Результаты перспективного исследования представлены в журнале «Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горно-шахтного и нефтепромыслового оборудования». Научная работа реализована в рамках стратегической программы академического лидерства «Приоритет 2030».
Современная нефтедобыча в скважинах сложной конфигурации, включая наклонно-направленные и оснащенные боковыми стволами, осуществляется с помощью специализированных насосных систем с канатной штангой. Данный элемент интегрируется в стандартную конструкцию насосных штанг на участках с повышенной кривизной. По своей сути это эластичная, но нерастяжимая металлическая конструкция, размещенная между качающим механизмом и глубинным насосом. Ключевая задача этого компонента заключается в обеспечении корректного возвратно-поступательного движения для эффективной добычи нефти.
В процессе функционирования скважин, особенно в сложных геологических условиях, происходит естественная разгрузка штангового комплекса. При этом канатный элемент подвергается значительному сжатию, что становится причиной его деформации, выхода из строя и последующего простоя оборудования. Такие ситуации существенно снижают производительность насосных установок, требуют незапланированных остановок и дорогостоящих ремонтных работ.
Специалисты Пермского Политеха разработали инновационное решение данной проблемы, предложив систему фиксации канатной штанги с помощью специальных центрирующих устройств.
«Инновационная конструкция представляет собой особую бандажную систему с внешними фиксаторами, которая надежно закрепляется на канатной штанге, гарантируя ее оптимальное положение. Установка производится в критических точках для обеспечения максимальной устойчивости при воздействии компрессионных нагрузок», – поясняет Анна Иванченко, ведущий специалист кафедры горной электромеханики ПНИПУ.
«Разработанная методика предполагает размещение центраторов в точках экстремального отклонения штанги от заданной траектории. Позиционирование определяется посредством сложных математических расчетов, а последующие точки установки выбираются на отрезке между существующим центратором и нижней частью конструкции», – объясняет Валерий Зверев, доцент кафедры горной электромеханики ПНИПУ, кандидат технических наук.
Инновационная система центрирования эффективно предотвращает деформацию каната в процессе эксплуатации.
Инновационная технология пермских исследователей гарантирует стабильное положение канатной штанги, значительно увеличивает срок службы оборудования и поддерживает его оптимальную работоспособность. Внедрение данного решения позволит существенно оптимизировать затраты на извлечение трудноизвлекаемых запасов нефти в России. В настоящее время разработка находится на стадии патентования.
