Определение нижнего обрыва-отворота штанг на скважинах, оборудованных погружными плунжерными насосами

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).

1. Takacs, G. Sucker-Rod Pumping Handbook: Production Engineering Fundamentals and Long-Stroke Rod Pumping / G. Takacs. – Direct text. – Gulf Professional Publishing, 2015. – 598 p.

2. 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.

3. Анализ 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.

4. Султанов, 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Doty, 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.

9. Moisés, 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.

10. Хакимьянов, 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.

11. 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.

12. 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.

13. О 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.

14. 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.

15. 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.

16. Monitoring 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. Патент 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.