Увеличение срока службы насоса. Причины выхода из строя глубиннонасосного оборудования(УЭЦН)

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты эксплуатации скважин установками электроцентробежных насосов в РФ

1.1. История развития и современное состояние механизированной добычи нефти в России

1.2. Нормативно-правовое регулирование промышленной безопасности при эксплуатации нефтегазопромыслового оборудования согласно ФЗ № 116-ФЗ

1.3. Технико-технологическая характеристика узлов УЭЦН и принципы их взаимодействия с многокомпонентной скважинной продукцией

Глава 2. Анализ надежности глубиннонасосного оборудования и причин его преждевременного выхода из строя

2.1. Горно-геологическая и техническая характеристика объекта исследования

2.2. Статистический анализ причин отказов и оценка структуры текущего фонда скважин по показателю наработки на отказ

2.3. Исследование влияния мехпримесей и солеобразования на деградацию рабочих органов насоса

Глава 3. Совершенствование методов защиты погружного оборудования и сокращение длительности простоев

3.1. Разработка комплекса технологических мероприятий по предотвращению аварийного выхода из строя УЭЦН

3.2. Применение инновационных систем мониторинга и предиктивной диагностики на базе отечественных программных комплексов

3.3. Технико-экономическая оценка эффективности внедряемых решений по увеличению межремонтного интервала

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Увеличение срока службы насоса. Причины выхода из строя глубиннонасосного оборудования (УЭЦН), методы предупреждения и снижение простоев скважин

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена критической важностью механизированной добычи нефти для топливно-энергетического комплекса Российской Федерации и необходимостью обеспечения стабильной работы нефтепромыслового оборудования в условиях возрастающих технологических требований. Установки электроцентробежных насосов (УЭЦН) являются основным способом механизированной эксплуатации скважин в отечественной нефтедобывающей промышленности, обеспечивая более 65% объема добываемой нефти. Преждевременные отказы глубиннонасосного оборудования приводят к значительным экономическим потерям, связанным с затратами на капитальный ремонт скважин, простоями добывающего фонда и недополучением товарной продукции. Согласно статистическим данным крупнейших нефтедобывающих компаний России, средний межремонтный период работы УЭЦН составляет 350-450 суток, что существенно ниже проектных показателей и технических возможностей современного оборудования.

Проблема надежности погружного электронасосного оборудования приобретает особую значимость в контексте перехода нефтедобывающих предприятий на разработку трудноизвлекаемых запасов, характеризующихся осложненными горно-геологическими условиями эксплуатации. Высокая обводненность продукции, повышенное содержание механических примесей, интенсивное солеобразование, коррозионно-активные компоненты скважинной среды и значительные колебания дебитов создают экстремальные условия работы для узлов и агрегатов УЭЦН. В сложившейся ситуации первостепенное значение приобретает комплексное изучение механизмов отказов глубиннонасосного оборудования, разработка эффективных методов предупреждения аварийных ситуаций и внедрение современных систем мониторинга технического состояния установок с целью минимизации непроизводительных простоев скважин.

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется наличием фундаментальных работ по теории погружных электроцентробежных насосов, исследованиями физико-химических процессов деградации оборудования и опытом эксплуатации на крупнейших месторождениях России. Значительный вклад в развитие данного направления внесли ученые и специалисты Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина, Уфимского государственного нефтяного технического университета, Тюменского индустриального университета, а также профильных научно-исследовательских институтов и проектных организаций нефтегазовой отрасли. Вместе с тем, динамично изменяющиеся условия эксплуатации месторождений, появление новых материалов и технологий, развитие цифровых систем контроля требуют актуализации методологических подходов к обеспечению надежности и увеличению срока службы УЭЦН применительно к современным производственным реалиям российской нефтедобычи.

Цель выпускной квалификационной работы – повышение эффективности эксплуатации установок электроцентробежных насосов путем разработки комплекса технологических мероприятий по предупреждению преждевременных отказов оборудования и сокращению длительности простоев скважин на основе анализа причин выхода из строя глубиннонасосного оборудования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать историю развития и современное состояние механизированной добычи нефти с применением УЭЦН в Российской Федерации;
• изучить нормативно-правовую базу промышленной безопасности при эксплуатации нефтегазопромыслового оборудования и требования федеральных норм и правил;
• исследовать технико-технологические характеристики узлов и агрегатов УЭЦН и принципы их взаимодействия с многокомпонентной скважинной продукцией;
• провести статистический анализ причин отказов глубиннонасосного оборудования на конкретном месторождении и оценить структуру фонда скважин по показателю наработки на отказ;
• выявить влияние механических примесей и процессов солеобразования на деградацию рабочих органов насоса;
• разработать комплекс технологических мероприятий по предотвращению аварийного выхода из строя УЭЦН и обосновать экономическую эффективность предлагаемых решений.

Объектом исследования является фонд добывающих скважин, эксплуатируемых установками электроцентробежных насосов на нефтяном месторождении Западной Сибири.

Предметом исследования выступают технологические процессы эксплуатации УЭЦН, причины отказов глубиннонасосного оборудования и методы повышения надежности работы установок.

Методологическая база исследования включает теоретические основы механики жидкости и газа, гидравлики скважин, теории надежности нефтепромыслового оборудования, а также расчетно-аналитические методы обработки промысловых данных, статистический анализ отказов технических систем и технико-экономическую оценку эффективности инженерных решений. Нормативную основу работы составляют Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности, утвержденные Ростехнадзором, государственные стандарты и своды правил, регламентирующие эксплуатацию нефтегазопромыслового оборудования, а также руководящие документы по эксплуатации УЭЦН ведущих производителей.

Научная новизна работы заключается в систематизации факторов, влияющих на надежность работы УЭЦН в условиях осложненной эксплуатации месторождений с высоким содержанием механических примесей и интенсивным солеотложением, а также в разработке комплексного подхода к предупреждению отказов оборудования на основе интеграции технологических, организационных и мониторинговых мероприятий.

Теоретическая значимость исследования состоит в обобщении и углублении знаний о механизмах деградации узлов глубиннонасосного оборудования при взаимодействии с многокомпонентной скважинной продукцией, содержащей

…