Опытный образец наземного привода скважинного штангового насоса

1)    Цель выполнения НИОКР: Создание привода скважинного штангового насоса с повышенными техническими и эксплуатационными характеристиками.
2)    Назначение научно-технического продукта (изделия): Оснащение нефтяных месторождений современной техникой, соответствующей требованиям безопасности и автоматизированного управления в составе АСУ.Конструктивно привод должен быть пригоден для использования в шельфовой добыче нефти.
3)    Научная новизна предлагаемых в проекте решений: Техническая идея не имеет прямых аналогов как в отечественной, так и в зарубежной технике. Новым является принцип создания тягового усилия, позволяющий экономить энергию для поднятия насоса и регулировать режимы работы привода в широком диапазоне.
4)    Обоснование необходимости проведения НИОКР: Проведение НИОКР необходимо для разработки схемы и конструкции в новых условиях, учитывающих современные требования безопасности, экономичности, мобильности и регулируемости.
5)    Современное состояние исследований и разработок по данному проекту: Все работы по данной тематике выполнялись в период с 2000 по 2010 год, включающие разработку схемы, конструктивных элементов, макетирование кинематических особенностей, математическое моделирование, необходимые расчёты. На базе этих работ был создан комплект конструкторской документации на два варианта приводов.
6)    Основные технические параметры, определяющие количественные, качественные и стоимостные характеристики продукции (в сопоставлении с существующими аналогами, в т.ч. мировыми):
   Максимальная нагрузка на подвесе, кН ……………………………..… 60
   Минимально допустимая нагрузка на подвесе, кН ……………….……15
   Диапазон бесступенчатого изменения частоты качаний, мин-1 …… 0,5÷8
   Диапазон изменения длины хода, м …………………………..…….. 1,5÷3
   Мощность электродвигателя, кВт ………………….……………….… 7,5
   Удельное давление на грунт, кг/см2 ……………………………..…….. 0,2
   Масса, т …………………………………………………………….…… 3,5
   Габариты, м:
·        длина ………………………………………………………………….3,0
·        ширина ………………………………………………………………..2,0
·        высота ………………………………………………………..……..…2,5
·         
Основные преимущества предлагаемого привода
по сравнению с балансирным станком-качалкой
 
1.     Возможность непрерывной откачки нефти из малодебитных скважин за счет бесступенчатой регулировки скорости работы насосной установки от 0,5 до 8 двойных ходов в минуту и длины хода от 1,5 до 3 м.
2.        Сокращение металлоемкости в 3,3 раза. Сокращение затрат на монтаж и обслуживание в 7 раз.
3.     Возможность применения на слабых заболоченных грунтах, не требует фундамента.
4.     Стоимость в 1,5 раза меньше, чем стоимость балансирного привода (с учетом строительно-монтажных работ) при более высоких эксплуатационных характеристиках.
5.     Применение привода нового типа позволяет на 70÷75 % уменьшить потребление электроэнергии, увеличить межремонтный период на 15 %, на 65÷70% снизить эксплуатационные расходы, что в целом на 23÷25% уменьшает себестоимость добычи нефти.
6.     Экономическая эффективность применения маятникового привода (дополнительный доход) составляет 450 тыс. руб. на одну скважину в год. В целом по России при массовом применении маятникового привода дополнительный годовой доход составит не менее 85 млрд. руб.
 
 
7)    Конструктивные требования: Привод может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии, поскольку не содержит технологически сложных приёмов и процессов. К месту эксплуатации привод доставляется любым видом транспорта в собранном, готовом к работе виде. Для монтажа на скважине не требуется фундамента, достаточно гравийной отсыпки. Конструктивно привод представляет собой контейнер, внутри которого смонтирована механическая часть, что повышает безопасность его эксплуатации.
 
8)    Требования по патентной защите (наличие патентов):
      Патенты RU № 2232268, 2279569, 2239570,2320894, 2351532, 2445511. Существенные отличия от прототипов заключаются в способе и устройстве создания тягового усилия и режимах работы с накоплением энергии при спуске насоса и использовании её при подъёме.
       Разработан комплект технической документации, изготовлен и испытан в реальных условиях экспериментальный образец, проведено машинное и математическое моделирование, изготовлены и испытаны два действующих макета.
 
9)    Основные публикации по теме проекта:
 
1.
Автоматизированный привод штанговых глубинных насосов маятникового типа (статья).
Печатн.
Мехатроника, автоматизация, управление. 2003.
№ 1.
0,4/0,2
печ. л.
Ильясов Б.Г.
Шаньгин Е.С.
2.
Опыт имитационного моделирования работы нефтедобывающего оборудования в среде Matlab Simulink (статья).
Печатн.
Нефтепромысловое  дело. 2004. № 1.
С. 21-25
0,3/0,1
печ. л.
Ильясов Б.Г.
Шаньгин Е.С.
Тагирова К.Ф.
Ганеев А.Р.
3.
Нейронное управление технологическим процессом добычи нефти (статья).
Печатн.
Нейрокомпьютеры:
Разработка, применение. 2004. № 9. С. 5-9.
0,3/0,06
печ. л.
Ильясов Б.Г.
Шаньгин Е.С.
Тагирова К.Ф.
Исбер Ф.А.
4.
Управление режимами работы скважинного штангового насоса на основе динамометриро-вания (статья).
Печатн.
Мехатроника, автоматизация, управление. 2005.
№ 8. С. 46-49.
0,4/
0,1
 печ. л.
Шаньгин Е.С.
Тагирова К.Ф.
Исбер Ф.А.
Михеев П.С.
5.
Экономичный привод маятникового типа для скважинного штангового насоса (статья).
Печатн.
Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2008.
№ 3. С. 24-27.
0,2
печ. л.
Шаньгин Е.С.
 
       В печатных работах, посвящённых наземному приводу нового типа, освещаются вопросы как общей концептуальной особенности предложенной схемы работы, так и отдельных конструктивных, технологических и эксплуатационных особенностей на основе имитационного моделирования.