глубины, а также зависимость дебита скважины от забойного давления с учетом ряда поправок, таких как поправка Вогеля, поправка С.Г. Вольпина и эмпирическая поправка для пластов с высоким газовым фактором. Расхождение замеренных и расчетных величин (давления на приеме насоса, развиваемый напор и т.д.) не превышают 7-10 %.

5. Разработана методика прогнозирования наработки до отказа УЭЦН, основанная на методе экспертных оценок и учитывающая осложненные условия эксплуатации скважин.

6. Созданная на базе разработанных методик компьютерная программа подбора УЭЦН, позволяет эффективно подбирать УЭЦН и оптимизировать режимы работы оборудования.

7. Созданная программа внедрена на многих нефтедобывающих предприятиях с общим фондом свыше 70 тыс. скважин, что позволило увеличить наработку до отказа УЭЦН в среднем на 15-20%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фролов, Сергей Викторович, 2005 год

1. Агагусейнов Н.Т. «Метод диагностирования для микропроцессорной системы контроля работы штанговых глубинных насосов» Изв. Вузов. Сер. «Нефть и газ» -1985г. №12

2. Адонин А.Н. Выбор способа добычи нефти. М: Недра, 1971.

3. Адонин А.Н., Добыча нефти штанговыми насосами. М: Недра. 1979г.

4. Александров М.М. Силы сопротивления при движении труб в скважине. М: Недра, 1978г.

5. Алиев Т.М. Состояние проблемы автоматизации технического диагностирования оборудования. М: ВНИИОЭНГ, 1984г.

6. Алиев Т.М. Приборы и аппаратура для технической диагностики оборудования глубиннонасосных нефтяных скважин. Обзорная информация. Серия Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности. М:ВНИИОНГ, 1978г.

7. Алиев Т.М., Агагусейнов Н.Т. «Аппаратно программное средства связи контроля глубиннонасосного оборудования» М:ВНИИОЭНГ , 1988г.

8. Алиев Т.М., Костонян В.Р. «Об одном подходе к распознаванию неисправностей глубинного нефтяного насоса по динамограмме, инвариантной к пространственному положению осей координат» Изв. Вузов. Сер. «Нефть и газ» -1983г. №8

9. Алиев Т.М., Мелик-Шахиазаров A.M. Измерительные информационные системы в нефтяной промышленности. М:Недра, 1982г.

10. Ю.Ашманов С.А. Введение в математическую экономику. М: "Наука", 1984.

11. П.Байбаков Н.К., Байков Н.М. и др. Вчера, сегодня, завтра нефтяной и газовой промышленности. Академия естественных наук Россия. М: ИГиРГИ, 1995г.

12. Богомольный Г.И., Палий В.А. Оценка фактических сил трения покоя неподвижной штанговой колонны в наклонно направленных скважинах. Нефтепромысловое дело. №4, 1992г.

13. Болынев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М: Наука, 1965г.

14. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров. М: Наука, 1986г.

15. Ваганов Ю.Г. Обработка динамограмм с неизвестным масштабом усилия. НТС Нефтепромысловое дело. М:ВНИИОЭНГ 1980г. №6

16. Валиев А.А., Каплан Л.С., Анализ нагрузок в наклонно направленных скважинах при эксплуатации их штанговыми насосами. Серия Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений. М:ВНИИОЭНГ, №7, 1991г.

17. Василевский В.Н., Петров А.И., Исследование нефтяных пластов и скважин. М: Недра, 1973г.

18. Вихман Р.Г., Филипов В.Н., Применение нефтедобывающих систем в осложненных условиях. Обзорная информация. Серия ХМ-4 М: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1989г.

19. Владимирова Э.В., Зайцева Л.Г., Шакиров Р.Ш. Методика расчета совместной работы пласта и погружного центробежного насоса на ЭЦВМ "Минск-32". Бугульма. Труды ТатНИПИнефть, вып. 19, 1971

20. Владимирова Э.В., Зайцева Л.Г., Шакиров Р.Ш. Расчет на ЭЦВМ давления столба водонефтегазовой смеси в колонне скважины ниже приема погружного насоса. Бугульма. Труды ТатНИПИнефть, вып. 19, 1971

21. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М:Наука, 1967.

