Научная статья на тему 'Анализ вероятности безотказной работы скважинных насосных установок с канатной штангой на месторождениях ООО "ЛУКОЙЛ-Пермь"'

Анализ вероятности безотказной работы скважинных насосных установок с канатной штангой на месторождениях ООО "ЛУКОЙЛ-Пермь" Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
112
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАНАТНАЯ ШТАНГА / CONTINUOUS CABLE ROD / СКВАЖИНА / WELL / БОКОВОЙ СТВОЛ / ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ / НАРАБОТКА ДО ОТКАЗА / OPERATING TIME / ВЕРОЯТНОСТЬ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ / ЦЕНЗУРИРОВАННАЯ ВЫБОРКА / CENSORED SAMPLE / ЗАРЕЗКА БОКОВОГО СТВОЛА / SIDETRACKING / LATERAL TRUNK / RE LIABILITY / PROBABILITY OF FAILURE-FREE OPERATION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Ивановский В.Н., Деговцов А.В., Сабиров А.А., Алиев Ш.А., Третьяков О.В.

В статье освещаются вопросы надежности работы скважинных насосных установок с канатной штангой (СНУ с КШ) на скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». СНУ с КШ предназначены для эксплуатации мало- и среднедебитных скважин с боковыми стволами малого диаметра (БСМД). Канатная штанга устанавливается в месте интенсивного набора кривизны, обеспечивает кратное снижение контактных напряжений и интенсивность износа в паре трения «насосно-компрессорная труба - канатная штанга». В качестве канатной штанги используется канат закрытой конструкции диаметром 20 мм ГОСТ 10506-76 с фигурными Z- и Х-образными проволоками. Для соединения каната с плунжером и колонной штанг используются специальные заделки, обеспечивающие равномерное нагружение всех проволок каната. С 2012 г. ведется опытно-промышленное внедрение СНУ с КШ на скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Накоплен определенный опыт эксплуатации канатной штанги в составе СНУ в скважинах с БСМД. Всего установками СНУ с КШ оборудована 21 скважина. Для анализа надежности работы СНУ с КШ были проанализированы данные по 60 отказам на 21 скважине, оборудованной СНУ с КШ. В материалах статьи приведены результаты расчетов средней наработки и вероятности безотказной работы СНУ с КШ, показана необходимость использования теоретико-вероятностного метода последовательного анализа и вероятностной модели отказов при анализе наработок по небольшим выборкам. На основании метода цензурирования выборок дана оценка влияния на показатели надежности скважинного оборудования с канатной штангой таких факторов, как отложение асфальтенов, смол и парафинов (АСПО), угол отклонения от вертикали и длина канатной штанги.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Ивановский В.Н., Деговцов А.В., Сабиров А.А., Алиев Ш.А., Третьяков О.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PROBABILITY ANALYSIS OF FAULT-FREE OPERATION OF DOWNHOLE PUMPING UNITS WITH THE CABLE ROD AT THE FIELDS OF LUKOIL-PERM LLC

The article highlights the issues of reliability of downhole pumping units with the cable rod (DPU with CR), in the wells of LUKOIL-PERM LLC. The pumping unit with the cable rod (DPU with CR) is designed for use small and medium production wells with lateral trunks of small diameter (LTSD). The cable rod is set in place an intensive set of curvature provides fold reduction of contact stress and wear rate in a friction pair «tubing-cable rod». As the cable rod is used rope enclosed design with a diameter of 20 mm State Industry Standard 10506-76 with curly Z- and X-shaped wires. For the connection of a rope with a plunger and a column of rods are used special seal, which provides uniform loading of all wire rope. From 2012 there is a pilot deploying installations with the rope in the wells of LUKOIL-PERM LLC. Currently some experience of the operation of the cable rod in the composition of the DPU with CR in the LTSD. All plants DPU with CR was equipped with 21 wells. To analyze the reliability of DPU with CR data were collected for 60 failures in 21 well-equipped DPU with CR. In the article the results of calculations of mean time and probability of DPU with CR demonstrates the necessity of using theoretical probability sequential analysis method and probabilistic models of failures in the analysis of developments in small-volume samples. Based on the method of censored samples to estimate the impact on the reliability of downhole equipment with the cable rod of factors such as the deposition of asphaltenes, resins and paraffins (ARPD), the angle of deviation from vertical and the length of the cable rod.

