Реестр инновационных продуктов, технологий и услуг,рекомендованных к использованию в Российской Федерации
Продукт Номер в реестре: 138
Штанговый глубинный насос (ШГН) «BeeOilPump» 
Новый вид нефтедобывающего штангового насоса, повышающего энергоэффективность нефтедобычи в осложненных условиях скважинной среды.
Подробное описание

Изученная практика отказов скважинного оборудования в нефтегазодобывающих управлениях (НГДУ) различных нефтяных компаний показывает, что на отказы собственно штанговых насосов приходится ≈ 30 % от их общего числа, из них в 72 % происходит запарафинивание шариковых клапанов и заклинивание плунжера, 18 % - износ плунжерной пары. Ухудшающаяся геолого-технологическая структура запасов нефти (низко проницаемые пласты, остаточные запасы, глубокопогружные горизонты, высоковязкие нефти, высокие углы наклона скважин, подгазовые зоны), повышение содержания механических примесей и парафина в добываемой пластовой жидкости вынуждают проводить усовершенствование применяемого оборудования для нефтедобычи.

Технические характеристики

Скважинный штанговый насос со сборным плунжером, с неизвлекаемым всасывающим клапаном и сбивным штифтом

25-225-ТНМ-14-2-2

Материал цилиндра

38х2 МЮА

Покрытие цилиндра

Азотированный

Материал плунжера

Сталь 45

Материал клапанов

40х13

Тип клапанной пары

57-ТС

Усилие перемещения плунжера

150 Н

Ход плунжера номинальный

3200 мм

Группа посадки

Fit1

Напор

1200 м

Функциональные возможности

Обеспечение следующих характеристик нефтедобычи:

  • возможность использования в наклонных (до 90º) и горизонтальных скважинах;
  • возможность использования для перекачки высоковязких жидкостей;
  • высокую степень надежности за счет двух контуров герметизации;
  • высокую коррозионную стойкость за счет применения соответствующих  материалов;
  • высокую износостойкость за счет применения алмазно-кластерного хромирования  трущихся поверхностей;
  • увеличенный ресурс работы клапанов (ОПИ – 1600 суток) и насосной установки;
  • увеличение коэффициента подачи ШГН на ~ 30%;
  • увеличение объемов дополнительно добытой нефти вследствие роста средней наработки на отказ (СНО) оборудования;
  • возможность работы в осложненных условиях (абразивные среды);
  • снижение нагрузки на штанги на ~ 15%. 
Особенности технологии

По статистики 66% отказов ШГН приходится именно на узлы насоса (клапанные пары, плунжер, цилиндр). Частые поломки нефтедобывающего оборудования приводят к увеличению экологических загрязнений связанных с разливом нефти и дополнительным расходам по их устранению.

   ООО «РАМ» создан необходимый научно-технический задел по модернизации комплектующих нефтедобывающего оборудования, разработаны методы улучшающие следующие показатели – микротвердость, износостойкость, когезионную прочность, коррозионную стойкость и пластичность используемых для изготовления материалов. Разработаны клапана новой конструкции и плунжер, позволяющие экономно использовать электроэнергию и снижающие число аварий приводящих к загрязнению окружающей среды.

В  насосе используются новые золотниковые клапаны вместо шариковых клапанов, которые обеспечивают увеличенную среднюю наработку на отказ (СНО) насоса, надежную герметичность, увеличенную площадь проходного сечения, меньшее гидравлическое сопротивление, повышенную износостойкость. Трущиеся пары покрыты алмазно-кластерным хромовым покрытием толщиной 24 микрона.

Первый контур герметизации клапана - лабиринтное уплотнение - образуют смещенные и подпружиненные уплотнительные кольца, совместно с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса клапана. Второй контур герметизации – посадка конус-конус золотника в седло корпуса. Под воздействием  давления со стороны штока золотник выходит из корпуса, упирается  в конструкцию корпуса шарикового клапана, тем самым обеспечивает необходимое проходное сечение для пластовой жидкости. При начале обратного тока жидкости золотник мягко садится в седло корпуса.

