CC BY
32
малого перепада на фильтре ФБР-5 в технической документации на изделие даны рекомендации по зависимости количества фильтрующих секций и величины межвиткового зазора от подачи насоса. Для написания рекомендаций были сделаны гидродинамические расчеты и проведены стендовые испытания. Расчет основан на конечно-объемном методе решения уравнений гидродинамики. Расчет проведен для ФБР-5 с одной фильтрующей секцией, при межвитковом зазоре равном 0,1 мм, при подаче насоса 45 м3/сут. Расчет показал перепад давления на фильтре равным 175 Па.
Конструкторским отделом ООО «РУСЭЛ-КОМ», разработано изделие с применением предохранительных клапанов в основании фильтра ФБР-5.
Суть идеи заключается в использовании обратных клапанов для увеличения наработки УЭЦН в случае забивания фильтрующего элемента механическими примесями и АСПО. В рабочем режиме фильтра, флюид попадает на прием УЭЦН, проходя через фильтроэлемент. При полном засорении фильтроэлемента, срабатывают защитные клапаны КП-0,5.
Вследствие этого, флюид течет на прием ЭЦН через открытые клапаны в обход фильтрующего элемента. При этом срабатывает эффект обратной промывки фильтроэлемен-та. Когда необходимая для работы площадь проходного сечения фильтроэлемента увеличится, клапаны закроются, после чего фильтр входит в рабочий режим.
Результаты
Испытания ФБР-5 проводились на различных месторождениях — от Краснодара до Сахалина. Так, до установки ФБР-5 наработка ГНО в одной из скважин ООО «РН-Крас-нодарнефтегаз» не превышала в среднем 35 сут, а после — составила более 160 суток. В настоящее время скважина находится в работе.
В ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь» проводилось ОПИ на 2-х скважинах Шершеневского месторождения. На момент внедрения наработка оборудования одной из скважин составляла 187 сут, второй — 192 сут. На сегодняшний день оборудование стабильно работает в постоянном режиме в обеих скважинах, наработка превысила 700 сут.
Положительный результат получен, в том числе, по итогам ОПИ на трех скважинах ООО «Башнефть-Добыча». Средняя НнО выросла от 57 до 451 сут, среднее количество выносимых механических примесей уменьшилось с 653 до 153 млг/л.
Диспергатор ГДР-5
Диспергатор ГДР-5 предназначен для измельчения газовых пробок в пластовой жидкости (смеси нефти, попутной воды и нефтяного газа), подготовки однородной суспензии и подачи ее на вход погружного насоса (рис. 8). Испытания оборудования проводились в РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. По их результатам ГДР-5 признан эффективным средством защиты ЭЦН от вредного влияния свободного газа.
Фильтр самоочищающийся буровой
В заключение в двух словах стоит упомянуть еще об одной новинке
Рис. 8 — Диспергатор ГДР-5
— самоочищающемся буровом фильтре (ФСБ), который предназначен для очистки бурового раствора, использующегося при бурении нефтяных и газовых скважин, перед его поступлением к бурильному инструменту.
Еще одной отличительной особенностью всех фильтров, выпускаемых ООО «РУСЭЛ-КОМ», является их модульная конструкция. Такое конструктивное исполнение позволяет, используя один и тот же корпус, легко и быстро заменять фильтроэлемент, что сильно удешевляет эксплуатацию.
ООО «РУСЭЛКОм» не только производитель, реализующий и поддерживающий выпущенную продукцию, но и разработчик, ведущий непрерывную деятельность по поиску оптимальных решений для нефтегазовой отрасли в том числе. Все фильтры пружинные защищены патентами РФ и имеют единый сертификат соответствия Таможенного союза № ТС RU C-RU.АД06.В.00160
Рис. 7 — Принцип работы ФБР-5
ООО «Русская электротехническая компания» 426065, г. Ижевск, ул. Автозаводская д. 7 Тел/факс: (3412) 245-446, 917-545 market@okbnp.ru www.okbnp.ru
Рис. 9 — Фильтр самоочищающийся буровой (ФСБ)
elwatec
wärmetech n¡ к
Одна из ведущих мировых фирм по разработке и производству электрических нагревателей для всех отраслей промышленности.
HTR1
9 Г С
U К AS
«ÁSSÜSst ^^И
Принимает участие в работе исследовательской корпорации по теплопередаче в процессах нефтепереработки, нефтехимии и энергетики Heat Transfer Research, inc. (HTR1) и использует для инженерных расчетов программные продукты корпорации.
Оборудование может применяться для температур до 1100 °С и давления до 350 бар. Общая потребляемая мощность нагревателей по верхнему пределу не ограничена. Компания многократно производила оборудование в диапазоне 1-8000 кВт. При проектировании нагревателей ориентир — исключительно на потребности заказчика.
Компания сертифицирована в соответствии с ISO 9001:2008, DGRL (PED) 97/23/ЕС до модуля Н1, имеет свидетельство об испытании образца по требованиям АТЕХ и допуск на изготовление продукции в соответствии с требованиями АТЕХ по модулю Е. Высокие стандарты качества постоянно проверяются и подтверждают путем внешнего аудита.
Продукция компании обладает сертификатами в соответствии с требованиями Директивы 97/23/ЕС по оборудованию, работающему под давлением {DGR), Модуль D, D1, Н и Н1 и взрыво-защищенному оборудованию по стандарту Ex.