Текст научной работы на тему «Анализ вероятности безотказной работы скважинных насосных установок с канатной штангой на месторождениях ООО "ЛУКОЙЛ-Пермь"»

УДК 622.276.054.4

B.Н. Ивановский1, e-mail: ivanovskiyvn@yandex.ru; А.В. Деговцов1, e-mail: haertsss@ramb1er.ru; А.А. Сабиров1, e-mail: sabirov@gubkin.ru; Ш.А. Алиев1; О.В. Третьяков2, e-mail: maii@1p.iukoii.com; И.И. Мазеин2, e-maii: mazein_i_i@ip.iukoii.com; А.В. Усенков2, e-maii: UsenkovAV@ip.iukoii.com;

C.В. Меркушев2, e-maii: sergey_merkushev@ip.iukoii.com; Д.Н. Красноборов2, e-maii: dnk77@iist.ru

1 ФГБОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина» (Москва, Россия).

2 ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» (Пермь, Россия).

Анализ вероятности безотказной работы скважинных насосных установок с канатной штангой на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»

В статье освещаются вопросы надежности работы скважинных насосных установок с канатной штангой (СНУ с КШ) на скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». СНУ с КШ предназначены для эксплуатации мало- и среднедебитных скважин с боковыми стволами малого диаметра (БСМД). Канатная штанга устанавливается в месте интенсивного набора кривизны, обеспечивает кратное снижение контактных напряжений и интенсивность износа в паре трения «насосно-компрессорная труба - канатная штанга».

В качестве канатной штанги используется канат закрытой конструкции диаметром 20 мм ГОСТ 10506-76 с фигурными Z- и Х-образными проволоками. Для соединения каната с плунжером и колонной штанг используются специальные заделки, обеспечивающие равномерное нагружение всех проволок каната.

С 2012 г. ведется опытно-промышленное внедрение СНУ с КШ на скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Накоплен определенный опыт эксплуатации канатной штанги в составе СНУ в скважинах с БСМД. Всего установками СНУ с КШ оборудована 21 скважина.

Для анализа надежности работы СНУ с КШ были проанализированы данные по 60 отказам на 21 скважине, оборудованной СНУ с КШ. В материалах статьи приведены результаты расчетов средней наработки и вероятности безотказной работы СНУ с КШ, показана необходимость использования теоретико-вероятностного метода последовательного анализа и вероятностной модели отказов при анализе наработок по небольшим выборкам. На основании метода цензурирования выборок дана оценка влияния на показатели надежности скважинного оборудования с канатной штангой таких факторов, как отложение асфальтенов, смол и парафинов (АСПО), угол отклонения от вертикали и длина канатной штанги.

Ключевые слова: канатная штанга, скважина, боковой ствол, показатели надежности, наработка до отказа, вероятность безотказной работы, цензурированная выборка, зарезка бокового ствола.

V.N. Ivanovsky1, e-mail: ivanovskiyvn@yandex.ru; A.V. Degovtsov1, e-mail: haertsss@rambler.ru; A.A. Sabirov1, e-mail: sabirov@gubkin.ru; Sh.A. Aliev1; O.V. Tret'yakov2, e-mail: mail@lp.lukoil.com; I.I. Mazein2, e-mail: mazein_i_i@lp.lukoil.com; A.V. Usenkov2, e-mail: UsenkovAV@lp.lukoil.com; S.V. Merkushev2, e-mail: sergey_merkushev@lp.lukoil.com; D.N. Krasnoborov2, e-mail: dnk77@list.ru

1 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University) (Moscow, Russia).

2 LUKOIL-Perm LLC (Perm, Russia).

Probability Analysis of Fault-Free Operation of Downhole Pumping Units with the Cable Rod at the Fields of LUKOIL-PERM LLC

The article highlights the issues of reliability of downhole pumping units with the cable rod (DPU with CR), in the wells of LUKOIL-PERM LLC. The pumping unit with the cable rod (DPU with CR) is designed for use small and medium production wells with lateral trunks of small diameter (LTSD). The cable rod is set in place an intensive set of curvature provides fold reduction of contact stress and wear rate in a friction pair «tubing-cable rod».

