Разработка и изготовление опытных образцов устройств многоступенчатого типа для защиты штангового глубинного насоса от заклинивания для испытаний на стенде. Проведение стендовых испытаний опытных образцов многоступенчатого типа для защиты штангового глубинного насоса от заклинивания

Проведены исследования возможности защиты ШГН от заклинивания посредством устройства одноступенчатого и многоступенчатого типа, разработанного на основе патента РФ на изобретение № 2540131 «Способ улавливания песка и механических примесей в потоке нефти, воды и газа», для защиты ШГН от заклинивания. Определена эффективность опытных образцов устройств для защиты ШГН от заклинивания, которые были разработаны, спроектированы и изготовлены на основе патента РФ на изобретение № 2540131, а также полученных данных в ходе стендовых испытаний опытных образцов устройств. Была определена эффективность опытных образцов устройств в зависимости от геометрических характеристик, расхода потока жидкости, размеров механических примесей в потоке. Эффективность опытных образцов одноступенчатого типа для защиты ШГН от заклинивания составила выше 50%. Эффективность опытных образцов устройства многоступенчатого типа (3 ступени) составила до 90%. Под эффективностью подразумевается доля улавливаемых механических примесей от общего объема механических примесей в потоке. Разработаны, спроектированы, изготовлены испытательный стенд и его элементы. Были разработаны, спроектированы и изготовлены опытные образцы устройств для защиты штангового глубинного насоса от заклинивания. Все устройства были одноступенчатого типа. Была определена эффективность улавливания механических частиц в зависимости от геометрических характеристик, расхода потока жидкости, размеров механических примесей в потоке. Определены факторы, влияющие на эффективность работы изготовленного опытного образца устройства для защиты ШГН от заклинивания.Использован физический метод количественного макроанализа посредством объемного измерения количества механических примесей на выходе и внутри опытных образцов устройств. На основе полученных эмпирических данных в ходе проведения исследования на испытательном стенде были разработаны, спроектированы и изготовлены опытные образцы устройств многоступенчатого типа для защиты штангового глубинного насоса от заклинивания. Далее были проведены испытания опытных образцов устройств многоступенчатого типа для защиты ШГН от заклинивания на испытательном стенде с целью определения эффективности опытных образцов устройств. Установлено, что диаметр дифференциатора должен быть меньше диаметра ловушки на 40 - 50%, зазор между ними должен составлять от нескольких миллиметров до 35 мм при дебитах на скважине до 60 м³ в сутки. Заклинивание ШГН происходит при внезапных выбросах большого количества песка из пласта после проведения подземных работ, ГРП и по причине других факторов, приводящих к выбросам песка, а также при установившихся режимах откачки. Это объясняется теорией ДЛФО - в столбе нефтяной скважины могут сложиться условия коагулирования механических примесей, из-за которых появляются крупные хлопья механических примесей, оседающих на насос сверху. В первую очередь это связывается с высокими давлениями и температурами у насоса. Эти условия могут дестабилизировать дисперсную среду и способствовать агрегированию механических примесей. Разработанные устройства одноступенчатого и многоступенчатого типа для защиты штангового глубинного насоса от заклинивания предназначены для их применения в нефтяной отрасли в качестве мер для предотвращения заклинивания штанговых глубинных насосов, вызванных явлениями, описанными выше. Подана заявка № 040683 от 03.07.2017 года для получения патента РФ на изобретение «Многоступенчатое устройство для защиты штангового глубинного насоса от заклинивания». Полученные данные позволяют говорить о целесообразности применения разрабатываемого устройства для защиты ШГН от заклинивания при наличии в потоке механических примесей и песка путем установки разработанных устройств многоступенчатого типа для защиты ШГН от заклинивания как выше, так и ниже насоса. С целью внедрения разработанных устройств на производстве в дальнейшем предполагается проведение промышленных испытаний разработанных устройств.