22. Гиматудинов Ш.К. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. М:Недра, 1983г.

23. Гопан А.И., Филлипов В.Н. Пакет прикладных программ для оптимизации работы системы "насос скважина".1. М: ЦИНТИхимнефтемаш, 1984

24. Дроздов А.Н. Разработка методики расчета характеристики погружного центробежного насоса при эксплуатации скважин с низкими давлениями у входа в насос. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н., М: МИНХ и ГП им.И.М.Губкина, 1982

25. Евченко B.C. Захарченко Н.П. Разработка нефтяных месторождений наклонно направленными скважинами М:Недра, 1986г.27.3айнулин Г.Г. Современное нефтепромысловое оборудование. Нефтяное хозяйство. №1.1987г.

26. Ивановский В.Н. Научные основы создания и эксплуатации насосного оборудования для добычи нефти в осложненных условиях из мало- и среднедебитных скважин. Дисс. на соискание степени д.т.н. М., 1999г.

27. Ивановский В.Н., Пекин С.С., Сабиров А.А. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти. М:Нефть и газ, 2002 г.

28. Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов B.C., Пекин С.С. Оборудование для добычи нефти и газа. Часть 1. М: Нефть и газ, 2002г.

29. Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов B.C., Пекин С.С. Оборудование для добычи нефти и газа. Часть 2. М:Нефть и газ, 2003г.

30. Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Фролов С.В. Программный комплекс подбора скважинных насосных установок для добычи нефти «Автотехнолог» и его развитие. Научно-технический вестник НК «ЮКОС» №6, М: НК ЮКОС, 2003г.

31. Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Фролов С.В. Компьютерные методы подбора оборудования для добычи нефти и их реализация. НТЖ «Нефтепромысловое дело», №12 за 2000г., М: ВНИИОЭНГ

32. Ивановский В.Н., Фролов С.В. Обзор современных программ для подбора нефтедобывающего оборудования. НТЖ «Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности» №9-10 за 2000г., М: ВНИИОЭНГ

33. Игревский В.И. Исследование влияния газовой фазы на характеристику многоступенчатого центробежного насоса при откачке газожидкостных смесей из скважин. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н.,

34. М: МИНХиГП им.И.М.Губкина, 1977г.

35. Каталог компании "АЛНАС", г.Альметьевск, 2004г.

36. Каталог компании "БОРЕЦ", М: 2004г.

37. Каталог компании "КАМКАБЕЛЬ", г.Пермь , 2003г.43 .Каталог компании "JIEMA3", г.Лебедянь, 2004г.

38. Каталог компании "ЛИВГИДРОМАШ", г.Ливны, 2004г.

39. Каталог компании "НОВОМЕТ-Пермь", г.Пермь, 2004г.

40. Каталог компании "ПСКОВКАБЕЛЬ", г.Москва , 2002г.

41. Каталог компании "ПОДОЛЬСККАБЕЛЬ", г.Подольск, 2002г.

42. Каталог компании "СИБКАБЕЛЬ", г.Томск, 2002г.

43. Каталог компании "CENTRILIFT", США, 2003г.

44. Каталог компании "ESP", США, 2002г.

45. Каталог компании "ODI", США, 2001г.

46. Каталог компании "REDА", США, 2000г.

47. Каталог компании "ТЕМТЕХ", Китай, 2003г.

48. Каталог компании "ZTS", Словакия, 2001г.

49. Композит каталог. 1995-1996г., г.Люберцы., "Топливо и энергетика" 1995г.

50. Корн Г., Корн Т., Справочник по математике для научных работников и инженеров. М: Наука, 1984г.

51. Кривенков С.В. Повышение эффективности скважинных диафрагменных насосных установок путем совершенствования привода. Диссер. Канд. тех. наук. М. 1994г.

52. Лепехин Ю.Н., Совершенствование расчетных методов оценки надежности штанг с целью улучшения компоновок штанговых колонн, работающих в наклонно направленных скважинах. Дисс. на соискание степени к.т.н., М. 1997г.

53. Линев B.C. Методика подбора ЭЦН по параметрам скважин. Нефтяное хозяйство, 1971, № 7.

