Анализ основных причин отказов УШГН

Наибольшее количество отказов связано с отложением АСПО в насосе из-за чего заклинивает плунжер (20-25%). отворотом штанг, плунжера (15%), затем (по убыванию) следуют:

  • обрыв штанг, штока
  • негерметичность НКТ
  • утечки в насосе, клапанах

Исходя из статистических данных, можно сделать вывод, что причины обрыва (отворота) следует искать не только в некачественном креплении резьбовых соединений или усталостных явлениях, но и в отсутствии защиты насосных штанг от перенапряжения. Количество обрывов или отворотов можно связать с количеством заклиненных плунжеров соответственно.
При заклиненном плунжере, особенно в случае, когда станок-качалка продолжает работать, колонна штанг, муфты, резьбовые соединения претерпевают многократные знакопеременные нагрузки, превышающие максимальные нагрузки на головке балансира при нормальной работе насоса. Последнее приводит:

  • к расстройству резьбовых соединений; отмечены случаи отворота мелкой резьбы плунжера, резьбовых соединений в муфтах, в подгоночных и полированных штоках.
  • к развитию усталостных явлений в металле штанг, из-за чего развиваются трещины, открываются каверны и другие очаги разрушения, как в теле штанг, так и в муфтах.
  • к нарушению герметичности и целостности колонн насосно-компрессорных труб, так как колонна насосных штанг не скользит, а бьет по поверхности труб.

Несвоевременная остановка станка-качалки может стать причиной вывода из строя не единичных штанг, а полностью комплекта. Более того, после обрыва или отворота штанги, продолжают возвращаться поступательные движения.

Было доказано, что после обрыва (отворота) станок-качалка продолжает работать, хотя динамограмма, описывающая процесс, должна иметь сильно отличающуюся от нормальной, форму, а потому должен автоматически отключаться двигатель.

Имеется ряд скважин, у которых отвороты или обрывы происходят по 2 и более раз в год. Это указывает на то, что в самих скважинах могут быть условия, осложняющие работу насосных штанг.

В связи с этим необходимо обратить внимание на то, что при глубинах спуска насоса, которые наблюдаются в настоящее время, парафин не выпадает на приеме насоса. Следовательно, парафин может попасть туда только при наличии условий, способствующих этому.

Известно, что наиболее распространенным методом борьбы с парафином в скважинах, оборудованных УШГН, является тепловой: в скважину через затрубное пространство закачивается жидкость теплоноситель (нефть или вода). При низких динамических уровнях эта жидкость движется по колонне, обмывая ее, и в ряде случаев может попасть даже в пласт. В последующем эта жидкость извлекается из скважины насосом. Парафин, находящийся в жидкости, попадает в насос и оседает в нем и в НКТ. Приведем анализ по оценке влияния тепловых обработок на отказы в работы УШГН.

При проведении ремонтных работ отмечено, что причиной отказа является или заклинивания плунжера или запарафинивание НКТ. Таким образом, появление ремонтов, связанных с подъемом методом «труба-штанга», являются следствием недостатков в технологиях тепловых методов борьбы с парафином. Предупредить случаи заклинивая насосов и запарафиневания НКТ возможно, изменив технологии обработки. Жидкость теплоноситель не должна двигаться по затрубному пространству до приема насоса и тем более в пласт.

К отказам в работе УШГН приходится относить и смену полированного штока и устьевого сальника в скважинах. В среднем это 1-1.5 ремонта в месяц, причем работы нередко ведутся с глушением скважин. По-видимому, есть необходимость устранять причины выхода полированного штока из строя, с тем, чтобы уменьшить число ремонтов.

Как отмечалось, большое число отказов связано с заклиниванием насосов.

Итак, наряду с «нормальными» условиями, когда проявляют себя усталостные явления или ослабляются резьбовые соединения, существуют такие факторы, как заклинивание плунжера в цилиндре, которые увеличивают количество обрывов и отворотов. Фронт работ по устранению этих отказов можно разделить на 2 этапа.

На первом этапе решить задачу отключения двигателя станка-качалки при отсутствии выдачи.

Второй этап — поиски причин заклинивания и их устранение.

Естественно оба этапа должны выполняться одновременно.

Анализ основных причин отказов УШГН