PUMPS. COMPRESSORS

As the cable rod is used rope enclosed design with a diameter of 20 mm State Industry Standard 10506-76 with curly Z- and X-shaped wires. For the connection of a rope with a plunger and a column of rods are used special seal, which provides uniform loading of all wire rope.

From 2012 there is a pilot deploying installations with the rope in the wells of LUKOIL-PERM LLC. Currently some experience of the operation of the cable rod in the composition of the DPU with CR in the LTSD. All plants DPU with CR was equipped with 21 wells.

To analyze the reliability of DPU with CR data were collected for 60 failures in 21 well-equipped DPU with CR. In the article the results of calculations of mean time and probability of DPU with CR demonstrates the necessity of using theoretical probability sequential analysis method and probabilistic models of failures in the analysis of developments in small-volume samples. Based on the method of censored samples to estimate the impact on the reliability of downhole equipment with the cable rod of factors such as the deposition of asphaltenes, resins and paraffins (ARPD), the angle of deviation from vertical and the length of the cable rod.

Keywords: continuous cable rod, well, Lateral trunk, reliability, operating time, probability of failure-free operation, censored sample, sidetracking.

В настоящее время различные компании ведут работы по созданию оборудования для эксплуатации скважин с БСМД. Одним из видов оборудования, использующегося для эксплуатации боковых стволов, являются СНУ с КШ. Скважинная насосная установка с канатной штангой разработана в РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина на кафедре машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности совместно с ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Установка включает в себя: привод в виде станка качалки или гидрофицированной установки, штангового насоса стандартной или специальной конструкции, колонну канатных штанг, которая устанавливается в месте интенсивного набора кривизны [1]. В качестве канатной штанги используется канат закрытой конструкции диаметром 20 мм ГОСТ 10506-76 с фигурными 2- и Х-образными проволоками. Для соединения каната с плунжером и колонной штанг используются специальные заделки, обеспечивающие равномерное нагружение всех проволок каната [2]. С 2012 г. ведется опытно-промышленное внедрение установок с канатом на скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». На сегодняшний день накоплен определенный опыт эксплуатации канатной штанги в составе СНУ в БСМД. Всего

установками СНУ с КШ была оборудована 21 скважина. Данные по скважинам ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» с установками с канатной штангой представлены в табл. 1.

Дебит по скважинам составляет 133 м3/сут, средняя обводненность продукции - 40 %, величина наработки до отказа по СНУ с КШ - 20-1691 сут, длина канатной штанги - 130-1000 м, угол отклонения скважины от вертикали в месте установки насоса - 7-55°, глубина спуска насоса - 914-1464 м. Все эти факторы влияют на надежность оборудования в целом. Канатная штанга относится к классу обслуживаемых, невосстанавливаемых и неремонтируемых объектов. Показателем использования объекта является наработка, т. е. продолжительность или объем работы объекта. В теории надежности рассматриваются следующие виды наработки объектов: наработка до отказа, наработка между отказами и ресурс. В случае с канатной штангой нас интересует только наработка до отказа, или наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. В большинстве нефтяных компаний как Российской Федерации, так и за рубежом в качестве показателей надежно-

сти приняты следующие оценки: межремонтный период (МРП) и наработка на отказ (ННО), а также MTFB (Mean Time Between Failures - средняя наработка на отказ). Наиболее характерными при оценке надежности машин являются такие законы распределения наработки на отказ, как экспоненциальное распределение, распределение Вей-булла, логарифмически нормальное и нормальное распределение [3]. По результатам группировки исходных статистических данных легко вычислить основные числовые характеристики изучаемой случайной величины -среднее арифметическое значение наработки и среднее квадратичное отклонение.

За период эксплуатации 2012-2017 гг. СНУ с КШ была оборудована 21 скважина. Всего за время эксплуатации зафиксировано 60 отказов оборудования. Для расчета надежности работы установок с канатной штангой была произведена выборка по 21 скважине, оборудованной СНУ с КШ, проведена выборка, при этом не учитывались отказы, связанные с высокой коррозионной активностью пластовой продукции (по ТУ на СНУ с КШ это является недопустимым условием применения данного оборудования) и вызванные отсутстви-

Ссылка для цитирования (for citation):

Ивановский В.Н., Деговцов А.В., Сабиров А.А., Алиев Ш.А., Третьяков О.В., Мазеин И.И., Усенков А.В., Меркушев С.В., Красноборов Д.Н. Анализ вероятности безотказной работы скважинных насосных установок с канатной штангой на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017. № 7-8. С. 74-80.