54. Ляпков П.Д. Влияние газа на работу погружного центробежного насоса ЭН5-800. Нефтяное хозяйство, 1958, №2.

55. Ляпков П.Д. О влиянии вязкости жидкости на характеристику погружных центробежных насосов. Труды ВНИИ им. Крылова, М, 1964, вып.41.

56. Максимов В.П. Эксплуатация нефтяных месторождений в осложненных условиях. М: Недра, 1976.

57. Мищенко И.Т. Расчеты в добыче нефти. М: Недра. 1989г.

58. Международный транслятор «Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти», под ред. Алекперова В.Ю., Кершенбаума В.Я., М: Международная инженерная энциклопедия, 1999г.

59. Мудров А.Е., Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск, МП Раско, 1991 г

60. Муравьев И.М., Мищенко И.Т. Эксплуатация погружных центробежных электронасосов в вязких жидкостях и газожидкостных смесях. М:Недра, 1969

61. Пирвердян A.M. Гидромеханика глубиннонасосной эксплуатации. М: Недра, 1965

62. Поршаков Б.П., Бикчентай Р.Н., Романов Б.А. Термодинамика и теплопередача (в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности). М:Недра, 1987г.

63. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М:Наука, 1968г.

64. Репин Н.Н., Муравьев И.М. Исследование движения многокомпонентных смесей в скважине. М: Недра, 1972г.

65. СаатиТ. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М: "Радио и связь", 1993г.

66. Саати Т., Керис К.П. Аналитическое планирование. Организация систем. М: "Радио и связь", 1991г.

67. Сабиров А.А. Повышение эффективности работы ШСНУ за счет своевременного распознавания неисправностей с помощью системы диагностики. Диссер. канд. тех. наук. М. 1999г.

68. Сабиров А.А., Фролов С.В., Дорофеев А.А., Ренев Д.Ю. Анализ состояния механизированного фонда скважин по Осинскому нефтяному району ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». НТЖ «Нефтепромысловое дело» №11 за 2004г., М: ВНИИОЭНГ

69. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. Под редакцией Гиматудинова Ш.К. М: Недра, 1983г.

70. Филиппов В.Н. Надежность установок погружных центробежных насосов для добычи нефти. Обзорная информация. Серия ХМ-4. М: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1983г.in

71. Филиппов В.Н. Влияние погрешностей исходных данных на точность рекомендаций в задаче подбора УЭЦН к скважинам. РНТС Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности. №12, 1979г.,

72. Фролов С.В. Современные методы подбора УЭЦН на примере программы «САМФ». Тезисы докладов конференции «Техника и технология добычи нефти проблемы и пути их решения», ноябрь 2002г., г.Нефтеюганск

73. Фролов С.В., Дарищев В.И., Кузякин Р.И. «Автотехнолог» программа подбора винтовых насосных установок для добычи нефти. НТЖ «Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности», №1-2 за 2002г., М: ВНИИОЭНГ

74. Фролов С.В., Маркелов Д.В. Вопросы анализа надежности УЭЦН при интенсификации добычи нефти. НТЖ «Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа», №2 за 2002г., М: Нефть и газ

75. Хисамутдинов Н.И., Ибрагимов Г.З. Разработка нефтяных месторождений на поздней стадии. МгВНИИОЭНГ, 1994г.

76. Хисамутдинов Н.И., Ибрагимов Г.З. Разработка нефтяных месторождений. Эксплуатация добывающих и нагнетательных скважин. М:ВНИИОЭНГ, 1994г.

77. Хисамутдинов Н.И., Ибрагимов Г.З. Разработка нефтяных месторождений. Сбор и подготовка промысловой продукции. МгВНИИОЭНГ, 1994г.

78. Хисамутдинов Н.И., Ибрагимов Г.З. Разработка нефтяных месторождений. Подготовка и закачка технологических жидкостей. М:ВНИИОЭНГ, 1994г.

79. Хорн Р., Джонсон Ч. Матричный анализ. М:Мир, 1989г.

80. Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. М:Недра, 1983г.

81. Научно-технический вестник НК «ЮКОС». №6 за 2003г., М:НК ЮКОС