J
elwatec Wärmetechnik GmbH Weiherdamm 17a, 57250 Netphen, Germany Tel.: +49 231 950 98 708, Mob.: +49 173 270 47 53 noga@elwatec.com www.elwatec.com/ru
Кирилл Нога —Торговый представитель в странах Восточной Европы, СНГ и Средней Азии
А
ОБОРУДОВАНИЕ
УДК 622.24
Пакер, применяемый в открытом стволе нефтегазовых скважин, для проведения различных геолого-технических мероприятий
И.С. Копейкин
аспирант1
Ilya.kopeikyn@gmail.com А.В. Лягов
д.т.н. доцент, профессор кафедры «Технологические машины и оборудования»1 LyagovAV@basneft.ru
А.Н. Замараев
к.т.н. руководитель службы разработки оборудования для открытого ствола скважины2
■Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия 2ООО НПФ «Пакер», Октябрьский, Россия
За последние годы для разведочного и эксплуатационного бурения скважин синтезированы разнообразные и конкурентоспособные пакерно-якорные системы, выполненные на достаточно высоком техническом уровне. Однако надо отметить, что не все технологические проблемы работы пакеров в открытом стволе скважины и связанные с этим осложнения, и аварийные ситуации в полной мере решены. В настоящей статье рассмотрен пакер для открытого ствола скважины. Конструкция пакера была разработана, опираясь на опыт работы уже существующего отечественного пакерного оборудования для неосбсаженных скважин с целью учесть имеющиеся недоработки в аналогах, а также исключить значительные недостатки в конструкциях для обеспечения более надежной и долговечной работы оборудования.
материалы и методы
C помощью программного комплекса SolidWorks Simulation была разработана и посчитана Эй-модель разрезного кольца. На этапе разработки были проведены основные прочностные и технологические расчеты пакера. Для предварительной оценки работы пакера, а также проверки соответствия конструкции предъявляемым требованиям были проведены стендовые испытания пакера.
Ключевые слова
пакер, открытый ствол скважины, внутрискважинное оборудование, испытание пластов, устройство пакера
Разрабатывая конструкцию пакера и определяя её эксплуатационные показатели, специалисты должны учитывать условия работы его базовых узлов как целостной технической системы, которые характеризуются [1]:
• наличием в скважине жидкости с различными реологическими характеристиками, химическими составами и степенями очистки;
• величиной кольцевого зазора между паке-ром и стенкой скважины;
• температурой окружающей среды;
• величиной перепада давлений;
• кривизной ствола скважины.
Вышеперечисленные условия эксплуатации пакерного оборудования в открытом стволе скважины становятся основными причинами поиска более совершенной и универсальной конструкции пакера с достаточно высокими потребительскими свойствами.
Для соответствия более широкому кругу требований работы пакера в открытом стволе скважины, авторами была проведена разработка пакера, который должен обеспечить высокую надежность герметизации исследуемых интервалов скважины, исключить возможность разрушения резиновых уплотнительных элементов, предотвратить возникновение аварийных ситуаций и упростить технологию применения пакера.
Известно, что пакерное оборудование, как и любое другое оборудование, может отказывать и становиться причиной дорогостоящих аварийных ситуаций в скважине. Анализ отказов, наиболее часто встречающихся в практике сервиса пакеров в российских нефтегазодобывающих и буровых компаниях, позволили выявить наиболее характерные, возникающие при работе оборудования в открытом стволе скважины [2]:
• асимметричное расположение пакера относительно открытого ствола скважины перед его посадкой в области расчетного интервала;
• затекание резинового уплотнительного элемента пакера, что в будущем становится причиной прихвата пакерного оборудования и негерметичной изоляции интервала скважины;
• потеря резиновым уплотнительным элементом рабочих характеристик в процессе эксплуатации пакера в скважине;
• вероятность несанкционированного срабатывания пакера при спускоподъемных операциях (СПО).
В настоящее время известны пакера, которые работаю в открытом стволе скважины и способны устранять неполный список вышеперечисленных недостатков, например, пакер типа ПЦР или пакер типа ПГМ [3]. Но для исключения всего списка выявленных проблем необходимо разработать конструкцию паке-ра, который бы смог превзойти свои аналоги по технической и технологической оснастке, обеспечив безотказную и надежную работу в открытом стволе нефтегазовых скважин. На рис. 1 представлен пакер для открытого ствола скважины, который позволяет проводить испытания продуктивных пластов в необса-женных нефтяных скважинах с пластоиспы-тателем, спускаемым на трубах, и может использоваться при заливке негерметичности, установке цементного моста, а также при кислотной обработке скважины под давлением.
Конструкция пакера предусматривает исключение затекания резинового уплотни-тельного элемента за счет центрирования пакера перед посадкой с помощью раздвижных опор. Устранив затекание резинового уплотнительного элемента, пакер получил проти-воприхватные свойства, так как при срыве уплотнительный элемент легко возвращается в транспортное положение и не разрушается, обеспечивая тем самым сохранение рабочих свойств.
Чтобы разобраться, как были получены приведенные свойства пакера, необходимо рассмотреть процесс пакеровки обычного пакера для открытого ствола скважины.
На рис. 2 представлена схема паке-ровки пакера типа ПЦР, демонстрирующая асимметричное расположение пакера перед посадкой, вследствие чего кольцевой зазор между пакером и стенками скважины неравномерен по диаметру. Асимметричное расположение пакера становится причиной неравномерного расширения резинового уплотнительного элемента, что приводит к затеканию резины уплотнительного элемента при возникновении перпада давлений. Данное явление представлено рис. 2 б [4].
Для решения этой проблемы было принято решение применить конструкцию раздвижных опор, которые должны срабатывать до начала сжатия резинового уплотнительного элемента и раздвигаться до диаметра скважины. Таким образом, пакер центрируется перед посадкой, а распределение резины уплонительного элемента по кольцевому пространству происходит равномерно. На рис. 3 представлена схема пакеровки пакера
Рис. 1 — Пакер третьего поколения для открытого ствола скважины
