Математична модель колони штанг нафтової свердловини
Автор: Біленький Роман Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Об’єкт дослідження – колона штанг глибинного насоса. Предмет дослідження – процеси деформації в штангах глибинного насоса. Мета роботи– розробити математичну модель колони штанг штангового глибинного насоса для побудови навантажувальної динамограми. У магістерській кваліфікаційній роботі проведено аналіз методів та способів для видобування нафти, який показує переваги та недоліки тих чи інших методів. Розглянуто фонтанний і газліфтний методи видобування нафти. Також розглянуто видобуток нафти за допомогою установок з занурювальними відцентровими електронасосами. Здійснено їх порівняння, наведено умови використання кожного з них. Основна увага в роботі зосереджена на видобутку нафти за допомогою штангових глибинних насосів, оскільки в Україні мінімум дві третини фонду діючих видобувних свердловин експлуатуються штанговими глибинними установками. Обладнання для експлуатації свердловин цим способом включає глибинний штанговий насос, систему насосно-компресорних труб і штанг, на яких насос підвішується в свердловині, приводну частину індивідуальної штангової установки балансирного типу, що складається з верстата-гойдалки і електродвигуна, гирлове обладнання свердловини, призначене для підвіски насосних труб та герметизації гирла, пристосування для підвіски насосних штанг до головки балансиру верстата-качалки. Головними недоліками штангових насосів є обмеження по глибині спуску насоса та обмеження по нахилу стовбура свердловини. У другому розділі МКР описано процес формування динамограми штангового глибинного насоса. Динамограма – це графік зміни навантаження на полірований шток в залежності від його положення.Зміна навантаження на полірований шток під час одного повного ходу верстата гойдалки є результатом складної взаємодії великого ряду факторів. Навіть при незмінності виробничих факторів і стану насоса, змінивши один з таких факторів, як кількість коливань, довжина ходу, глибина занурення, діаметр насоса, отримаємо суттєво різні динамограми. Розроблено модель колони штанг нафтової свердловини на основі рівняння повздовжніх коливань стрижня. В третьому розділі роботи за допомогою пакету Mathcad 15проведено розрахунки деформацій колони штанг для реального глибинного насоса на основі розробленої моделі та заданих початкових умов. Результати розрахунків зведені в таблиці, в яких наведеті початкові умови для розрахунку, координати штанг і розтяги штанг, а також графіки розтягу штанг. В подальшому дана модель дасть змогу моделювати робочі режими та різноманітні несправності, що виникають під час роботи штангових глибинних насосів (витік в нагнітальному клапані, утворення емульсії, відкладення парафінів, заклинювання плунжера та інші), а також змоделювати вплив розтягу штанг та несправностей на роботу електоприводу установки.