Технологические процессы и технические средства, обеспечивающие эффективную работу глубинного плунжерного насоса 05. 02. 13 Машины, агрегаты и процессы (нефтегазовая отрасль); 05. 16. 09- материаловедение (машиностроение в нефтегазовой отрасли)

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3

Основные выводы

1. Разработаны новые концепции и обоснованы методы диагностики физико-механических и эксплуатационных свойств материала эксплуатирующихся штанг:

магнитоиндукционной диагностикой штанги в приложенном постоянном магнитном поле при действии продольной растягивающей нагрузки, превышающей ее максимальное нагружение в скважине; по уровню шумов Баргаузена, чувствительных к структурным изменениям материала упругодеформированной штанги действием ассиметрично повторяющихся нагрузок (растягивающих или изгибающих); по виду индикаторной линии проложенной по прямой вдоль тела штанги, деформируемого действием растягивающей нагрузки и кручения; диагностика эксплуатационных свойств материала тела штанги пластически деформируемого действием продольной растягивающей нагрузки и действием в последующем продольной растягивающей нагрузкой и кручением; по характеру изменения напряженности магнитного поля рассеяния от действия продольной растягивающей нагрузки, приложенной к локально намагниченной штанге; по характеру изменения тангенциальной составляющей магнитного поля остаточно намагниченной штанги под нагрузкой как в области упругой, так и пластической деформации, что позволяет сделать заключение о существовании необратимых процессов в материале штанги, характеризующих её эксплуатационные свойства.

2. Экспериментально и аналитически обоснованы, к уже известным, дополнительные существенные причины разрушения эксплуатирующихся в нефтяных скважинах насосных штанг:

- наличие протяженного по длине и радиусу металлической штанги слоя с пониженной твердостью;

- наличие обезуглероженного слоя с неоднородной глубиной как по периметру, так и по длине штанги.

3. Разработана технология ремонта бывших в эксплуатации насосных штанг из стали 20Н2М за счет обеспечения свариваемости концевых участков с телом штанги. Суть технологии заключается в химико-термической обработке концевых участков штанг, которые могут быть сварены с телом штанги, подвергнутой, например нормализации. Подвергнутые химико-термической обработке концевые участки имеют повышенную эксплуатационную надёжность, обеспечивая повторное их использование с материалом тела других штанг.

4. Разработан метод и технологические режимы восстановления первоначальной геометрии и упрочнения материала насосных штанг бывших в эксплуатации из марок сталей отечественного и зарубежного производства при температуре окружающей среды. Суть метода заключается в продольном нагружении штанги до микропластической деформации и кручении до падения продольной растягивающей нагрузки.

Упрочнение длинномерного изделия продольными нагружениями и кручением с разработанными режимами обеспечивает изменение межатомных расстояний в кристаллической решетке металла без разрушения межатомных связей в пределах всего объема штанги, что обеспечивает однородность деформирования по ее длине, как следствие восстановление первоначальной геометрии и повышение усталостной прочности материала за счет упрочнения.

5. Разработаны математические модели условий работы насосных штанг совместно со скребками и центраторами и протяженных нагревателей в скважине и на их основе предложены новые технические решения, касающиеся конструкций штанг со скребками и центраторами и конструкций протяженных нагревателей в погружном исполнении. Применение разработанного оборудования привело к снижению нагрузок на штанги в процессе их эксплуатации на 10-15%.

6. В результате проведенных исследований обоснованы технические требования, предъявляемые к приводу глубинного насоса на основе ЛАД. При выборе конструкции погружного ЛАД предпочтение отдано зубцово-пазовой структуре, использование которой позволило изготовить ЛАД с минимальным воздушным зазором и ограниченным внешним диаметром.

7. Предложено, исходя из конструктивных особенностей ЛАД, величину зубцового деления вторичного элемента представить любым положительным числом (целым, дробным, иррациональным). Установлены закономерности расхождения по длине статора в зависимости от величины зубцового деления статора и вторичного элемента и получены выражения, позволившие определить перекрытия (элементарные, обобщенные). Получены рациональные соотношения между величиной зубцового деления статора и вторичного элемента ЛАД, именно t_z₂ = (0,1-0,2)t_z₁.