Ivanovsky V.N., Degovtsov A.V., Sabirov A.A., Aliev Sh.A., Tret'yakov O.V., Mazein I.I., Usenkov A.V., Merkushev S.V., Krasnoborov D.N. Probability Analysis of Fault-Free Operation of Downhole Pumping Units with the Cable Rod at the Fields of LUKOIL-PERM LLC (In Russ.). Territorija «NEFTEGAZ» = Oil and Gas Territory, 2017, No. 7-8, P. 74-80.

Таблица 1. Данные по эксплуатации скважин ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» установками с канатной штангой Table 1. Data on the well operation at LUKOIL-PERM LLC with DPU with CR

№п/п No. Наработка, сут, min/ max Running time, days, min/max Количество отложений смол и парафинов, ед. Number of resin and paraffin deposits, units Глубина спуска насоса, м, min/max Pump running depth, m, min/max Длина канатной штанги, м, min/max Cable rod' length, m, min/max Обводненность, % Water content, % Угол отклонения от вертикали в месте установки насоса, град., min/max Angle of hade at the pump installation place, degrees, min/max Динамический уровень, м, min/max Dynamic level, m, min/max

1 28/1042 6 914/1325 250/1000 32-58 13/40 818/890

2 110/945 3 946/1217 140/350 59-79 9/44 614/682

3 965 1 1237 130 48 10 1047

4 83/943 3 1257/1320 140 2-3 44/50 896/937

5 9/575 5 1183 350 33-63 47 583-866

6 107/384 4 1456/1464 310/350 49-63 16 1083-1260

7 89/409 4 1299/1350 250/400 1-4 39/52 829/930

8 21/490 2 1111 150 3-11 54 659/984

9 787 1 1386 400 45 50 499

10 2/116 8 1241/1460 350/461 74-87 11/18 737-1081

11 273/435 2 1255/1390 350 22-40 17/40 894/904

12 153/506 2 1512 360/500 1-2 15 1199/1223

13 166/417 4 1148/1396 400 23-30 18/24 1109/1132

14 135419 2 1210/1216 400 9-18 51 905/1014

15 20 1 1300 880 90 18 1071

16 88/596 2 1350 1000 14 21 1340

17 141/243 2 954 350 32-36 53 852/569

18 116/252 2 1433/1440 485 24-60 44 436/599

19 300 1 1467 300 3 50 953

20 153/184 2 1341/1355 300 21-27 56 983/1051

21 102 1 1345 350 14 23 896

ем подачи насоса при выводе скважины на режим (некачественное проведение ПРС).

Всего для расчетов эмпирической функции плотности распределения наработки СНУ с КШ до отказа и ее числовой характеристики были взяты наработки по 49 отказам за период эксплуатации с 2012 по 2017 г.

В результате расчета по методике [3] были определены среднеарифметическое значение наработки У* = 294 сут и среднегеометрическое отклонение значения наработки 5* = 270 сут. Другим методом определения надежности оборудования является осреднение показателей наработки. Результаты расчета по осредненной методике приведены на рис. 1.

Из графика видно, что установка с канатом отработает с вероятностью 0,5 около 230 сут. Средняя наработка скважин составила 297 сут.

Полученные по приведенным выше методикам расчета средние значения наработки являются весьма неточными и не отражают действительность, для более точного определения показателей надежности необходимо иметь большую по объему выборку. При проведении расчетов по указанной методике все остановки скважин считаются за отказ наблюдаемого объекта, а скважины, продолжающие работать на момент расчета, считаются отказавшими. Эти условия существенно влияют на результат определения показателей надежности, особенно в условиях использования небольшой по объему выборки. К числу недостатков изложенной методики относятся следующие: 1) расчет данных показателей основан на простом осреднении, при этом при расчете МРП делается упрощение: неполные наработки считаются полными, а при расчете наработки на отказ не-

полные наработки просто исключаются из рассмотрения;

2) данные показатели являются функцией времени и не могут использоваться для описания временных оценок. Показатели «МРП» и «наработка на отказ» не дают единой оценки рассматриваемой выборки СНУ с КШ, оценкой является график рассчитываемых показателей в зависимости от даты расчета;

3) для повышения точности и достоверности определения наработки на отказ необходимо использовать большие по объему выборки состояния оборудования.

