Управление вторичными течениями в ступенях нефтяных насосов для снижения их гидроабразивного износа
Диссертация
При интенсификации добычи нефти при помощи гидроразрывов пласта или увеличении депрессии, помимо роста дебита жидкости усиливается вынос механических примесей. Поэтому при работе погружного насоса в скважине в него может попасть значительно большее количество примесей, чем-то, на которое он рассчитан. Это приводит к интенсивному гидроабразивному износу элементов погружного насоса, что является… Читать ещё >
Содержание
- 1. Гидроабразивный износ погружных насосов
- 1. 1. Механизм гидроабразивного износа
- 1. 2. Недостатки типовых износостойких конструкций насосов
- 1. 3. Методики ресурсных испытаний
- 1. 4. Постановка задачи исследования
- 2. Методики исследований вторичных течений в ступенях насоса
- 2. 1. Методика стендового моделирования гидроабразивного износа ступеней погружных насосов
- 2. 1. 1. Влияние коррозионного фактора на гидроабразивный износ насоса
- 2. 1. 2. Влияние частоты вращения вала
- 2. 2. Методика численного моделирования вторичных течений в полости
- 2. 3. Методика визуализации вторичных вихревых течений
- 2. 4. Выводы по главе
- 2. 1. Методика стендового моделирования гидроабразивного износа ступеней погружных насосов
- 3. Закономерности гидроабразивного износа ступеней, вызванного вторичными течениями
- 3. 1. Закономерности гидроабразивного износа типовых конструкций насосов
- 3. 1. 1. Влияние газа на износ многоступенчатого насоса
- 3. 1. 2. Особенности гидроабразивного износа ступеней ВНН и ЭЦН типов
- 3. 1. 3. Влияние формы полости между рабочим колесом и направляющим аппаратом на скорость износа корпуса направляющего аппарата
- 3. 1. 4. Влияние подачи насоса на скорость гидроабразивного износа
- 3. 1. 5. Сравнение и выбор материалов ступеней
- 3. 2. Расчет скорости гидроабразивного износа межступенчатых уплотнений погружного насоса
- 3. 2. 1. Модель износа уплотнений
- 3. 3. Изменение конструкции межступенчатого уплотнения для снижения гидроабразивного износа
- 3. 4. Выводы по главе
- 3. 1. Закономерности гидроабразивного износа типовых конструкций насосов
- 4. Изменение вторичных течений в полости под рабочим колесом
- 4. 1. Исследование вторичных течений в полости под рабочим колесом
- 4. 2. Снижение износа ступени за счет изменения вторичных течений
- 4. 3. Экспериментальная проверка износостойкости ступеней
- 4. 4. Выводы по главе
Список литературы
- А. с. 1 071 802 СССР, F 04 В 51/00 Стенд для испытания насосов / Герасимов B.C., Городецкий Б. М., Чернышев В. Г., Яковлев Н. П., опубл.15.10.1982
- А. с. 1 521 918 СССР, F 04 D 15/00 Стенд для испытаний газосепараторов / Дроздов А. Н., Васильев М. Р., Варченко И. В. и др., заявл. 25.08.1987, опубл. 15.11.1989, Б.И. № 42.1
- Агеев Ш. Р. Российские установки лопастных насосов для добычи нефти и их применение / Ш. Р. Агеев, Е. Е. Григорян, Г. П. Макиенко. -Энциклопедический справочник. Пермь: Пресс-Мастер, 2007. — 645 с.
- Агеев Ш. Р. Высоконадежные центробежные установки для добычи нефти в осложненных условиях / Ш. Р. Агеев, П. Куприн, М. Ю. Мельников, О. М. Перельман, С. Н. Пещеренко, А. И. Рабинович // Бурение и нефть, 2006. № 4.
- Афнасьев А. Борьба с мехпримесями на Ван-Ёгане / А. Афанасьев // Нефтегазовая Вертикаль, 2010. № 11. — С. 76−82.
- Алескеров С.С. Эксплуатация скважин в осложненных условиях / С. С. Алескеров, Б. И. Алибеков, С. М. Алиев и др. М.: Недра, 1971. — 199 с.