8. По результатам теоретических и экспериментальных исследований спроектированы, изготовлены и испытаны на предприятиях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» конструкции погружных агрегатов ЭППА-1 и ЭППА-2 с оптимизацией по усилию. Экспериментальные исследования полупромышленных ЭППА подтвердили их удовлетворительную работоспособность.

Основное содержание работы

опубликовано в 116 работах, в том числе:

1. Новиков В.Ф., Семенов В.В., Бахарев М.С. О возможности неразрушающего определения предела выносливости стали 20Н2М //Дефектоскопия.– 2006.-№ 3.- С. 65-71

2. Новиков В.Ф., Семенов В.В., Бахарев М.С. Возможности определения предела пропорциональности (предела микротекучести) стали по кривым магнитоупругого размагничивания //Контроль диагностики.– 2006. - № 4. – С. 1-2

3. Семенов. Теория взаиморасположения зубцово-пазовых структур линейного асинхронного двигателя плунжерного насоса для наклонно направленных и горизонтальных скважин //Нефтегазовое дело. Научно-технический журнал.– 2007. – Том 5.-

№ 1. - С. 86-90.

4. Семенов В.В., Матвеев Ю.Г. Магнитная обработка добываемой жидкости нефтяных скважин ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» и критерии для исключения осложнений при ее добыче // Известия ВУЗов. Нефть и газ. – 2008.-№5. – С. 98-103.

5. Семенов В.В. Компьютеризованный технологический процесс восстановления, упрочнения и контроля штанг насосных //Нефтепромысловое дело. – 2008.-№5 - № 9. – С.52-57.

6. Семенов В.В. Механическая очистка рабочих поверхностей внутрискважинного оборудования для предупреждения осложнений при добыче нефти //Нефтепромысловое дело. – 2008.- № 10. – С. 48-52.

7. Семенов В.В., Пепеляев В.В. Работоспособность штанг насосных во взаимосвязи со структурой материала длинномерного изделия //Нефтепромысловое дело. – 2008. - № 12. – С. 37-45.

8. Семенов В.В. Восприимчивость жидкости нефтяных скважин ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» к тепловой обработке для исключения осложнений при ее добыче //Нефтепромысловое дело. – 2009. - № 1. – С. 35-44.

9. Семенов В.В., Матвеев Ю.Г. Технологический процесс и специализированное оборудование для исполнения операций, очистки, утилизации АСПО, контроля, восстановления насосно-компрессорных труб в нефтедобыче //Нефтепромысловое дело. – 2009. - № 3. – С. 37-41.

10. Федорович Я.Т., Сичов Ю.С., Семенов В.В. Оцiнка впливу експлуатацiйних дефектiв на опiр втомi насосных штанг /Розвiдка та розробка нафтових i газових родовищ: ДМНТЗ. Сер. Нафтопромислова механiка. – Iвано-Франкiвський держ. техн. ун–т нафти i газу. - 1994. – Вип. 31. - С. 62-67.

11. Семенов В.В., Надымов Н.П., Калугин В.Е. Технологический процесс восстановления пространственной геометрии, упрочнения и неразрушающего контроля насосных штанг, бывших в эксплуатации// Развитие идей И.М. Губкина в теории и практике нефтегазавого дела: XIV Губкинские чтения / РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. - М. – 1996. - С. 142-142.

12. Семенов В.В., Надымов Н.П. Установление механических характеристик насосных штанг, сортировка их по классам прочности в процессе восстановления пространственной геометрии тела штанги. // Новые материалы и технологии в машиностроении: сб. материалов: междунар. науч.-техн. конф. 31.10.-03.11.2000 г./ – ТюмГНУ, Тюмень, 2000.- С.124-125.

13. Семенов В.В. Комплексная программа подбора внутрискважинного оборудования, компоновок колонн насосных штанг при глубинно-насосной эксплуатации с использованием УСШН// Состояние и перспективы производства отечественного бурового и погружного оборудования для нефтяных и газовых скважин: сб. докладов Всероссийского научно-практического семинара /Союз производителей нефтегазового оборудования РФ.-Пермь-М, 2-4 апреля 2003 г - Пермь, 2003.– С.74-84.

14. Семенов В.В. Технология путевого прогрева жидкостей эксплуатационных скважин и технические средства для ее решения: //Новые методы добычи, подготовки и транспортировки нефти: сб.докл.науч.-техн.конф. Октябрьский, 27-28 апреля 2004 г.- Октябрьский, 2004 г. – С. 42-43.