Поэтому для определения показателей надежности работы СНУ с КШ была использована методика определения вероятности безотказной работы, предложенная С.Д. Слепченко [4]. Методика позволяет определять показатели надежности оборудования по результатам промысловых испытаний малых партий

и Я

РСиЕХРО

24-26 октября 2017

Москва, МВЦ «Крокус Экспо»

16-я Международная выставка

«Насосы. Компрессоры. Арматура. Приводы и двигатели»

©

увеличьте объем продаж

О

привлеките новых клиентов

ЬТЛ расширьте

географию сбыта

Получите электронный билет на сайте www.pcvexpo.ru, указав промокод рсу17рТ2ЕА

Организатор

Соорганизаторы

*РАПН

Партнер выставки

км

№йД

Стратегический медиапартнер

СФЁРА

Генеральный медиа-партнер раздела «Насосы»

| тшт I к

Таблица 2. Результаты выборки объектов для проведения расчетов по методике [4] Table 2. Object sampling results for the calculations with the use of the method [4]

Количество интервалов, m = 11 Number of intervals, m = 11 Число установок, не отказавших в начале рассматриваемого интервала n , шт. Number of units which did not fail at the beginning of the interval under study, n , units Число установок, которые отказали в данном интервале r, шт. Number of units which failed in the said interval, r, units Число установок, изъятых или цензурированных в данном интервале c, шт. Number of units withdrawn or censured in the said interval, c, units Число изучаемых объектов s. в интервале Number of objects under study sf in the interval Доля «выживших» установок Share of survivor units ВБР в tk Drilling-mud viscosimeter at tk Наработка, сут Running time, days

1 49 6 6 46 0,87 0,870 95

2 38 6 7 34,5 0,83 0,718 190

3 29 1 5 26,5 0,96 0,691 285

4 25 1 2 24 0,96 0,662 380

5 23 2 3 21,5 0,91 0,601 475

6 21 3 0 21 0,86 0,515 570

7 18 2 0 18 0,89 0,458 665

8 16 0 0 16 1,00 0,458 760

9 16 0 1 15,5 1,00 0,458 885

10 16 1 1 15,5 0,94 0,428 950

11 14 0 2 13 1,00 0,428 1042

Верояность безотказной работы Probability of fault-free operation ppppppppp ©-»NJW^UIO^VIOOIO-1

ч Вероятность безотказной работы Probability of fault-free operation ♦ Наработка Running time

V

1 v

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

\

%

4

♦♦♦

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Наработка, сут Running time, days

Рис. 1. Вероятность безотказной работы СНУ с КШ, рассчитанная простым осреднением, по состоянию на 31.05.2017 г.

Fig. 1. The probability of fault-free operation of DPU with CR calculated by simple averaging as of May 31, 2017

погружного оборудования в условиях, когда износ или старение отдельных его узлов может привести к отказу. Методика обеспечивает проверку соответствия оборудования заданному уровню надежности при минимальных объемах выборки и времени испытаний. Адекватный результат достигается за счет использования теоретико-вероятностного метода последовательного анализа и предложенной автором вероятностной модели отказов.

Спецификой определения надежности СНУ с КШ по эксплуатационным данным является наличие в выборке данных не только по установкам,эксплуатация которых завершена отказом, но и по установкам, эксплуатация которых продолжается либо прекращена по причинам, не связанным с исследуемым оборудованием. Такие выборки, называемые в теории надежности цен-зурированными,требуют специальной методики обработки.