- Бирюков В.И. Абразивное изнашивание газопромыслового оборудования / В. И. Бирюков, В. Н. Виноградов, М. М. Мартиросян. М.:Недра, 1977. — 207 с.
- Богданов A.A. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти / A.A. Богданов. М.: Недра, 1968. — 269 с.
- Высокооборотные лопаточные насосы / Б. И. Боровский, Н. С. Ершов, Б. В. Овсянников, В. И. Петров, В. Ф. Чебаевский, A.C. Шапиро- под ред. д-ра техн. наук Б. В. Овсянникова и д-ра техн. наук В. Ф. Чебаевского. -М.Машиностроение, 1975. 336 с.
- Габдуллин Р.Ф. Эксплуатация скважин, оборудованных УЭЦН, в осложнённых условиях / Р. Ф. Габдуллин // Нефтяное хозяйство, 2002. -№ 4. С. 62−64
- И. Гаркунов Д. Н. Триботехника (износ и безызносность) / Д. Н. Гаркунов.- Учебник. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательство МСХА, 2001. -616 е.: ил.
- Генералов И.В. Повышение эффективности эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН, в осложненных условиях Самотлорского месторождения: Дис.. кандидата технических наук: 25.00.17 / Генералов Иван Викторович. Уфа, 2005. — 183 с.
- Голубев А.И. Лабиринтно-винтовые насосы и уплотнения для агрессивных сред / А. И. Голубев. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1981. — 112 е.: ил.
- Смирнов Н.И. Новые подходы к повышению ресурса электропогружной установки / Н. И. Смирнов // Инженерная практика, 2012. № 1. — С.5−9.
- Девицкий В.Н. Промысловые испытания оборудования в осложненных условиях / В. Н. Девицкий // Инженерная практика, 2011. № 2. — С.90−92
- Деньгаев A.B. Исследование причин «полетов» газосепараторов в составе УЭЦН / A.B. Деньгаев, А. Н, Дроздов, B.C. Вербицкий // Территория Нефтегаз, 2005. № 11. — С.50−53.
- Деньгаев A.B. Анализ работы центробежных газосепараторов в ОАО «Юганскнефтегаз»/ A.B. Деньгаев, А. Н Дроздов, B.C. Вербицкий, Д. В. Маркелов и др. // Нефтяное хозяйство, 2006. № 2. — С. 86−89.
- Деньгаев A.B. Эксплуатация скважин, оборудованных высокопроизводительными УЭЦН с газосепараторами / A.B. Деньгаев, А. Н. Дроздов, B.C. Вербицкий, Д. В. Маркелов // Бурение и нефть, 2005. № 2. — С. 10−13.
- Дразин Ф. Введение в теорию гидродинамической устойчивости / Ф. Дразин- пер. с англ. Г. Г.Цыпкина- под. ред.А. Т. Ильичева. М: Физматлит, 2005. — 287 с.
- Животовский Л.С., Смойловская Л. А. Лопастные насосы для абразивных гидросмесей / Л. С. Животовский, Л. А. Смойловская.- М.: Машиностроение, 1978. 223 е.: ил.
- Животовский, JI.С. Техническая механика гидросмесей и грунтовые насосы / JI.C. Животовский, JT.A. Смойловская. М.: Машиностроение, 1986. — 224 е.: ил.
- Иванов А.Н. Гидродинамика развитых кавитационных течений / А. Н. Иванов. Ленинград: Судостроение, 1980. — 240 е.: ил.
- Ивановский В.Н. Нефтегазопромысловое оборудование / В. Н. Ивановский, В. И. Дарищев, B.C. Каштанов, И. А. Мерициди, Н. М. Николаев, С. С. Пекин, A.A. Сабиров. М.: ЦентрЛитНефтеГаз., 2006. — 720 е.: ил.
- Ивановский В.Н. Скважинные насосные установки для добычи нефти / В. Н. Ивановский, В. И. Дарищев, A.A. Сабиров, B.C. Каштанов, С. С. Пекин. М. ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2002. — 824 е.: ил.
- Ивановский В.Н. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти / В. Н. Ивановский, С. С. Пекин., A.A. Сабиров. М. ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2002. — 256 е.: ил.