15. Инструкция на технологию неразрушающего контроля насосных штанг: РД 39-0148369-223-88 /Семенов В.В., Сюр А.Н., Кардынов А.В., Чазова З.И., Кривоносов А.Н., Рахимкулов Р.С.; МНП, Объединение Пермнефть, ПермНИПИнефть. – Пермь, 1988.–28 с.

16. А.с. 491793 СССР, МКИ F 04 В 47/00. Глубинный поршневой бесштанговый насос двойного действия /В.В.Семенов, Л.И.Локшин, Г.А.Чазов. - № 1601978, заявл. 30.11.70; опубл. 15.11.75, Бюл. № 42. – 3 с.: ил.

17. А.с. 741384 СССР, МКИ² Н 02 К 41/04. Линейный асинхронный двигатель /В.В.Семенов, И.Г.Резин. – № 2560961/24; заявл. 28.12.77; опубл. 15.06.80, Бюл. № 22. – 3 с.: ил.

18. А.с. 977684 СССР, МКИ² Е 21 В 17/07. Амортизатор насосной штанговой колонны /В.А.Бахвалов, Л.И.Локшин, В.В.Семенов, С.Б.Шафран. - № 3266041/22; заявл. 25.03.81; опубл. 30.11.82, Бюл. № 44. – 3 с.: ил.

19. А.с.1080694 СССР, МКИ³ Н 02 К 41/04. Линейный асинхронный электродвигатель возвратно-поступательного движения /В.В.Семенов, М.Г.Резин, Ю.А.Васев. - № 2621362/24, заявл.01.06.78; опубл. 10.04.2000, Бюл. № 10. – 5 с.: ил.

20. А.с. 1080701 СССР, МКИ³ Н02 Р 7/62. Устройство для управления трехфазным линейным асинхронным электродвигателем возвратно-поступательного движения /В.В.Семенов, Э.Г.Катаева. - № 2825090; заявл. 05.10.79; опубл. 27.04.2000, Бюл. № 12. – 5 с.: ил.

21. А. с. 1091820 СССР, МКИ³ Н 02 К 41/025. Асинхронный электродвигатель возвратно поступательного движения/ В.В. Семенов, М.Г. Резин. - № 3308196; заявл. 25.06.81; опубл. 27.04.2000, Бюл. № 12. – 7 с.: ил.

22. А.с.1120089 СССР, МКИ³ Е 21 В 43/00. Глубиннонасосная установка /В.В. Семенов, В.А.Бахвалов, В.А.Опалев. - № 3525217/22; заявл. 23.12.82; опубл. 23.10.84, Бюл. № 39. – 4 с.: ил.

23. А.с. 1320503 СССР, МКИ⁴ F 04 B 19/04, 47/02. Устройство для добычи высоковязкой нефти из скважины /В.А. Бахвалов, В.В. Семенов, Е.А. Паненко. – № 3871238; заявл. 21.03.85; опубл. 30.06.87, Бюл. № 24. – 6 с.: ил.

24. А.с. 1481668 СССР, МКИ⁴ G 01 N 27/82. Способ неразрушающего контроля глубиннонасосных штанг /Семенов В.В., Сюр А.Н., Кардынов А.В., Чазов Г.А. – № 4297452/25, заявл. 14.08.87, опубл. 23.05.89, Бюл. № 19. – 7 с.: ил.

25. Пат. 1833688 СССР, МПК⁵ G 01 N 3/32. Способ испытаний материалов конструкций на усталость /Семенов В.В., Вассерман Н.Н., Замесов Л.А.; заявитель и патентообладатель ООО «ПермНИПИнефть». - № 4872114, заявл. 05.10.90: для служеб. польз. – 5 с.: ил.

26. Пат. 2029294 РФ, МПК⁶ G 01 N 27/82. Способ дефектоскопии глубиннонасосных штанг /Семенов В.В., Василяди В.П., Пепеляев В.В.; заявитель и патентообладатель «ПермНИПИнефть». - № 5050554/28; заявл.01.07.92; опубл. 20.02.95. Бюл. № 5. – 5 с.: ил.

