Метод повышения эффективности диагностики обрыва и отворота штанг

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.

1. Александров В.П., Иванов А.И., Петров С.А. (2022). Совершенствование системы контроля со­стояния скважинной насосной установки. Известия Томского политехнического университета. Инжи­ниринг георесурсов, 333(1), с. 168–177.

2. Альмохаммад А.М., Безверхая Е.В., Квеско Н.Г., Брунгард М.В. (2022). Основные осложняющие факторы при эксплуатации станков-качалок штан­говых глубинных насосов на нефтяном месторожде­нии Айн-Зала Республики Ирак. Известия ТулГУ. Технические науки, 5, с. 397–402.

3. Бахтизин Р.Н., Уразаков К.Р., Топольников А.С., Азизов А.М., Комков А.Г., Ишмухаметов Б.Х. (2016). Добыча нефти штанговыми установками в осложненных условиях. Уфа: Изд-во УГНТУ, 172 с.

4. Галеев А.С., Бикбулатова Г.И., Болтнева Ю.А., Шулин В.С. (2024). Анализ причин отказов глубинно-насосного оборудования при эксплуата­ции скважин штанговыми насосами в осложненных условиях. Известия ТулГУ. Технические науки, 8, с. 36–38.

5. Галеев А.С., Сабанов С.Л., Сулейманов Р.Н., Филимонов О.В., Утемисов Т.А., Жантурин Ж.К. (2022). Экспресс-диагностика обрыва-отворота штанг на скважинах, оборудованных штанговыми глубинными насосами. Вестник нефтегазовой от­расли Казахстана, 4(1), с. 112–119.

6. Галеев А.С., Сулейманов Р.Н., Филимонов О.В., Шайхразиев С.Р. (2021). Способ и устройство определения нижнего обрыва/отворота штанг на скважинах, оборудованных УШГН. Патент РФ № 2753327, МПК E21B 47/00. Заявитель и патентооб­ладатель: ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет». Заявка № 2018114619 от 19.04.2018, опубликовано 13.08.2021, Бюл. № 23 (II ч.).

7. Глухих И.Н., Милютин Д.А., Пономарев В.П. (2024). Диагностирование состояния штанговых глубинных насосов при помощи нейронных сетей. Вестник Тюменского государственного университе­та. Инженерные науки, 1(1), с. 15–20.

8. Жулаев В.П., Шайжанов Н.С., Борисов А.О. (2019). Анализ причин отказов привода скважинных штанговых насосов. Нефтегазовое дело, 19(3), с. 100–105.

9. Ибрагимов Р.Р. (2019). Предотвращение отворотов штанговой колонны путем применения противоотворотной гибкой муфты и нанесения анаэробного герметика в ООО «Башнефть-Добы­ча». Нефтегазовое дело, 17(1), с. 50–55.

10. Сальников С.В., Петроченков А.Б. (2026). Программа косвенной оценки усилия на полирован­ном штоке штанговой скважинной насосной уста­новки. Свидетельство о государственной регистра­ции программы для ЭВМ № 2026668296, Российская Федерация. Заявитель и правообладатель: ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский по­литехнический университет». Заявка № 2026669714 от 01.07.2026, опубликовано 01.07.2026.