«Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса»

Расчет параметров амортизатора крутильных колебаний штанговой колонны винтовой насосной установки

УДК: 622.276.53.054.4
DOI: 10.33285/1999-6934-2023-5(137)-24-28

Авторы:

¹ УГНТУ, Октябрьский, Россия

Ключевые слова: винтовая насосная установка, колонна штанг, крутильные колебания, амортизатор

Аннотация:

Во время работы винтовых насосных установок с поверхностным приводом зарождаются колебательные процессы внутрискважинного оборудования, снижающие долговечность элементов установки, вызывающие слом штанговой колонны, ухудшающие параметры установок винтового насоса. Для устранения возникающих колебательный процессов предлагается устанавливать в компоновку штанговой колонны специально разработанный для этих целей амортизатор крутильных колебаний. Приведена методика расчета рабочих параметров амортизатора. Оптимальные параметры амортизатора крутильных колебаний находятся путем решения задачи о крутильных колебаниях внутрискважинного оборудования установок винтового насоса с поверхностным приводом, возникающих вследствие падающей характеристики коэффициента трения винта насоса о резиновую обойму статора. Математическая модель работы амортизатора крутильных колебаний, представляющего собой конструкцию с упругим элементом из резины, описывается уравнениями вязкоупругой модели. Проведенный анализ полученных уравнений показал, что оптимальным путем их решения будет разработка алгоритма решения, а также написание компьютерной программы на языке программирования Delphi, которая позволит получать результаты расчетов в удобном графическом и табличном виде.

Список литературы:

1. Давыдов А.Ю., Сулейманов Р.И., Давыдова О.В. Компоновки колонны штанг с амортизатором крутильных колебаний // Современные технологии в нефтегазовом деле – 2017: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф., Октябрьский, 31 марта 2017 г.: в 2 т. Т. 1. / отв. ред. В.Ш. Мухаметшин. – Уфа: УГНТУ, 2017. – С. 324–331.
2. Динамика работы штанговой колонны при добыче нефти установкой винтового насоса с поверхностным приводом / А.Ю. Давыдов, Л.М. Зарипова, М.С. Габдрахимов, Р.Р. Исмагилов // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2013. – № 3. – С. 26–30.
3. Давыдов А.Ю., Попов М.С. Исследование динамики работы винтовых насосных установок // Инновации и перспективы развития в нефтегазовом деле – 2021: сб. тр. междунар. науч.-практ. конф., Октябрьский, 16–17 апр. 2021 г. – Уфа: УГНТУ, 2021. – С. 181–184.
4. Davydov A.Yu. Monitoring of the operation of surface-driven screw pumping units using expert control systems // J. of Physics: Conf. Series. – 2019. – Vol. 1333, Issue 4. – P. 042005. – DOI: 10.1088/1742-6596/1333/4/042005
5. Davydov A.Yu. Utilization of expert systems for screw pump sets with surface drive management // Advances in Engineering Research (AER). – Atlantis Press, 2018. – Vol. 157. Proc. of the Int. Conf. "Actual issues of mechanical engineering (AIME 2018)". – P. 129–133. – DOI: 10.2991/aime-18.2018.25
6. Попов М.С., Давыдов А.Ю. Винтовая насосная установка // Материалы 48-й Всерос. науч.-техн. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов с междунар. участием, Октябрьский, 23 апр. 2021 г. – Уфа: УГНТУ, 2021. – С. 1237–1239.
7. Давыдов А.Ю. Расчет параметров амортизатора крутильных колебаний штанговой колонны // Современные технологии в нефтегазовом деле – 2013: сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конф., Октябрьский, 14 марта 2013 г.: в 3 т. Т. 2. – Уфа: УГНТУ, 2013. – С. 159–166.
8. Давыдов А.Ю., Никифоров А.А., Габдрахимов М.С. управление режимами работы установки винтового насоса с поверхностным приводом // Современные технологии в нефтегазовом деле – 2014: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф., Октябрьский, 14 марта 2014 г.: в 2 т. Т. 1. – Уфа: Аркаим, 2014. – С. 332–335.
9. Mukhametshin V.V. Bottomhole formation zone treatment process modelling with the use geological and geophysical information // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 2018. – Vol. 194, No. 2. – P. 022024. – (Int. Conf. on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering 2018, April 12–13, 2018, Saint-Petersburg, Russia. Mechanical engineering). – DOI: 10.1088/1755-1315/194/2/022024
10. Khabibullin M.Ya, Suleimanov R.I. Choice of bottom-hole filter construction for viscous fluid filtration // Advances in Engineering Research (AER). – Atlantis Press, 2018. – Vol. 157. Actual issues of mechanical engineering: Int. conf. (AIME 2018). – P. 272–275. – DOI: 10.2991/aime-18.2018.52
11. Identifying the efficiency factors on the basis of evaluation of acidizing of carbonate reservoirs / R.A. Kozikhin, A.M. Daminov, I.G. Fattakhov [et al.] // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. – 2018. – Vol. 194, No. 6. – (Int. Conf. on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering 2018, April 12–13, 2018, Saint-Petersburg, Russia. Power supply of mining companies). – DOI: 10.1088/1755-1315/194/6/062013
12. The study of hydraulic hammer device in drilling tool assembly in hydraulical rotary drilling / R.I. Suleimanov, M.S. Gabdrakhimov, M.Y. Khabibullin [et al.] // Int. J. of Engineering & Technology. – 2018. – Vol. 7, No. 2. – P. 28–30. – DOI: 10.14419/ijet.v7i2.23.11877
13. Bailey M.P., Ondrey G. Twin- and triple-screw pumps for a variety of fluids // Chemical Engineering. – 2015. – Vol. 122, Issue 10. – P. 40.
14. Development of a multiphase down-hole twin-screw pump and its use in multiphase-operated transport networks / J.U. Brandt, J. Lewerenz, D. Müller-Link, M. Reichwage // Oil Gas European Magazine. – 2015. – Vol. 41, No. 3. – P. 153–156.
15. Muhammed A., Childs D.W. Vibration modeling and experimental results of two-phase twin-screw pump // J. of Engineering for Gas Turbines and Power. – 2016. – Vol. 138, Issue 9. – P. 092601. – DOI: 10.1115/1.4032662
16. Hongbo Bi, Mengmeng Wu, Xiulai Zhang. Design of parameters optimization system for screw pump well // Int. J. of Simulation: Systems, Science and Technology. – 2016. – Vol. 17, Issue 25. – DOI: 10.5013/IJSSST.a.17.25.01
17. Duque J.L.R., Nakashima C.Y., De Oliveira Junior S. Modeling and simulation of a twin screw multiphase pump, considering gradual last chamber opening and liquid recirculation between suction and discharge // Proc. of the 26th Int. Offshore and Polar Engineering Conf., June 26 – July 2, 2016, Rhodes, Greece. – 2016. – P. 279–290.