НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ

Нефтегазовая отрасль России динамично развивается в направлении более полного извлечения углеводородов из недр земли. Появляются и внедряются технологии, использующие специальное оборудование. Добыча нефти сопровождается рядом технологических и эксплуатационных проблем, которые повышают себестоимость извлекаемого сырья.

 

Необходимо поддержание и улучшение фильтрационных свойств продуктивных пластов, снижение отложений в подземном оборудовании скважины, предупреждение образования водонефтяных эмульсий и многое другое. Применяемые для интенсификации добычи нефти методы гидроразрыва пласта, теплового и химического воздействия, закачка пара, газа, полимеров и других вытесняющих агентов способствуют повышению извлечения запасов.

 

Однако общий недостаток этих методов в том, что их применение приводит к необратимым эффектам и нарушениям экологического равновесия. Поэтому актуальна разработка других щадящих способов интенсификации добычи нефти, основанных на воздействии различными физическими полями. Так в последние годы изыскиваются, предлагаются и внедряются различные методы вибрационного воздействия. Одно из существенных преимуществ этого метода – экологическая чистота, что становится всё более актуальным по мере выработки продуктивных пластов и повышению экологических требований к применяемым технологиям.

 

Коллективы учёных Научно-производственного предприятия «ЭНЕРГОМАГ» и Акустического института им. академика Н.Н.Андреева в течение 17 лет проводят успешные совместные исследования и разработки по созданию виброакустических и вибромагнитных технологий и оборудования, предназначенных для решения спектра технических и эксплуатационных проблем повышения эффективности добычи и транспортировки нефти. Перечень решаемых задач включает теоретическое моделирование и экспериментальные исследования процессов возбуждения виброакустических колебаний в скважинах и трубопроводах, анализ их влияния на фильтрацию флюида в призабойной зоне  пласта (ПЗП), на приток нефти в скважину, на работу насосов, на подъём жидкости на поверхность и движение в трубопроводах. Для создания виброакустических колебаний в скважине (в подземном оборудовании, флюиде и ПЗП) разработаны и прошли основательную практическую проверку различные специальные электромеханические преобразователи и технологические регламенты их применения.

 

Автономное электрическое устройство (АЭУ) – виброакустическая установка для предотвращения и ликвидации отложений на металле подземного оборудования скважин. Применяется также для ликвидации пробок в скважине, восстановления циркуляции и интенсификации притока нефти.

 

Передача энергии колебаний в ПЗП осуществляется по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), колонне насосных штанг (КНШ), эксплуатационной колонне (Э/К) и через жидкость. В устройстве применён магнитоэлектрический принцип преобразования энергии, позволяющий получать линейные тяговые характеристики. Этот тип электромеханических преобразователей энергии основан на силовом взаимодействии переменного магнитного потока, создаваемого электромагнитом, с магнитным полем постоянных магнитов. Создание компактных конструкций магнито-электрических приводов стало возможно после появления постоянных магнитов с большой коэрцитивной силой и энергией, что обеспечивает высокое удельное значение коэффициента электромеханической связи и как следствие высокий КПД. Каждая скважина имеет свои специфические параметры, поэтому в помощь оператору разработано специальное программное обеспечение, ориентированное на использование в полевых условиях непосредственно во время монтажа оборудования. Передача энергии происходит в основном за счёт продольных упругих волн, возникающих в подземных металлических конструкциях. Измерение электрических и механических параметров производится при помощи комплекта датчиков и компьютерной системы регистрации и обработки данных. Рабочие частоты находятся в пределах 40-60Гц. Механическая мощность составляет 600-1000Вт.

 

Результаты теоретического анализа виброакустических процессов всесторонне проверены при экспериментальных исследованиях в Западной Сибири, Татарстане, Башкирии, Удмуртии и Китае. Технология виброакустического воздействия с устья скважины включает два основных этапа. На первом этапе проводятся исследования отклика скважины на воздействие. На втором этапе при получении существенного положительного эффекта, который заключается в возрастании притока нефти из пласта, ликвидации отложений в трубах, улучшении параметров работы насоса, принимается решение об установке виброакустического оборудования на скважине для постоянного воздействия.

 

Разработанные устройства для постоянного воздействия на подземное оборудование скважины, флюид и ПЗП обладает большим рабочим ресурсом, не нуждается в обслуживании оперативным персоналом, не создаёт трудностей при монтажных работах.

