Технологии предотвращения ситуаций, связанных с «полетом» оборудования при эксплуатации УЭЦН на объектах «Газпром нефти»

15.05.2020

В.Г. Юрин, А.Н. Дубровин
Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»)
А.Э. Кунцман
ООО НПФ «Пакер»

Электронные адреса: Yurin.VG@gazpromneft-ntc.ru, Dubrovin.ANi@gazpromneft-ntc.ru, Kuncman@npf-paker.ru

В «Газпром нефти», как и в других компаниях отрасли, актуальна задача предотвращения «полета» оборудования на забой скважины при эксплуатации УЭЦН. Основными причинами таких «полетов» являются износ НКТ и расчленение по корпусу и креплениям УЭЦН. Такие ситуации могут привести к разрушению погружного оборудования, длительным ловильным работам в процессе ремонта скважин и, как следствие, к снижению коэффициента эксплуатации. Для решения этой проблемы специалисты Департамента по технике и технологиям добычи нефти Научно-Технического Центра «Газпром нефти» запустили технологический проект, целью которого была разработка технологии, включая проектирование специализированного оборудования, для исключения риска «полета» узлов УЭЦН на забой скважины из-за самопроизвольного расчленения узлов УЭЦН или НКТ в процессе эксплуатации. В партнерстве с поставщиком внутрискважинного оборудования ООО НПФ «Пакер» (г. Октябрьский) был проведен анализ известных решений и технологий. Изучен принцип работы более 30 устройств, которые применялись для решения задачи предотвращения «полетов» оборудования в скважинах в течение последних 40 лет. Было отмечено, что наиболее эффективными являются устройства, принцип срабатывания которых основан на надежном и значительном по усилию контакте со стенками эксплуатационной колонны, не зависящем от температурных, манометрических и гидродинамических условий скважины. 

По результатам анализа специалистами Научно-Технического Центра «Газпром нефти» было разработано техническое задание, которое включало следующие требования. 1. Устройство должно надежно фиксировать вышерасположенное оборудование на стенках эксплуатационной колонны и препятствовать его перемещению вниз при «полете» оборудования. 2. Должны быть обеспечены его гарантированное транспортное положение для беспрепятственного спуска в эксплуатационную колонну на глубину подвески и защита от несанкционированного срабатывания в процессе спуска независимо от скорости. 3. УЭЦН должен находиться в подвешенном нейтральном положении и иметь свободный ход для компенсации изменения длины колонны НКТ при запусках/остановках УЭЦН, температурных изменениях режима работы насосной установки, т.е. не иметь жесткой связи с эксплуатационной колонной в процессе работы. Устройство должно быть активировано и находиться в ожидании возможного аварийного расчленения компоновки. 4. Устройство должно быть рассчитано на длительную эксплуатацию в скважинных условиях, а следовательно, должен быть минимизирован риск прихвата рабочих органов оборудования, который возникает вследствие седиментации механических примесей (частиц), падения клямс крепления электрокабеля или других посторонних предметов в процессе эксплуатации УЭЦН. В качестве наиболее близкого аналога такому устройству был выбран якорь производства НПФ «Пакер» (см. рисунок), работоспособность сцепления и срабатывания которого неоднократно подтверждены в различных скважинных условиях. Конструкция якоря была доработана с учетом технического задания. Главной особенностью модернизированной конструкции стал узел с инновационной составляющей, который позволяет удерживать якорь в транспортном положении в процессе спуска компоновки оборудования и осуществлять его перевод в активное (предвзведенное) состояние после запуска УЭЦН в работу. При этом время, необходимое на перевод якоря из транспортного положения в активное состояние, может настраиваться в зависимости от скважинных условий, таких как температура и состав скважинной жидкости. В верхней части конструкции якоря имеется узел, который надежно защищает основной рабочий механизм устройства от негативного воздействия механических примесей и посторонних предметов в процессе эксплуатации. Узел значительно повышает надежность оборудования в случае его длительного нахождения в работающей скважине. Для проверки работоспособности якоря ЯМО5(Р) были проведены его стендовые испытания в заводских условиях. В декабре 2019 г. при содействии сотрудников «ГазпромнефтьНоябрьскнефтегаза» И.Р. Биглова и А.Н. Осина были организованы опытно-промысловые испытания якоря ЯМО5(Р). На Суторминском месторождении «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаза» под руководством В.Г. Юрина – руководителя технического проекта Научно-Технического Центра «Газпром нефти» и А.Э. Кунцмана – представителя НПФ «Пакер» проведены испытания в скважинных условиях. Оборудование было спущено на рабочую глубину 2639 м, затем проведена имитация аварийного «полета» с полной разгрузкой веса подвески НКТ на активированный якорь. 

Якорь успешно прошел испытания, результаты которых доказали его эффективность. Применение якоря ЯМО5(Р) в добывающих скважинах с УЭЦН в дочерних обществах «Газпром нефти» дает возможность снизить аварийность, связанную с «полетами» оборудования, минимизировать затраты на извлечение аварийного оборудования и продлить срок службы погружного оборудования, но самое главное – позволит снизить потери нефти и повысить коэффициент эксплуатации.

37.JPG


Возврат к списку