Гл. технолог «Юганскнефтегаз» - об осложнениях в механизированной добыче нефти УЭЦН

Однозначно, необходимо использовать основное преимущество западных насосов – убрать осевую опору. Не понимаю, почему очевидные вещи, которые западные машиностроители давно поняли и устранили как основной недостаток конструкции нашими упорно отвергаются. Ответ прост - я уже говорил о нацеленности заводов на массовое производство универсальных узлов среднего качества, которые рассчитаны на приличную работу в любой скважине и по цене довольно доступны.

Второй вопрос – прочность валов, т.к. очевидно преимущество насосов с упрочненными валами.

Промежуточные радиальные подшипники, минимум по подшипнику в головке, основании и в середине секций.

Я не затрагиваю тему материалов рабочих ступеней. Считаю, что имеет право на существование и серый чугун, и нирезист, и новые опыты по чугуну с шаровидным графитом, и облегченные колеса из полимерного материала ЖКП. Все эти моменты связаны с условиями эксплуатации, которые варьируются в довольно широком диапазоне.

Следует обратить внимание на КПД отечественных насосов. Отличие в 2-4% от импортных насосов - это серьезное количество килоджоулей тепла, при которых и свободного газа выделается больше, да и соли на ступнях выпадают интенсивнее.

Однозначно, конструкция должна быть похожа на проверенную временем западную, которая имеет газоотводные клапаны и систему лабиринтов, не позволяющую случайной капельке пластовой жидкости прямотоком скатиться в полость двигателя ПЭД и привести к его замыканию (сегодня основная масса гидрозащит компенсаторного типа работает именно так).

Новые разработки гидрозащит появились практически у всех производителей. Но разница в том, что вместе с хорошей конструкцией одни производители ставят надежные импортные элементы и применяют нормальную технологию сборки, а другие изобретают свои (не совсем надежные) решения, что мы потом ощущаем при входном контроле на базе ЭПУ или при отказах УЭЦН.

Даже боюсь писать о том, что при исключении осевого подшипника из секций насосов ЭЦН в гидрозащите должен появиться надежный осевой подшипник. Я знаю, что этот элемент является самым основным в системе, и если один производитель честно признает, что пока нет нормальных отечественных разработок и приходится покупать данный узел за рубежом, другой создал целый комплекс лабораторий и со всех сторон испытывает свои разработки в разных условиях, то самый массовый производитель уверенно говорит «нет проблем» и без полномасштабных промысловых испытаний сразу предлагает готовое изделие. Это заставляет сомневаться в надежности опытных конструкций, которые окажутся у нас в скважинах, и после отказа снова начнется разговор о некачественной эксплуатации и о том, что узел абсолютно надежный. Хорошо, если я в этом вопросе ошибаюсь.

Все основные элементы надежного погружного двигателя есть практически у всех производителей. Это и качественный обмоточный провод, и фторопластовые трубки пазовой изоляции, и другие современные решения.

Вопрос у меня один, почему после первого рейса статоры новых двигателей горят больше, чем после первого ремонта? Ответ, на мой взгляд, прост. Наверно при массовом изготовлении статоров или что-то сделали не совсем качественно, или система выходных испытаний не позволяет уловить брак. Мелкие частицы и заусенцы в пазах статора приводят к выходу из строя изоляции наиболее слабых двигателей, в то время как остальные продолжают работать и отбраковываются меньше по второму и по последующим рейсам.

Хочу отметить, что один из производителей решает проблему чистоты пазов за счет использования специального оборудования, когда при изготовлении статорных пластин производится высокоточная формовка в блоки, после чего эти блоки за счет точного относительного позиционирования собираются в единый статор. Данная технология позволяет добиваться высокой чистоты пазов и не требует стандартной операции «правки пазов статора после сборки» для устранения внутренних заусенцев (стандартная отечественная технология). Это преимущество ощущается в низком проценте пробоев статора даже при попадании пластовой жидкости в полость ПЭД.

Не секрет, что проводились опыты в зарубежных лабораториях, которые показали истинную ситуацию с отечественным погружным кабелем. Основная проблема состоит в том, что заявленные характеристики не соответствуют реальности. Кроме того, низкий ресурс термостойкого отечественного кабеля на основе различных блоксополимеров и других конструкций нас абсолютно не устраивает. Вопрос выбора конструкции и марки кабеля при планировании объемов закупки погружного кабеля решается с точки зрения экономики. Невыгодным является замещение низкоресурсного отечественного термостойкого кабеля надежным импортным кабелем в свинцовой оболочке.