Время, в течение которого проводятся наблюдения за работой установок, разбивается на т интервалов. Для определения числа т используется широко применяемая полуэмпирическая зависимость:

т = 3,2Ид п + 1 (1)

с округлением до ближайшего целого, где п - объем выборки. Левая граница первого интервала равняется 0, правая граница т-го интервала - бесконечности. Для каждого интервала вычисляется число п. объектов, не

7

отказавших в начале рассматриваемого интервала, число г. объектов, отказавших в данном интервале, и число с. объектов, изъятых или цен-зурированных в данном интервале. Далее определяется число изучаемых объектов в интервале:

= п, - 0,5с. (2)

При этом предполагается, что каждый цензурированный объект с вероятностью 0,5 может как продолжить эксплуатацию, так и отказать в данном временном интервале. Доля «выживших» (продолжающих работать) установок

PUMPS. COMPRESSORS

0,9 ? = о % 0,8 >8 I 5-8. 0,7 о о s 8 0,6 24 § = 0.5 о 0,4 и n -N о — 0,3 X _Q a-e о-2 CD г-m°- 0,1 о — Вероятность безотказной работы Probability of fault-free operation ♦ Наработка Running time

4 4

с 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Наработка, сут Running time, days

Рис. 2. Вероятность безотказной работы СНУ с КШ на скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» Fig. 2. Probability of fault-free operation of DPU with CR at the fields of LUKOIL-PERM

Верояность безотказной работы Probability of fault-free operation opppppppp — Вероятность безотказной работы Probability of fault-free operation ♦ Наработка Running time

_ ♦ ♦

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Наработка, сут Running time, days

Рис. 3. Вероятность безотказной работы СНУ с КШ с учетом отказов, не связанных с канатной штангой и насосом

Fig. 3. Probability of fault-free operation of DPU with CR with due regard for failures not related to the wire line hanger and the pumping unit

1 (3)

/

является оценкой вероятности безотказной работы установок в течение данного интервала времени. Вероятность безотказной работы для момента Ьк находится как произведение вероятностей безотказной работы на первом интервале, втором и т. д. до к-го интервала:

'•-ИНН1"*} (4>

где Рк - оценка Р(Ь) в момент времени Ьк, г. - число отказов, а з. - число изучаемых объектов в интервале от Ь;-1 до Ь..

Для определения надежности канатной штанги по предложенной методике была проведена верификация отказов, полученных в ходе опытно-промысловых испытаний.

Выборка объектов для проведения расчетов по методике [4] проводилась следующим образом. Отказы по скважинам, которые были остановлены из-за АСПО, из-за проведения геолого-технических работ, а также по причинам, не связанным с отказом насоса и канатной штанги, были переведены в цензурированные согласно методике.

Данные по одной скважине не были приняты в расчет вследствие высокой

коррозионной активности пластовой жидкости. Также в расчете не учитываются три СПО по причине отсутствия подачи насоса в момент ввода в эксплуатацию (некачественный ПРС). Результаты выборки объектов для проведения расчетов по методике [4] приведены в табл. 2.

На рис. 2 представлены результаты вероятностной оценки надежности работы СНУ с КШ, где в цензурированные отказы переведены данные только по скважинам, продолжающим работать. По результатам расчетов средняя наработка СНУ с КШ составила 525 сут, при этом примерно 26 % скважин могут достичь наработки более 900 сут. При анализе надежности работы СНУ с КШ важно попытаться выявить влияние таких факторов, как отложение АСПО, угол отклонения от вертикали и длины канатной штанги на надежность оборудования.

На рис. 3 показаны результаты анализа влияния АСПО на надежность оборудования, где все отказы, связанные с отложением парафинов, переведены в цензурированные. На рисунке видно, что отложение АСПО значительно влияет на надежность оборудования. Если исключить отложение парафинов в скважине, средняя наработка СНУ с КШ составит 900 сут, при этом 40 % скважин могут проработать около 1050 сут. Для анализа влияния угла отклонения скважины от вертикали и длины канатной штанги на надежность работы оборудования рассчитывалась средняя наработка в соответствующих выборках. Влияние угла отклонения скважины от вертикали в интервале установки насоса на наработку оборудования до отказа показано на рис. 4. Как видно из графика, с увеличением угла отклонения оси скважины от вертикали наработка оборудования снижается. Так, при угле отклонения скважины от вертикали до 30° средняя наработка составит 400 сут, при увеличении угла отклонения скважины от вертикали до 50° средняя наработка снижается до 300 сут, или на 25 %, при увеличении угла отклонения от вертикали скважины до 60° наработка снижается на 50 %. На рис. 5 представлены результаты расчетов средней наработки СНУ с

