tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2022-1-96-107tumnig-1013Research ArticleМАШИНЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ОБУСТРОЙСТВО ПРОМЫСЛОВMACHINERY, EQUIPMENT AND FIELD CONSTRUCTIONОпределение нижнего обрыва-отворота штанг на скважинах, оборудованных погружными плунжерными насосамиDetermination of lower break-out of the boom on wells equipped plunger pumpГалеевА. С.GaleevA. S.

Галеев Ахметсалим Сабирович, доктор технических наук, профессор кафедры нефтегазового оборудования и технологии машиностроения

г. Альметьевск

Akhmetsalim S. Galeev, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Oil and Gas Equipment and Engineering Technology

Almetyevsk

БикбулатоваГ. И.BikbulatovaG. I.

Бикбулатова Голия Ильдусовна, кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазового оборудования и технологии машиностроения

г. Альметьевск

Goliya I. Bikbulatova, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Oil and Gas Equipment and Engineering Technology

Almetyevsk

agni-ngo@mail.ruСабановС. Л.SabanovS. L.

Сабанов Сергей Леонидович, доцент кафедры нефтегазового оборудования и технологии машиностроения

г. Альметьевск

Sergey L. Sabanov, Associate Professor at the Department of Oil and Gas Equipment and Engineering Technology

Almetyevsk

БолтневаЮ. А.BoltnevaYu. A.

Болтнева Юлия Анатольевна, старший преподаватель кафедры нефтегазового оборудования и технологии машиностроения

г. Альметьевск

Yulia A. Boltneva, Senior Lecturer at the Department of Oil and Gas Equipment and Engineering Technology

Almetyevsk

ШипиловаО. А.ShipilovaO. A.

Шипилова Ольга Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазового оборудования и технологии машиностроения

г. Альметьевск

Olga A. Shipilova, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Oil and Gas Equipment and Engineering Technology

Almetyevsk

Альметьевский государственный нефтяной институтРоссияAlmetyevsk State Oil InstituteRussian Federation2022150320220196107Copyright © Галеев А.С., Бикбулатова Г.И., Сабанов С.Л., Болтнева Ю.А., Шипилова О.А., 20222022Галеев А.С., Бикбулатова Г.И., Сабанов С.Л., Болтнева Ю.А., Шипилова О.А.Galeev A.S., Bikbulatova G.I., Sabanov S.L., Boltneva Y.A., Shipilova O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/1013

Разработка месторождений, находящихся на поздней или завершающей стадии эксплуатации Урало-Поволжского региона, осуществляется в основном с применением скважинных штанговых насосных установок (СШНУ). Наиболее характерными отказами для данных установок являются обрывы-отвороты штанг и неисправности клапанов насоса. Способы ликвидации этих аварий значительно разнятся: обрыв или отворот штанг предполагает подъем скважинного оборудования, а «залипание» запорного органа клапанного узла насоса устраняется «реанимацией» скважинного оборудования (промывки водой, горячей нефтью или растворителем). Ошибка в распознавании неисправности приводит к неверному планированию работ по восстановлению работоспособности внутрискважинного оборудования и, как следствие, к экономическим потерям.Причину неисправностей внутрискважинного оборудования СШНУ, как правило, определяют путем анализа динамограмм. Однако во многих случаях динамограммы не позволяют различить нижний отворот штанг от неисправности клапанов штангового насоса. В представленной работе рассматривается способ оперативного определения обрыва и отворота штанг в скважине, заключающийся в создании электрической цепи «колонна штанг — колонна НКТ» и наблюдении за ее целостностью. Для определения вида неисправности блок синхронизации по электромагнитному каналу измеряет сопротивление системы на диэлектрической вставке. При обрыве-отвороте штанг электрическое сопротивление цепи «НКТ — насос — колонна штанг» будет гораздо выше (более 2 Ом), чем при отсутствии данного отказа (0...2 Ом).