Требуется создание нормальной изоляции, которая действительно отвечает требованиям термостойкости (до 180 гр.С) и имеет повышенный ресурс.

Основная проблема состоит в несогласованности характеристик роторного сепаратора газа с характеристиками насосов. Основных отечественных типоразмеров всего два: в габаритах «5» и «5А». При делении насосов на десятки типоразмеров по производительности в каждой габаритной группе, газовый сепаратор рассчитан на максимальную подачу в своем габарите. Излишки жидкости, которую подает шнек сепаратора, в то время как насос принимает меньше, создают вихревые перетоки, которые при наличии мехпримесей работают, как наждак, промывая корпус. Аварии по импортным газосепараторам при больших объемах перекачиваемой жидкости подтвердили тот факт, что несогласованность производительности сепаратора и насоса имеют место.

Необходимо делить сепараторы на более мелкие группы по производительности.

Кроме того, необходимы исследования эффективности роторных сепараторов и их характеристик на разных частотах.

Существует две основных схемы: классическая – установка под двигатель (наиболее холодная точка) и установка в головку двигателя (самая теплонагруженная точка). Наиболее надежным и дешевым является первый вариант, хотя реальная ситуация по перегреву двигателя может быть искажена, т.к. тепло поднимается вверх, и максимальную температуру уловить трудно.

Давление по датчику тоже требует расчетной корректировки, т.к. от основания двигателя до приема может быть более 20 метров.

В настоящее время каждая модель телеметрии привязана к своей станции. Для массового внедрения погружной телеметрии крайне необходим упрощенный и дешевый вторичный блок, который можно будет ставить в любую станцию управления для считывания и регистрации параметров датчика.

Необходимо также иметь возможность сопряжения датчиков различных производителей с контроллерами или вторичными блоками своих конкурентов. Это позволит нам эффективней использовать парк имеющегося оборудования, не попадая в зависимость от производителя.

За последние два года были отшлифованы конструкции станций управления и станций с частотным приводом. Практически все поставщики имеют в своем арсенале необходимый набор функциональных параметров для работы с УЭЦН. По нашим требованиям были систематизированы меню, приведенные к единому стандарту интерфейс и последовательность функций. Однако часть производителей имеют ограничения по мощности частотных приводов. Есть и аутсайдеры, которые сильно уступают по конструкционной надежности. Нами выбрано 2-3 основных производителя для создания здоровой конкуренции и управления ценовой политикой.

Ясно, что становится крайне необходимым срочное создание виртуального тренажера, чтобы до скважины и реальной станции можно было за компьютером обучить обслуживающий персонал, моделируя реальную ситуацию и решая вполне конкретные задачи. Этот тренажер должен выполнять 3 функции: а) обучать персонал; б) тестировать персонал; с) осуществлять реальные настройки в офисе, чтобы в нормальных условиях все можно было проверить и через стандартное устройство считывания перекачать настройки в контроллер. Ждем готовых решений от производителей станций управления.

Крайне сложным объектом для оценки являются узлы УЭЦН. Проблема в том, что мы стараемся оценить отдельные его узлы и вести рейтинг по производителям. В идеальной схеме оценке можно подвергать только комплектные поставки и сравнивать их наработки с аналогами, тоже поставленными комплектно. В реальности такая ситуация практически невозможна в связи с отсутствием комплектных поставок УЭЦН. Нам удалось решить данный вопрос с помощью метода поузловой сортировки всех отказавших узлов за определенный период по относящемуся к узлу признаку. Например, мы берем все отказы УЭЦН за период (без ГТМ и остановок по НКТ), затем выделяем все остановки по снижению изоляции, из них удаляем записи с отказами по вине кабеля, а оставшиеся делим на две части: по двигателям (где гидрозащита в норме) и по гидрозащите. Оставшиеся записи принимаем по насосам ЭЦН. Отсортированные по группам узлов записи анализируем по средней групповой наработке на отказ по новому и ремонтному оборудованию, а также отдельно выделяем записи с отказами на глубине спуска УЭЦН более 2500 метров в относительно одинаково сложных условиях эксплуатации. Такая оценка наглядна, но однобока, т.к. анализировать только по отказавшим узлам не совсем корректно, в связи с тем, что в это время большая их часть может находиться в работе и не участвовать в оценке.

Картина будет более полной, когда мы внедрим методику рейтинговой оценки по «вероятности безотказной работы», которая была хорошо представлена на прошедшей в марте Международной конференции «Механизированная добыча 2005».