- Каплан Л.С. Введение в технологию и технику нефтедобычи / Л. С. Каплан, У. З. Ражетдинов. Уфа: Конкорд-Инвест, 1995. — 236 с.
- Карелин В.Я. Изнашивание лопастных насосов / В. Я. Карелин. М.: Машиностроение, 1983. — 166 с.
- Карелин В.Я. Износ лопастных гидравлических машин от кавитации и наносов / В. Я. Карелин. М. Машиностроение, 1970. — 184 с.
- Каталог оборудования ООО «Производственная компания «Борец»
- Каталог Baker Huges Centrilift
- Каталог ЗАО «Новомет-Пермь"34. Каталог REDA
- Кожин А. Г. Анализ факторов, влияющих на износ погружного электрооборудования / А. Г. Кожин, И. Г. Соловьев // Вестн. кибернетики. Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2006. — № 5. — С. 3−9.
- Красиков А.Н. Материалы и технологии для осложненных условий эксплуатации: Мехпримеси / А. Н, Красиков // Инженерная практика, 2011. № 5. — С. 35−39.
- Кудрявцев И.А. Совершенствование технологии добычи нефти в условиях интенсивного выноса мехпримесей (на примере Самотлорского месторождения) // Автореферат дис.. кандидата технических наук / Кудрявцев Игорь Анатольевич. Тюмень, 2004. — 24 с.
- Ламбин Д.Н. Разработка технологий насосной эксплуатации нефтяных скважин с повышенным содержанием свободного газа и механических примесей: Автореферат дисс.. кандидата технических наук: 25.00.17/ Ламбин Дмитрий Николаевич. М., 2011. — 23 с.
- Ламбин Д.Н. Сравнительные испытания на износоустойчивость отечественных центробежных газосепараторов / Д. Н. Ламбин, C.B. Свидерский // Нефть, газ и бизнес, 2010. № 4. — С.78−83.
- Ландау Л.Д. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. VI Гидродинамика. 4-е изд., стереот. / Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. — 736 с.
- Ломакин A.A. Центробежные и осевые насосы / A.A. Ломакин A.A. -Ленинград: Машиностроение, 1966. 364 с.
- Маркелов Д. В. Центробежная сепарация газа и твердых частиц в приемных устройствах погружных насосных установок для добычи нефти: Дисс.. кандидата технических наук: 05.02.13. М., 2007. — 118 с.
- Маслов И.И. Современные методы борьбы с выносом песка из скважин / И. И. Маслов // Обзорная информ. Сер. Нефтепромысловое дело. М.: ВНИИОЭНГ, 1978. — 38 с.
- Никитин Г. А. Щелевые и лабиринтные уплотнения гидроагрегатов / Г. А. Никитин. М.: Машиностроение, 1982. — 135 с.
- Островский В.Г. Надежность энергоэффективного оборудования «Новомет» при повышенном содержании механических примесей / В. Г. Островский // Инженерная практика, 2011. № 3. — С.90−93.
- Островский В.Г. Механизм гидроабразивного износа ступеней нефтяных насосов / В. Г. Островский, М. О. Перельман, С. Н. Пещеренко // Бурение и нефть, 2012. № 10. — С.36−38.
- Островский В.Г. Влияние утечек на рабочие характеристики и надежность нефтяных насосов / В. Г. Островский, С. Н. Пещеренко // Научные исследования и инновации, 2011. Т. 5. — № 2. — С. 171−176.
- Островский В.Г. Методика моделирования гидроабразивного износа ступеней нефтяных насосов / В. Г. Островский, С. Н. Пещеренко, A.JI. Каплан // Горное оборудование и электромеханика, 2011. № 12, С. 3842.
- Островский В.Г. Расчет скорости гидроабразивного износа межступенчатых уплотнений погружного насоса / В. Г. Островский, С. Н. Пещеренко. Вестник ПНИПУ № 4, 2012 г. — С.70−75.
- Островский В.Г. Стендовое моделирование коррозионно-абразивного разрушения направляющих аппаратов нефтяных насосов / В. Г. Островский, С. Н. Пещеренко // Научные исследования и инновации, 2010. Т.4. 1. — С. 86−88.