 

Автономное устьевое виброакустическое устройство (АУВУ) устанавливается сверху на устье скважины. Принцип действия основан на преобразовании энергии привода скважинного насоса в виброакустическую энергию. В основе работы этих устройств лежит силовое взаимодействие закреплённых на полированном устьевом штоке (ПУШ) постоянных магнитов с ответной неподвижной ферромагнитной частью. Неподвижная часть устройства закрепляется на крышке скважинной устьевой системы герметизации, а подвижная на ПУШ. При работе штангового глубинного насоса (ШГН) во время прохождения подвижной части через неподвижную возникают силы, которые генерируют виброакустические колебания в наземном и подземном оборудовании скважины. Частота колебаний зависит от скорости движения ПУШ и находится в пределах 10-70Гц. Зависимость возникающих усилий от перемещения при прохождении подвижной части через неподвижную имеет вид синусоиды: сначала с возрастающей от нуля до максимума амплитудой, а затем – с убывающей до нуля. Максимум амплитуды силы составляет около 1000Н.

 

Автономное погружное виброакустическое устройство (АПВУ) по принципу действия подобно АУВУ.

 

АПВУ устанавливается в качестве вставки в НКТ и КНШ с использованием стандартных муфт во время планового ремонта скважин с подъёмом труб. Точное место установки определяется расчётом распространения акустических колебаний в НКТ в конкретной скважине. Требуемый набор НКТ и насосных  штанг производится с учётом вставки АПВУ длиной 1 метр на расчётном расстоянии от насоса таким образом, чтобы в среднем положении станка качалки (траверса в среднем положении) ротор и статор АПВУ были совмещены. При работе ШГН во время прохождения ротора через статор возникают продольные колебания в КНШ, НКТ и Э/К, которые вызывают виброакустические упругие колебания в призабойной зоне продуктивного пласта. Частота колебаний зависит от скорости движения КНШ и находится в пределах 10-70Гц. Нефть проходит по зазору между ротором, статором и специальным каналам в роторе, одновременно подвергаясь интенсивной магнитной обработке. При этом улучшаются её реологические свойства. Устройство не требует специального технического обслуживания.

 

Применение АУВУ и АПВУ постоянно стимулирует приток нефти в скважину и снижает отложения в глубинном насосном оборудовании и трубах, в том числе и выкидных линиях. Это позволяет увеличить объём добычи и снизить эксплуатационные расходы. Виброакустические и вибромагнитные устройства НПП «ЭНЕРГОМАГ» в течение ряда лет проходят успешную опытно-промышленную эксплуатацию в ряде отечественных и зарубежных нефтяных компаниях.

 

В научно-производственной деятельности НПП «ЭНЕРГОМАГ» основополагающим звеном являются собственные методические разработки программного обеспечения «EasyMAG3D» для анализа электромагнитных полей и проектирования различных электротехнических устройств. Активное применение информационных технологий существенно сокращает период разработки оборудования, значительно экономит средства при проектировании и сводит к минимуму вероятность ошибки в расчётах. Мощная вычислительная база, оборудованная высокопроизводительными вычислительными машинами и многопроцессорными системами, позволяет оперативно решать сложные задачи и на высококвалифицированном уровне организовывать полный цикл работ от разработки, моделирования процессов и проектирования до разработки конструкторско-технологической и нормативной документации на изделия и сопровождения  производства оборудования.

 

В штате предприятия работают доктора и кандидаты наук, проходят подготовку и практику магистры и инженеры, оформляют и защищают свои дипломные работы молодые перспективные специалисты.

 

НПП «ЭНЕРГОМАГ» вносит заметный вклад в разработку наукоёмких устройств и технологий для различных отраслей промышленности.

 

Разработаны и доведены до серийного производства магнитные системы для дефектоскопов, применяемых в нефтяной индустрии, системы с постоянными магнитами медицинских магниторезонансных томографов, активно осуществляются пионерские разработки по применению высокотемпературных сверхпроводников в магнитных подшипниках и опорах.

 

ООО НПП «ЭНЕРГОМАГ»

111250, г. Москва,

ул. Красноказарменная, д. 14,

кор. К-Ж, стр. 1

тел./факс: +7 (495) 362 7781,

+7 (495) 362 7836

Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">'+addy_text71792+'<\/a>'; //-->

www.energomag.com