НАСОСЫ. КОМПРЕССОРЫ

КШ в зависимости от длины канатной штанги. Из графика видно, что наибольшая средняя наработка на скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» наблюдается при длине канатной штанги 300-500 м. Уменьшение длины канатной штанги приводит к невозможности использования этого оборудования при повреждениях каната в процессе эксплуатации или ремонта. В некоторых случаях требуется применение длины канатной штанги, значительно большей, чем оптимальная, - например, при эксплуатации скважин, обсаженных трубами малого диаметра (102 мм) по всей длине. Таким образом, проведенный анализ надежности скважинных насосных установок с канатной штангой при работе на скважинах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» показал, что оптимальная длина канатной штанги должна составлять 300-500 м, средняя наработка установок составила 525 сут, при этом на наработку существенное влияние оказывает наличие в скважинной продукции АСПО. При отсутствии АСПО в скважинной продукции средняя наработка увеличивается до 900 сут.

Угол отклонения скважины от вертикали оказывает сильное влияние на наработку СНУ с КШ. Так, при увеличении угла отклонения от вертикали с 30 до 50° наработка может снизиться на 25 %. Выполненные анализ и расчеты позволили определить оптимальные области применения СНУ с КШ в скважинах с боковыми стволами малого диаметра.

Литература:

1. Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Деговцов А.В. и др. Опыт эксплуатации скважин с боковыми стволами малого диаметра насосными установками с канатной штангой в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2015. № 3. С. 78-87.

2. Патент РФ № 2527275. Канатная насосная штанга / Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Деговцов А.В., Пекин С.С. Патентообладатель - ООО «Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина». Заявл. 24.06.2013; опубл. 27.08.2014.

3. Протасов В.Н., Султанов Б.З., Кривенков С.В. Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. 691 с.

4. Слепченко С.Д. Оценка надежности УЭЦН и их отдельных узлов по результатам промысловой эксплуатации: дис. ... канд. техн. наук. М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2011.

м

\о о> «J с О. с

а I

500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 О

y = -0 ,08х2 + 0,9 1* +443,2

R2 = 0,99: 23

Средняя наработка от угла Average angle-based running time

10

20

30

40

50

60

70

80

Угол отклонения скважины от вертикали Well's angle of deviation from the vertical

Рис. 4. Влияние угла отклонения скважины от вертикали в интервале установки насоса на его наработку

Fig. 4. Impact of the well's angle of deviation from the vertical in the pumping unit interval on its running time

350 300 &t25° S" E 200 5 = "S 2 150 Q. = I = = 3 100 50 0

- ,

200 400 600 800 1000 1200 Длина канатной штанги, м Cable rod' lenght, m

Рис. 5. Влияние длины канатной штанги на среднюю наработку СНУ с КШ Fig. 5. Impact of the wire line hanger length on DPU with CR' MTFB

References:

1. Ivanovskiy V.N., Sabirov A.A., Degovtsov A.V., et al. Experience in the Operation of Wells with Side Holes of Small Diameter Pumping Units with the Cable Rod in LUKOIL-PERM LLC. Territorija «NEFTEGAZ» = Oil and Gas Territory, 2015, No 3. P. 78-87. (In Russian)

2. Patent of the Russian Federation No. 2527275. Wire Line Hanger. Authors: V.N. Ivanovsky, A.S. Sabirov, A.V. Degovtsov, S.S. Pekin. Patent Holder -Gubkin Education, Science and Culture Center. Applied on June 24, 2013; published on August 27, 2014. (In Russian)

3. Protasov V.N., Sultanov B.Z., Krivenkov S.V. Equipment Operation for Well Drilling and Oil and Gas Recovery. Moscow, Nedra-BusinessCenter, 2004, 691 pp. (In Russian)

4. Slepchenko S.D. Reliability Assessment of Electrical Submersible Pump Units and their Separate Units Following the Results of Industrial Operation - Ph.D. Thesis in Engineering Sciences. Moscow, Gubkin Russian State University of Oil and Gas, 2011. (In Russian)

80

№ 7-8 август 2017 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.