- Пат. 2 011 011 Российская Федерация, F 04 В 51/00, Стенд для исследования износа проточной части центробежного насоса / Зайцев Г. Н.- опубл. 15.04.1994.
- Пат. 2 075 656 Российская Федерация, F 04 D 13/10, F 04 F 5/54, F 04 В 51/00 Способ испытаний гидравлических машин и электродвигателей к ним и стенд для его осуществления / А. Н. Дроздов, JLA. Демьянова. М. заявл. 14.03.1995, опубл. 20.03.1997, Б.И. № 8
- Пат. 2 334 127 Российская Федерация, F 04 D 13/10, F04D 29/044, Насос центробежный модульный Логинова О. И. заявл. 21.12.2006, опубл.20.09.2008, Бюл. № 26
- Пат. 2 371 694 Российская Федерация, G 01 M 13/00, Стенд для исследования износа рабочей ступени центробежного насоса Смирнов Н. И., Смирнов H.H., Свидерский C.B., Горланов С. Ф. опубл. 20.11.2007
- Пат. 2 411 298 Российская Федерация, Порошковый коррозионно-стойкий материал на основе железа Безматерных Н. В., Кичигина H.A., Артамонов В. И., Ощепков Д. А., Александров В. Г., Рабинович А. И. опубл. 10.02.2011, Бюл. № 4
- Пат. 2 454 567 Российская Федерация, Ступень многоступенчатого погружного насоса центробежного типа Островский В. Г., Пещеренко М. П., Пещеренко С. Н., опубл. 27.06.2012, Бюл. № 18.
- Персиянцев М.Н. Добыча нефти в осложненных условиях / М. Н. Персиянцев М.Н. М.:Недра-Бизнесцентр, 2000. — 653 е.: ил.
- Петренко А. Суперизносостойкие УЭЦН / А. Петренко // Нефтегазовая вертикаль, 2010. № 11. — С.84−87.
- Петренко А. Проект «МРП-700»/ А. Петренко // Инженерная практика, 2011. № 5. — С.74−80.
- Пирсол И. Кавитация/ И. Пирсол- пер. с англ. Ю.Ф. Журавлева- ред., предисл. и дополи. Л. А. Эпштейна. М.:Мир, 1975. — 95 с.
- Попов В.М. Шахтные насосы (теория, расчет и эксплуатация): Справочное пособие / В. М. Попов. М.: Недра, 1993. — 224 е.: ил.
- Попов Д.Н., Панаиотти С. С., Рябинин М. В. Гидромеханика: Учебник для вузов / Д. Н. Попов, С. С. Панаиотти, М.В. Рябинин- под ред. Д. Н. Попова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. — 384 е.: ил.
- Прожега М. В. Разработка методов повышения износостойкости радиальных пар трения скольжения электрических центробежных насосов: дис.. кандидата технических наук: 05.02.04 / Прожега Максим Васильевич. М., 2009. — 124 с.
- Пфлейдерер К. Лопастные машины для жидкостей и газов / К. Пфлейдерер- пер. A.M. Ладогиной- под. ред. В. И. Пликовского. М.: Машгаз, 1960. — 683 с.
- Пчелинцев Ю.В. Полеты насосов / Ю. В. Пчелинцев. М.: ВНИИОЭНГ, 2003. — 392 с.
- Ремонт крупных осевых и центробежных насосов: Справочник / В. Л. Кузнецов, И. В. Кузнецов, P.A. Очилов.-М.: Энергоатомиздат, 1996.- 240 е.: ил.
- Сабиров A.A. Стендовые испытания скважинных сепараторов механических примесей / А. А. Сабиров // Инженерная практика, 2011. — С.150−155.
- Семенова И.С. Коррозия и защита от коррозии / И. С. Семенова, Г. М. Флорианович, A.B. Хорошилов- под ред. И. В. Сесеновой -М.:ФИЗМАТЛИТ, 2002. 336 с.
- Слепченко С.Д. Оценка надежности УЭЦН и Pix отдельных узлов по результатам промысловой эксплуатации: Автореферат дис.. кандидата технических наук / Слепченко Сергей Дмитриевич. М., 2011. — 22 с.
- Смирнов Н.И. Научные подходы к повышению надежности УЭЦН / Н. И. Смирнов, H.H. Смирнов, С. Ф. Горланов // Инженерная Практика, 2010.- № 2. С.14−18.