27. Пат. 2068484 РФ, МПК⁶ Е 21 В 17/00. Способ компоновки колонн глубинно-насосных штанг и ступень колонны глубинно-насосных штанг /Семенов В.В., Пепеляев В.В., Дюжиков А.Е.; заявители и патентообладатели Семенов В.В., Пепеляев В.В., Дюжиков А.Е. - № 94001535/03; заявл. 17.01.94; опубл. 27.10.96, Бюл. № 30. – 8 с.

28. Пат. 2069496 РФ, МПК⁶ С 21 Д 7/12 8/00. Способ восстановления длинномерных цилиндрических изделий /Семенов В.В., Вассерман Н.Н., Калугин В.Е.; заявитель Семенов В.В., патентообладатели Семенов В.В., ТОО «ДСП Технология». - № 94030098/02; заявл. 11.08.94; опубл. 20.11.96, Бюл. № 32. – 3 с.

29. Пат. 2076008 РФ, МПК⁶ G 01 N 19/08. Способ контроля насосных штанг при их правке /Пепеляев В.В., Семенов В.В., Пепеляева В.Б.; заявители и патентообладатели Семенов В.В., Пепеляев В.В., Пепеляева В.Б. – № 93057286/08; заявл. 24.12.93; опубл. 27.03.97, Бюл. № 9. – 3 с.: ил.

30. Пат. 2082590 РФ, МПК⁶ В 24 В 39/00, В 21 D3/12, В 21 D 11/14. Устройство для упрочнения длинномерного материала /Семенов В.В., Дюжиков А.Е., Мухин П.Ф.; заявители Семенов В.В., Дюжиков А.Е., Мухин П.Ф.; патентообладатели Семенов В.В., Дюжиков А.Е., ТОО «ДСП Технология», АО «Очерский машзавод». - № 9510018/02; заявл. 05.01.95; опубл. 27.06.97, Бюл. № 18. – 4 с.: ил.

31. Пат. 2092444 РФ, МПК⁶ С 02 F 1/48. Магнитное устройство для обработки жидкости (варианты) / Семенов В.В., Борсуцкий З.Р., Злобин А.А., Кардынов А.В.; заявитель и патентообладатель ООО «ПермНИПИнефть». - № 95110722/25; заявл. 23.06.95; опубл. 10.10.97, Бюл. № 28. - 6 с.: ил.

32. Пат. 2092447 РФ, МПК⁶ С 02 F 1/48. Устройство для магнитной обработки жидкости и способ его компоновки /Семенов В.В., Злобин А.А., Борсуцкий З.Р., Тульбович Б.И.; заявитель и патентообладатель ОАО «ПермНИПИнефть». –

№ 95117181/25; заявл. 10.10.95; опубл. 10.10.97. Бюл. № 28. - 6 с.: ил.

33. Пат. 10000 РФ, МПК⁶ Н 01 В 7/18. Кабельная линия /Семенов В.В., Георгиевский В.Б., Макиенко Г.П. Кардынов А.В., Локшин Л.И., Губинский А.И.; заявитель и патентообладатель ОАО «ПермНИПИнефть». – № 98111550; заявл.15.06.98; опубл. 16.05.99 , Бюл. № 5. – 2 с.; ил.

34. Пат. 14474 РФ, МПК⁷ Н 01 В 7/18. Кабельная линия / Кардынов А.В., Семенов В.В., Южанинов П.М.; заявитель и патентообладатель ОАО «ПермНИПИнефть».–№ 2000107299/20; заявл.23.03.2000; опубл.27.07.2000, Бюл.№ 21.–2 с.: ил.

35. Пат. 16220 РФ, МПК⁷ Н 01 7/18, Н 05 В 3/56. Нагревательный кабель (варианты) / Семенов В.В., Георгиевский В.Б., Макиенко Г.П. Кардынов А.В., Локшин Л.И., Акмалов И.М.; заявитель и патентообладатель ООО «ПермНИПИнефть».–№2000121439; заявл.10.08.2000; опубл. 10.12.2000, Бюл. № 34. – 3 с.: ил.

36. Пат. 39218 РФ, МПК⁷ Н 01 В7/18. Оконцовочное устройство многожильного нагревательного кабеля / Вдовин Э.Ю., Матченко Н.А., Семенов В.В., Бурков Ю.Г.; заявитель и патентообладатель ООО «ПермНИПИнефть». - №20041087112/22; заявл. 24.03.2004; опубл. 20.07.2004, Бюл. № 20. – 3 с.: ил.

