Галеев Ахметсалим Сабирович – д.т.н., профессор, профессор Школы цифрового инжиниринга
423450, Альметьевск, ул. Советская, д.186 а
Akhmetsalim S. Galeyev – Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor at the School of Digital Engineering
186A Sovetskaya St., Almetyevsk, 423450
Бикбулатова Голия Ильдусовна – к.т.н., доцент, доцент Школы цифрового инжиниринга
423450, Альметьевск, ул. Советская, д.186 а
Goliya I. Bikbulatova – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the School of Digital Engineering
186A Sovetskaya St., Almetyevsk, 423450
Сабанов Сергей Леонидович – к.т.н., доцент Школы цифрового инжиниринга
423450, Альметьевск, ул. Советская, д.186 а
Sergey L. Sabanov – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor at the School of Digital Engineering
186A Sovetskaya St., Almetyevsk, 423450
Болтнева Юлия Анатольевна – старший преподаватель Школы цифрового инжиниринга
423450, Альметьевск, ул. Советская, д.186 а
Yulia A. Boltneva – Senior Lecturer at the School of Digital Engineering
186A Sovetskaya St., Almetyevsk, 423450
В работе предложен метод диагностики нижнего обрыва/отворота штанг и передачи информации с забоя на устье через электрическую цепь «колонна штанг – глубинный насос – колонна насосно-компрессорных труб (НКТ)» для повышения достоверности определения причин аварийных остановок и оптимизации планирования ремонтных работ.
Выполнены теоретические расчеты электрического сопротивления замкнутой и разомкнутой цепей. Проведены полевые измерения сопротивления на 10 добывающих скважинах с использованием цифрового мультиметра APPA 62 и анализ электромагнитных помех с применением осциллографа АКИП-4107.
Апробация метода осуществлена на трех скважинах Ельниковского месторождения (68А, 4051, 2823) с предварительной диагностикой обрыва и отворота штанг (ООШ) по динамограммам. Установлено, что среднее измеренное сопротивление замкнутой цепи составляет 2,5 Ом (расчетное значение – 1,41 Ом), а при имитации обрыва (непосаженный насос) сопротивление возрастает до 6–1000 Ом (расчетное – 200 Ом). Разница в порядках величин подтверждает техническую возможность надежной передачи дискретных сигналов. Полевые испытания показали, что при наличии нижнего обрыва/отворота штанг сопротивление цепи возрастает до мегаОм (скважина 68А – 3,79 МОм), что однозначно идентифицирует обрыв, в отличие от традиционного динамометрирования, которое не дифференцирует обрыва/отворота штанг от неисправности клапанов.
Разработанный метод позволяет достоверно определять нижний обрыв штанг, что исключает неоправданные затраты на «реанимационные» мероприятия (промывки горячей нефтью, водой, растворителями) и сокращает время простоя скважин. Ограничением метода является риск паразитных замыканий штанг об НКТ в зонах искривления ствола, что может быть устранено применением штанг с полимерными скребками-центраторами.
This paper proposes a method for diagnosing bottomhole rod parting or twist-off and transmitting data from the bottomhole to the wellhead via an electrical circuit consisting of the "sucker rod string – downhole pump – tubing string". This approach aims to improve the reliability of identifying the causes of unscheduled shutdowns and to optimize workover planning.
Theoretical calculations of the electrical resistance for both closed and open circuits were performed. Field resistance measurements were conducted on 10 producing wells using an APPA 62 digital multimeter, alongside an analysis of electromagnetic interference using an AKIP-4107 oscilloscope.
The method was field-tested on three wells at the Yelnikovskoye field (wells 68A, 4051, and 2823), which had preliminary diagnoses of rod parting/twist-off based on dynamometer cards. It was established that the average measured resistance of a closed circuit is 2.5 Ω (calculated value: 1.41 Ω), whereas simulating a parting (e.g., an unseated pump) causes the resistance to increase to 6–1000 Ω (calculated value: 200 Ω). This difference in orders of magnitude confirms the technical feasibility of reliably transmitting discrete signals. Field tests demonstrated that in the event of a bottomhole rod parting or twist-off, the circuit resistance increases to the megaohm range (e.g., 3.79 MΩ for well 68A). This provides unambiguous identification of a parting, unlike traditional dynamometer card analysis, which cannot reliably differentiate between rod parting/twist-off and pump valve malfunctions.
The developed method enables reliable detection of bottomhole rod parting, thereby eliminating unjustified costs associated with unnecessary "recovery" operations (such as flushing with hot oil, water, or solvents) and reducing well downtime. A limitation of this method is the risk of parasitic short circuits between the rods and the tubing in deviated wellbore sections; however, this can be mitigated by using sucker rods equipped with polymer scraper-centralizers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.