- Смирнов Н.И. Научные основы повышения ресурсы УЭЦН для малодебитных скважин / Н. И. Смирнов, H.H. Смирнов, С. Ф. Горланов // Инженерная Практика, 2010. № 7. — С.18−21.
- Сиегирев А.Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбелентных течений / А.Ю. Снегирев- Учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. 143 с.
- Сорокин Г. М. Коррозионно-механическое изнашивание сталей и сплавов: Учебное пособие / Г. М. Сорокин, А. П. Ефремов, J1.C. Саакиян. М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ"РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2002. — 424 с.
- Степанов Л.И. Центробежные и осевые насосы / Л.И. Степанов- пер. с англ. М. Я. Лейферова, М. В, Поликовского- под ред. В. И. Поликовского.- М.: Машиностроение, 1960. 463 с.
- Съюмен Д. Справочник по контролю и борьбе с пескопрявлениями в скважинах / Д. Съюмен, Р. Эллис, Р. Снайдер- пер. с англ.- пер. и ред. М. А. Цайгера. М.: Недра, 1986. — 176 с.
- Технический каталог «Погружное оборудования для добычи нефти», ОАО «Алнас»
- ТУ 3665−015−12 058 737−2012 Насосы для добычи нефти и нагнетания воды в пласт производства НОВОМЕТ, 2012
- Финкелыптейи З.Л. Применение и очистка рабочих жидкостей для горных машин / З. Л. Финкелынтейн. М.:Недра, 1986, — 232с.: ил.
- Фомин В.В. Гидроэрозия металлов / В. В. Фомин. М., «Машиностроение», 1977. — 287 с.
- Хрущев М. М. Абразивное изнашивание / М. М, Хрущев, М. А. Бабичев.- М.:Наука, 1970. 252 е.: ил.
- Хрущев М.М. Исследование изнашивания металлов / М. М, Хрущев, М. А. Бабичев. -М.: изд. АН СССР, 1960. 264 е.: ил.
- Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы / Л.Г. Чичеров- учебное пособие для ВУЗов. М.: Недра, 1983. 312 с.
- Шкуидин Б.М. Землесосные снаряды / Б. М. Шкундин. Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, перерад. М.:Энергия, 1973. 272 е.: ил.
- Эксплуатация осложненных скважин центробежными электронасосами / под ред. JI.C. Каплан, 1994. 37с.
- Виноградов O.E. Энергоэффективность низкоадгезионных ЭЦН / O.E. Виноградов // Инженерная практика, 2010. Ns3. — С.106−108.
- Якимов С.Б. Индекс агрессивности выносимых частиц на месторождениях ТНК-BP в Западной Сибири / С. Б. Якимов // Нефтепромысловое дело, 2008. № 9. — С.33−39.
- Яременко О.В. Испытания насосов / О. В. Яременко. Справочное пособие. М. Машиностроение, 1976. — 225 с.
- Gortler H. Zur Geschichte des П-Theorems // Zeitschrift fur angewandte Mathematik und Mechanik, 1975, C. 3−8
- Gulich J.F. Centrifugal Pumps, Springer-Verlag Berlin Heidelberg / J.F. Gulich, 2010. 964 c.
- Roger D. Stair, Brown Lyle Wilson. Submersible pump for operation in sandy environments, diffuser assembly, and related methods. Patent US 2011/194 926. Pub. date Aug.ll, 2011
- Patent US № 2011/194 926 Al Submersible pump for operation in sandy environments, diffuser assembly, and related methods. Roger D. Stair, Brown Lyle Wilson. Aug. ll, 2011
- Patent US № 2 775 945, Sand resistant pump, Arutunoff A. 27.08.1953
- Patent US № 6 752 560 B2, кл. F16C 3/00, F16D 1/06, 22.06.2007
- Takacs Gabor. Electrical submersible pump manual: design, operation, and maintenance, Elsevier, 2009, 425p.
- Uetz H. Abrasion und Erosion. Hanser, Munchen, 1986
- Vetter G. et al. Multiphase pumping with twin-screw pumps. 17th intl pumps users symp, Texas A&M, 2000, 153−169