Development of fields at a late or final stage of exploitation of the Ural-Volga region is carried out mainly with the use of downhole sucker rod pumping units. The most typical failures for these installations are rods breaks and breaks and pump valve malfunctions. Methods for eliminating these accidents vary significantly: a break or a breakaway of the rods involves lifting the downhole equipment, and the "sticking" of the shut-off element of the pump valve assembly is eliminated by the "resuscitation" of the downhole equipment (flushing with water, hot oil or solvent). An error in recognizing a malfunction leads to incorrect planning of work to restore the operability of downhole equipment, and, as a result, to economic losses.The cause of the downhole equipment malfunctions of the sucker rod pumping units is usually determined by analyzing the dynamogram. However, in many cases dynamometer charts don't distinguish between the bottom flap of the rods and the failure of the sucker rod pump valves. In the article, a method of prompt determination of rod breakage and breakaway in a well is considered, which consists in creating an electrical circuit "rod string - tubing string" and monitoring its integrity. To determine the type of malfunction, the synchronization unit via the electromagnetic channel measures the resistance of the system on the dielectric insert. In case of break-off of rods, the electrical resistance of the "tubing-pump-rod string" circuit will be much higher (more than 2 ohms) than in the absence of this failure (0...2 ohms).

штанговый глубинный скважинный насоснижний обрыв и отворот колонны штангдиагностированиеsucker rod borehole pumpbottom break and turn-off of a rod stringdiagnosticsReferencesTakacs, G. Sucker-Rod Pumping Handbook: Production Engineering Fundamentals and Long-Stroke Rod Pumping / G. Takacs. – Direct text. – Gulf Professional Publishing, 2015. – 598 p.Takacs, G. (2015). Sucker-Rod Pumping Handbook: Production Engineering Fundamentals and Long-Stroke Rod Pumping. Gulf Professional Publishing, 598 p. (In English).Gibbs, S. G. Predicting the Behavior of Sucker-Rod Pumping Systems / S. G. Gibbs. – DOI 10.2118/588-PA. – Direct text // Journal of Petroleum Technology. – 1963. – Vol. 15, Issue 07. – P. 769–778.Gibbs, S. G. (1963). Predicting the Behavior of Sucker-Rod Pumping Systems. Journal of Petroleum Technology, 15(07), pp. 769-778. (In English). DOI: 10.2118/588-PAАнализ причин и профилактика отворотов насосных штанг и труб / Ф. Г. Халимов, С. Г. Зубаиров, В. К. Загорский [и др.]. – Текст : электронный // Нефтегазовое дело : электронный научный журнал. – 2011. – № 6. – С. 457–462. – URL: http://ogbus.ru/article/view/analiz-prichin-i-profilaktika-otvorotov-nasosnyx-shtang-i-trub.Khalimov, F. G., Zubairov, S. G., Zagorskijj, V. K., Salikhov, I. A., & Kuramshin, A. A. (2011). Cause analysis and prevention of sucker rod and tubing back off. Neftegazovoye delo, (6), pp. 457-462. (In Russian). Available at: http://ogbus.ru/article/view/analiz-prichin-i-profilaktika-otvorotov-nasosnyx-shtang-i-trubСултанов, Б. З. Обрывность штанг плунжерных скважинных насосных установок в ОАО «Татнефть» / Б. З. Султанов, Р. К. Шагалеев. – Текст : непосредственный // Нефтегазовое дело. – 2009. – Т. 7, № 2. – С. 68–70.Sultanov, B. Z., & Shagaleev, R. K. (2009). Rod breakage of plunger pumping units in JSC Tatneft. Neftegazovoye delo, 7(2), pp. 68-70. (In Russian).Ситдиков, М. Р. Анализ обрывов штанг в НГДУ «Чекмагушнефть» / М. Р. Ситдиков, И. Е. Ишемгужин, М. А. Кочеков. – Текст : непосредственный // Инновационное нефтегазовое оборудование : проблемы и решения : сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции (Уфа, 28–29 октября 2010 г.). – Уфа : УГНТУ, 2010. – С. 151–154.Sitdikov, M. R., Kochekov, M. A., & Ishemguzhin, I. E. (2010). Analiz obryvov shtang v NGDU "Chekmagushneft'". Innovatsionnoe neftegazovoe oborudovanie: problemy i resheniya: sbornik trudov Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii. Ufa, October, 28-29, 2010, pp. 151-154. (In Russian).Поплыгин, В. В. Динамика износа штанговых насосов при эксплуатации скважин / В. В. Поплыгин, А. В. Лекомцев. