Экспериментальные исследования поставленных перед ПНИЭР задач. Обобщение и оценка результатов ПНИЭР

Объектом прикладных научных исследований и экспериментальных работ (ПНИЭР) является комплекс научно-технических и научно-технологических решений для механизированной эксплуатации скважин в осложненных условиях добычи на действующих газоконденсатных месторождениях. Цели работы: разработка научно-технических и научно-технологических решений, необходимых для разработки нового погружного оборудования и новой технологии добычи углеводородов, направленных на продление сроков рентабельной эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений на поздней стадии их разработки. Методология проведения работ. В основу научных работ заложены экспериментальные исследования, проводимые на лабораторном стенде. Результаты работы и их новизна. На третьем этапе, в ходе проведения ПНИЭР, выполнено изготовление ЭО МН для перекачки скважинной продукции. Конструкция нового насоса запатентована: Патент № 185 434. Насос // Сазонов Ю.А., Мохов М.А., Франков М.А., Туманян Х.А., Азарин К.И. Проверка технологии сборки нового изделия, при использовании изготовленных макетов, прошла успешно. Это позволило перейти к изготовлению деталей ЭО МН. Секции ротора и статора изготовлены из металла с использованием технологии лазерной резки. Для проведения испытаний разработанного ЭО МН изготовлен стенд. Конструктивные особенности разработанного и запатентованного многофазного насоса отражены в патентах: № 185 434; № 187 975; № 2 683 463; №192 514; № 192 621; решение о выдаче патента от 28.11.2019 по заявке № 2019122036. Проведены экспериментальные исследования ЭО МН в соответствии с разработанной Программой и методиками. По результатам исследований сделан вывод, что экспериментальный образец многофазного насоса в соответствии с ТЗ обеспечивает процесс диспергирования газожидкостной смеси совместно с процессом перекачки, при этом процесс диспергирования исключает разделение газожидкостной смеси на фракции. Выполнена интерпретация результатов проведенных исследований. Подготовлены варианты принципиальных кинематических и гидравлических схем, что позволило разработать математическую модель МН, а на ее основе разработан алгоритм оптимизации конструктивных параметров МН. Сам же алгоритм оптимизации конструктивных параметров МН на языке программирования переведен в форму Программы для ЭВМ. Подготовлен экспериментальный образец Программы для ЭВМ по оптимизации конструктивных параметров МН. Разработаны варианты схем подключения ЭО МН к технологической системе по согласованию с ИП, для проведения опытно-промышленных работ на эксплуатационном участке. Разработаны и запатентованы новые научно-технические решения по конструкции МН в целях реализации одновременно двух процессов в новом насосе – рабочего и диспергирования, включающие в том числе: новые варианты исполнения ротора насоса; новые варианты исполнения статора насоса; модернизированные рабочие камеры. В рамках проведенных ПНИЭР выполнена разработка новых научных принципов для перекачки многофазных сред. Разработанный научный подход связан с созданием новых многофазных насосов, обладающих свойствами реверсивных насосов. Оценивая эффективность полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем, можно утверждать, что впервые создана насосная технология и насосная техника для скважинных условий, способная обеспечить перекачку многофазной среды при предельно высокой концентрации твердой фазы в потоке, когда объемная концентрация твердой фазы может достигать 50%. Лучшие насосы, из числа известных, способны работать при объемной концентрации твердой фазы не более 2%. При выполнении ПНИЭР, экспериментально доказано, что этот показатель может быть увеличен в 25 раз по сравнению с лучшими известными насосами (50% против 2%). Новизна научных и конструкторских разработок подкреплена патентами. Разработаны технические предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера-организации реального сектора экономики. В соответствии с ТЗ выполнена разработка лабораторного технологического регламента на способ перекачки скважинной продукции МН. Лабораторный технологический регламент на способ перекачки скважинной продукции МН описывает рабочий процесс по перекачке жидкости с высокой объемной концентрацией твердой фазы, при использовании создаваемого насосного оборудования. Выполнена разработка проекта ТЗ на ОКР «Разработка гидродинамического многофазного насоса для перекачки продукции газовых и газоконденсатных скважин». Разработан проект ТЗ на ОТР «Разработка технологии механизированной эксплуатации обводненных и пескопроявляющих скважин газовых и газоконденсатных месторождений».