Главная » 2014»Июль»22 » Скачать Прогнозирование технического состояния УЭЦН при эксплуатации с оценкой динамических нагрузок. Атнагулов, Альберт Рашитович бесплатно
21:10
Скачать Прогнозирование технического состояния УЭЦН при эксплуатации с оценкой динамических нагрузок. Атнагулов, Альберт Рашитович бесплатно
Прогнозирование технического состояния УЭЦН при эксплуатации с оценкой динамических нагрузок
Диссертация
Автор: Атнагулов, Альберт Рашитович
Название: Прогнозирование технического состояния УЭЦН при эксплуатации с оценкой динамических нагрузок
Справка: Атнагулов, Альберт Рашитович. Прогнозирование технического состояния УЭЦН при эксплуатации с оценкой динамических нагрузок : диссертация кандидата технических наук : 05.02.13 / Атнагулов Альберт Рашитович; [Место защиты: Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т] Уфа, 2008 172 c. : 61 09-5/613
Объем: 172 стр.
Информация: Уфа, 2008
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ОТКАЗАМ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УЭЦН
11 Обзор работ по изучению отказов установки электроцентробежного насоса для добычи нефти
12 Теоретические основы возникновения динамических усилий в системе УЭЦН
13 Анализ методов оценки технического состояния погружной установки для добычи нефти
Выводы
2 РАЗРАБОТКА СПОСОБА ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ УЭЦН С УЧЕТОМ СОВОКУПНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ
21 Вероятностные методы в изучении усталостного разрушения металла
22 Применение метода Байеса для определения вероятности появления отказа с учетом условий эксплуатаций
221 Определение априорной вероятности по статистическим данным наработки на отказ погружных агрегатов
222 Приближенный способ определения закона распределения отказа погружной установки
23 Определение вероятности безотказной работы с учетом динамического нагружения системы УЭЦН
Выводы
3 ДИНАМИЧЕСКАЯ НАГРУЖЕННОСТЬ СИСТЕМЫ УЭЦН
31 Действие реактивного крутящего момента ЭЦН на колонну НКТ
311 Конструкционные параметры, влияющие на величину реактивного момента
312 Эксплуатационные параметры, влияющие на величину реактивного момента
32 Изгибающие нагрузки, возникающие в колонне НКТ
321 Продольная устойчивость колонны НКТ
3211 Методы решения задачи продольной устойчивости стержня
3212 Задача потери устойчивость колонны НКТ, под действием вибрации и крутящего момента ЭЦН
322 Изгибающий момент, действующий в поперечном сечении насосно-компрессорных труб
3221 Замер вибрации электроцентробежной установки для добычи нефти на испытательном стенде
3222 Расчет изгибающего момента, возникающего в колонне НКТ
3223 Анализ временных зависимостей с помощью показателя Херста
33 Продольные динамические нагрузки
34 Динамические напряжения в колонне НКТ
Выводы
4 СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ВИБРОЗАЩИТЫ СКВАЖИННОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ РАБОТЕ УЭЦН
41 Обзор методов виброзащиты внутрискважинного оборудования для добычи нефти
411 Способы снижения виброактивности электроцентробежного насоса
412 Изменение конструкции объекта виброзащиты
413 Методы динамического гашения колебаний системы УЭЦН
414 Виброизоляция колонны НКТ
42 Разработка компенсатора крутильных колебаний
Выводы
Введение:
Актуальность работы
Основная доля добычи нефти в России осуществляется установками электроцентробежных насосов, осложненные условия эксплуатации которых приводят к увеличению числа отказов. Повышение наработки на отказ позволит снизить затраты на капитальный и текущий ремонт, что приведет к уменьшению себестоимости добычи нефти.
Установка погружного электроцентробежного насоса (УЭЦН) является сложной динамической системой, на ресурс которой оказывает влияние множество факторов. С целыо увеличения долговечности оборудования необходимо рассмотрение всего комплекса причин, приводящих к отказу, учет которых даст возможность представить полную картину данного процесса.
Разработка способов оценки надежности внутрискважинного оборудования на основе рассмотрения всей совокупности действующих факторов и реакций системы на данные воздействия позволит:
• оценить вероятность появления различных отказов, в том числе и наиболее материально затратных, таких как падение насосного агрегата на забой скважины;
• повысить надежность оборудования на стадии принятия решения об эксплуатации в конкретной скважине;
• снизить количество остановок скважин по причине отказа УЭЦН;
• снизить недобор жидкости за счет увеличения наработки на отказ УЭЦН.
Реакцией системы УЭЦН на условия эксплуатации является возникновение динамических напряжений, приводящих к наиболее трудно устраняемым авариям — «полету» насосной установки вследствие обрыва по телу НКТ или корпусу насоса.
Таким образом, исследование надежности и прогнозирование технического состояния системы УЭЦН при рассмотрении всего комплекса динамического нагружения, вызванного совокупным действием условий эксплуатации и неуравновешенности системы, а также выработка рекомендаций по повышению работоспособности являются актуальной задачей.
Цель работы
Оценка надежности системы УЭЦН в скважине с учетом специфики динамического воздействия при добыче нефти.
Задачи исследования
1 Разработка методов оценки надежности и прогнозирования технического состояния УЭЦН при различных условиях эксплуатации.
2 Определение величины и характера изменения реактивного момента погружного электроцентробежного агрегата в процессе эксплуатации.
3 Исследование динамических нагрузок, возникающих в насосно-компрессорных трубах, вследствие вибрационного воздействия насосного агрегата и реактивного момента.
4 Составление диагностической матрицы оценки технического состояния УЭЦН с учетом динамического воздействия.
5 Разработка устройства по увеличению работоспособности установки с учетом динамической нагруженности.
Методы решения задач
Поставленные задачи были решены с помощью: теории надежности, теории колебаний, динамического метода изучения устойчивости, теории детерминированного хаоса.
Научная новизна
1 Разработана диагностическая матрица на основании промысловых данных, позволяющая оценить вероятность безотказной работы и ресурс УЭЦН с применением теоремы Байеса при различных условиях эксплуатации и с учетом динамической нагруженности системы. ^ 2 Установлено, что при наличии механических примесей в перекачиваемой жидкости, увеличении глубины спуска погружного агрегата, солеотложении, неуравновешенности системы вследствие износа, изгиба вала и колонны НКТ значение реактивного момента насоса может достигать критических величин, приводящих к отказу глубинного оборудования.
3 Определены условия потери устойчивости низа колонны НКТ при воздействии реактивного крутящего момента насосного агрегата и растягивающего усилия от веса установки с применением динамического метода исследования устойчивости систем.
Практическая ценность работы
1 Методика оценки технического состояния и вероятности «полета» насосного агрегата на забой скважины используется в учебном процессе при изучении студентами Уфимского государственного нефтяного технического университета дисциплины «Обеспечение надежности нефтегазовых объектов» для специальности 13.05.03 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».
2 Разработанная методика оценки технического состояния погружной электроцентробежной насосной установки для добычи нефти передана с целью дальнейшего внедрения в ООО «Серафимовское УПКРС».
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались на научно - технических конференциях, техсоветах: научно - техническом совете «Лаборатория вибродиагности ОФ УГНТУ» (г. Октябрьский, 2006), 58-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 2007), 59-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 2008), техническом совете «Серафимовское УПКРС» (пос. Серафимовский, 2008).
Публикации
Основные положения диссертации изложены в 10 печатных работах, получен 1 патент на изобретение.