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – Москва. – 2011. – № 9. – С. 22–28.Poplygin, V. V., & Lekomtsev, A. V. (2011). Dynamics of the wear of oil pumps with the operation of the wells of the Сhurakovskoe oilfield. Oil Industry, (9), pp. 22-28. (In Russian).Ибрагимов, Р. Р. Предотвращение отворотов штанговой колонны путем применения противоотворотной гибкой муфты и нанесения анаэробного герметика в ООО «Башнефть-Добыча» / Р. Р. Ибрагимов. – DOI 10.17122/ngdelo-2019-1-50-55. – Текст : непосредственный // Нефтегазовое дело. – 2019. – Т. 17, №1. – С. 50–55.Ibragimov, R. R. (2019). Preventing the rod string reverse by applying flexible coupling group and anaerobic hermetical materials in Bashneft-Production Ltd. Petroleum Engineering, 17(1), pp. 50-55. (In Russian). DOI: 10.17122/ngdelo-2019-1-50-55Doty, D. R. Аn Improved Model for Sucker Rod Pumping / D. R. Doty, Z. Schmidt. – DOI 10.2118/10249-PA. – Direct text // Society of Petroleum Engineers Journal. – 1983. – Vol. 23, Issue 1. – P. 33–41.Doty, D. R. & Schmidt, Z. (1983). An Improved Model for Sucker Rod Pumping. Society of Petroleum Engineers Journal, 23(1)), pp. 33-41. (In English). DOI: 10.2118/10249-PAMoisés, G. V. Sucker-Rod Pumping Failures Diagnostic System / G. V Moisés, S. F. Andrade, A. C. Garcia. – Text : electronic // SPE Annual Technical Conference and Exhibi-tion, Florence, Italy, September, 2010. – URL: https://doi.org/10.2118/134975-MS. – Published: September, 19, 2010.Moisés, G. V., Andrade, S. F., & Garcia, A. C. (2010). Sucker-Rod Pumping Failures Diagnostic System. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Florence, Italy, September, 2010. (In English). Available at: https://doi.org/10.2118/134975-MSХакимьянов, М. И. Функциональные возможности современного контроллера автоматизации штанговых глубиннонасосных установок / М. И. Хакимьянов, М. Г. Пачин. – Текст : электронный // Нефтегазовое дело. – 2011. – № 2. – С. 19–34. – URL: http://ogbus.ru/article/view/funkcionalnye-vozmozhnosti-sovremennogo-kontrollera-avtomatizacii-shtangovyx-glubinnonasosnyx-ustanovok.Hakimyanov, M. I., & Pachin, M. G. (2011). Functional capabilities of modern sucker rod pumps controller. Petroleum Engineering, (2), pp. 19-34. (In Russian).Исследование влияния ультразвукового импульсного излучения на резьбовые соединения насосно-компрессорных труб / Г. И. Бикбулатова, П. П. Ермилов, Ю. А. Болтнева, С. Л. Сабанов. – Текст : непосредственный // Территория Нефтегаз. – 2015. – № 6. – С. 58–64.Bikbulatova, G. I., Yermilov, P. P., Boltneva, G. A., & Sabanov, S. S. (2015). The study of the influence of ultrasonic pulsed radiation at threaded connection tubing. Oil and Gas Territory, (6), pp. 58-64. (In Russian).Jellison, M. J. Intelligent Drill Pipe Creates the Drilling Network / M. J. Jellison, D. R. Hall. – Text : electronic // SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition, 9–11 September, Jakarta, Indonesia, 2003. – URL: https://doi.org/10.2118/80454-MS. – Published: September, 09, 2003.Jellison, M. J. & Hall, D. R. (2003). Intelligent Drill Pipe Creates the Drilling Network - SPE80454-MS, Society of Petroleum Engineers, SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition, September, 9-11, Jakarta, Indonesia. (In English). Available at: https://doi.org/10.2118/80454-MSО возможности применения беспроводного гальванического канала связи в скважинах, оборудованных штанговыми насосами / А. С. Галеев, В. М. Григорьев, Р. И. Арсланов, П. П. Ермилов. – Текст : непосредственный // Современные фундаментальные и прикладные исследования. – 2012. – № 4 (7). – С. 44–48.Galeev, A. S., Grigoriev, V. M., Arslanov, R. I., & Ermilov, P. P. (2012). Possible application of wireless galvanic communication channel at the wells equipped with deep bottom holddown pumps. Modern fundamental and applied researches, (4(7)), pp. 44-48. (In Russian).Патент на изобретение № 2696954 Российская Федерация, МПК E21B47/13. Устройство для передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважин : № 2018111891 : заявл. 02.04.2018 : опубл. 