37. Пат. 2115917 РФ, МПК⁶ G 01 N 27/80, G 01N 27/82. Способ контроля структуры металла протяженного изделия/ Семенов В.В., Калугин В.Е., Вассерман Н.Н.; заявители и патентообладатели ОАО «ПермНИПИнефть», ЗАО «ИНОКАР».–№ 96122014/028; заявл.13.11.96; опубл.20.07.98, Бюл.№ 20.–6 с.: ил.

38. Пат. 2123393 РФ МПК⁶ С1 В 08 В 9/00. Способ очистки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафинистых отложений /Семенов В.В., Булавин В.Г., Бурков Ю.Г.; заявители и патентообладатели ОАО «ПермНИПИнефть», ЗАО «ИНОКАР». – № 97109954/12; заявл. 11.06.97; опубл. 20.12.98, Бюл. № 35. – 5 с., ил.

39. Пат. 2155859 РФ, МПК⁷В 37/00 17/00. Штанговращатель колонны насосных штанг глубиннонасосной установки /Семенов В.В., Бабушкин В.В.; заявители и патентообладатели Семенов В.В., АО «Очерский машзавод», ТОО ДСП «Технология»; договор об уступке № РД 0022651 от 01.06.2007, патентообладатель ОАО «Очерский машзавод». – № 98119326/03; заявл. 26.10.98; опубл. 10.09.2000, Бюл. № 25. – 12 с.: ил.

40. Пат. 2177918 РФ, МПК⁷ С 04 В 26/26. Гидроизоляционная смесь/ Гельфенбуйм И.В., Мерсон М.Э., Ильясов С.Е., Семенов В.В., Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Тагилов М.А.,Тагилова О.А.; патентообладатели Пермский гос. техн. университет, ООО «ПермНИПИнефть». - № 2000115080/03, заявл. 09.06.2000; опубл. 10.01.2002, Бюл. № 1. – 5 с.

41. Пат. 2183647 РФ, МПК⁷ С 08 J 11/18, С 10 G 31/09. Способ утилизации асфальтосмолопарафинистых отложений и установка для его осуществления /Семенов В.В., Мерсон М.Э., Шипигузов Л.М., Глущенко В.Н., Бурков Ю.Г., Юрпалов И.А.; заявители и патентообладатели ООО «ПермНИПИнефть», ЗАО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». – № 2001106251/04; заявл. 05.03.2001; опубл. 20.06.2002, Бюл. № 17. – 12 с.; ил.

42. Пат. 2189036 РФ, МПК⁷ G 01 N 27/72, G 01 L 1/12. Способ определения предела выносливости длинномерного ферромагнитного изделия /Семенов В.В., Новиков В.Ф.; заявители и патентообладатели Тюменский государственный нефтегазовый университет; Семенов В.В., Новиков В.Ф. – № 2000130324/28; заявл. 04.12.2000; опубл. 10.09.2002, Бюл. № 25. - 6 с.; ил.

43. Пат. 2196958 РФ, МПК⁷ G 01 B 3/26, G01B 3/00. Стенд для шаблонирования труб/ Семенов В.В., Мосин В.П., Епейкин В.П.; заявители и патентообладатели ЗАО «ЛУКОЙЛ-Бурение-Пермь», ООО «ПермНИПИнефть». - № 2000133055; заявл. 28.12.2000; опубл. 20.01.2003, Бюл. № 2. – 4 с.: ил.

44. Пат. 2254196 РФ, МПК⁷ В 21Н 3/04. Устройство для упрочнения резьб длинномерных изделий пластическим деформированием /Семенов В.В., Гуревич Е.И., Рудаков А.В.; патентообладатель ООО «ПермНИПИнефть». – №2004115340; заявл. 20.05.04; опубл. 20.06.2005, Бюл. № 17. – 7 с.: ил.

45. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005610554. Компьютерное моделирование теплового состояния нефтедобывающих скважин /Семенов В.В., Галягин К.С., Ошивалов М.А., Вахрамеев Е.И.; патентообладатель ООО «ПермНИПИнефть». – № 2005610022; заявл. 11.01.2005; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 2.03.2005.

Blog

Содержание