07.08.2019, Бюл. № 22 / Галеев А. С., Сулейманов Р. Н., Арсланов Р. И., Бикбулатова Г. И., Болтнева Ю. А. : патентообладатель Альметьевский государственный нефтяной институт. – Текст : непосредственный.Galeev, A. S., Suleymanov, R. N., Arslanov, R. I., Bikbulatova, G. I., Boltneva, Yu. A. Pat. Device for transmitting information over an electromagnetic communication channel during operation of wells. Pat. RF 2696954. No. 2018111891. Applied: 02.04.18. Published: 07.08.19. Bulletin No. 22. (In Russian).Станция мониторинга состояния скважинной штанговой насосной установки / А. С. Галеев, Г. И. Бикбулатова, Р. Н. Сулейманов [и др.]. – DOI 10.31660/0445-0108-2019-4-82-91. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2019. – № 4. – С. 82–91.Galeev, A. S., Bikbulatova, G. I., Suleymanov, R. N., Filimonov, O. V., Sabanov, S. L., & Boltneva, Yu. A. (2019). Station monitoring the state of the downhole suckerrod pumping unit. Oil and Gas Studies, (4), pp. 82-91. (In Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2019-4-82-91Monitoring of suckerrod pump units as a result of the analysis wattmeter cards / M. I. Khakimyanov, I. N. Shafikov, F. F. Khusainov [et al.]. – Text : electronic // Journal of Physics : Conference Series. – 2017. – Vol. 803. – URL: https://doi.org/10.1088/1742-6596/803/1/012066.Khakimyanov, M. I., Shafikov, I. N., Khusainov, F. F., Semisynov, R. A., & Bezryadnova, E. A. (2017). Monitoring of suckerrod pump units as a result of the analysis wattmeter cards. Journal of Physics: Conference Series, (803). Available at: https://doi.org/10.1088/1742-6596/803/1/012066 (In Russian).Исследование проводимости (затухания) электрических сигналов прямоугольной формы в кольцевом пространстве «НКТ — колонна штанг» / Р. И. Арсланов, Г. И. Бикбулатова, Ю. А. Болтнева [и др.]. – Текст : непосредственный // Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли : материалы IV Международной научно-практической конференции (Альметьевск, 16–18 октября 2019 г.) / Отв. ред. И. С. Закиров. – Альметьевск : Изд-во Альметьевского государственного нефтяного института, 2019. – С. 185–190.Arslanov, R. I., Bikbulatova, G. I., Boltneva, Yu. A., Galeev, A. S., Sabanov, S. L., Suleymanov, R. N., & Filimonov, O. V. (2019). Investigation of conductivity (attenuation) of electrical signals of rectangular shape in the annular space "Tubing - column rods". Dostizheniya, problemy i perspektivy razvitiya neftegazovoy otrasli: materialy IV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (Almetyevsk, October, 16-18, 2019). Almetyevsk, Almetyevsk State Oil Institute Publ., pp. 185-190. (In Russian).Howsam, P. Monitoring, maintenance and rehabilitation of water supply boreholes / P. Howsam, C. Jones, B. Misstear. – Construction Industry Research and Information Association (CIRIA), London (United Kingdom), 1995. – 114 p. – Direct text.Howsam, P., Misstear, B., & Jones, C. (1995). Monitoring, maintenance and rehabilitation of water supply boreholes. Construction Industry Research and Information Association (CIRIA), London (United Kingdom), 114 p. (In English).Implementation of wireless data transmission method on wells equipped with suckerrod pumping units / G. I. Bikbulatova, A. S. Galeev, M. Z. Valitov [et al.]. – Text : electronic // IOP Conf. Series : Materials Science and Engineering. – Vol. 860. – 2020. – URL: https://doi.org/10.1088/1757-899X/860/1/012027.Bikbulatova, G. I., Galeev, A. S., Valitov, M. Z., Sabanov, S. L., Boltneva, Y. A., & Shipilova, O. A. (2020). Implementation of wireless data transmission method on wells equipped with suckerrod pumping units. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 860. (In English). Available at: https://doi.org/10.1088/1757-899X/860/1/012027Патент на изобретение № 2753327 Российская Федерация, МПК E21B47/12. Способ и устройство определения нижнего обрыва/отворота штанг на скважинах, оборудованных УШГН : № 2018114619 : заявл. 19.04.2018 : опубл. 22.10.2019 / Галеев А. С., Сулейманов Р. Н., Филимонов О. В., Шайхразиев С. Р. – Текст : непосредственный.Galeev, A. S., Suleymanov, R. N., Filimonov, O. V., & Shaykhraziev, S. R. Pat. RF 2753327. No 2018114619. Sposob i ustroystvo opredeleniya nizhnego obryva/otvorota shtang na skvazhinakh, oborudovannykh UShGN. No. 2018114619. Applied: 19.04.18. Published: 22.10.19. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.