     Доработка плунжера и цилиндра насоса дает снижение нагрузки на штанги насосной установки на 15%, что существенно сокращает обрывы штанг и расходы связанные с простоями, ремонтом и ликвидацией последствий аварий. Плунжеры разработанные ООО «РАМ» имеют в 2 раза меньшую длину и большее количество уплотнительных колец, что значительно снижает вероятность заклинивания и обрыва штанг насосной установки. На цилиндр насоса и уплотнительные кольца плунжера наносится износостойкое покрытие, что существенно увеличивает срок износа плунжерной пары (цилиндр-плунжер).

Коммерческая информация

Штанговые глубинные насосы (ШГН) «BeeOilPump»  успешно испытаны в самых суровых условиях нефтедобычи, показали отличные результаты, подтвердили все инженерные мысли, подтвердили результативность алмазно-кластерного покрытия. Использование новых насосов наиболее актуально на месторождениях, где имеет место  усложненная нефтедобыча высоковязкой нефти с большим содержанием механических примесей. 

Конкурентные преимущества

Улучшаются следующие показатели нефтедобывающего оборудования:

  • Увеличение ресурса/меж.ремонтного периода (МРП) работы оборудования;
  • Надежная герметичность оборудования;
  • Возможность работы в скважинах с любым углом наклона;
  • Увеличение коррозионной устойчивости за счет алмазно-кластерного покрытия поверхностей трения;
  • Способность производства опрессовки колонны труб НКТ с целью проверки на герметичность;
  • Возможность многократного ремонта;
  • Снижение ударных нагрузок;
  • Возможность работы с нефтью, содержащей большое количество механических примесей и склонной к отложениям парафина или солей;
  • Уменьшение величины износа;
  • Увеличение площади проходного сечения;
  • Снижение гидравлического сопротивления.
Нормативно-техническое обеспечение
(стандарты, сертификаты, разрешения)

1.Свидетельство о награждении за разработку промышленной технологии алмазно-кластерного хромирования «НаноХром», почетным знаком форума серебряная статуэтка «Святой Георгий», 24-27 апреля, 2006г., Москва, «ЭКСПОЦЕНТР».

2.Свидетельство, регистрационный №2347689190, является членом Национальной ассоциации инноваций и развития информационных технологий.

 3.Сертификат соответствия C-RU.MP18.B.00028 на клапаны золотниковые серии «Норма», срок действия сертификата с 12.10.2010г. по 11.10.2015г.

4.Сертификат соответствия C-RU.AB28.B.03667, насосы скважинные штанговые соответствуют требованиям «О безопасности машин и оборудования», срок действия сертификата с 15.11.2011г. по 14.11.2016г.

 5.Сертификат соответствия продукции наноиндустрии: Клапан золотниковый с наноалмазным хромовым покрытием к УЭЦН и ШГН, серии «НОРМА», АНО «НАНОСЕРТИФИКА», №0000014, срок действия с 26.12.2011г. по 25.12.2014г.

6.Свидетельство №220, член Союза производителей нефтегазового оборудования.

7. Членский билет № 161-190, ООО "РАМ" состоит членом торгово-промышленной палаты города Королёва и ТПП РФ.

8. Диплом инновационного предприятия выдан ООО "РАМ" за разработку и внедрение инновационных и промышленных продуктов с использованием нанотехнологий (ТПП РФ и Российская ассоциация инновационного развития) 4-ый Инновационно-промышленный форум, 14 ноября 2011 г.

Правовая защита основных технологических решений продукта

Продукт патентуется.

Опыт применения

В связи с официальным обращением АО "НК «КазМунайГаз» (казахстанская национальная нефтяная компания). ООО "РАМ" было принято решение провести первые испытания нового насоса в самых суровых условиях на скважинах месторождения «Карсак». Нефть на этом месторождении представляет из себя высоковязкий флюид, который имеет очень высокую концентрацию механических примесей, а так же имеет в своем составе большое количество песка твёрдостью 7 моосов и солоноватую воду Каспийского моря. В связи с большой длиной плунжеров, происходит частый обрыв штанг, что негативно сказывается на нефтедобыче. Применение стандартных штанговых глубинных насосов позволяет достичь наработки на отказ максимум 40-60 суток на данном месторождении. 

Благодаря применению Штангового глубинного насоса (ШГН) «BeeOilPump» КОЭФФИЦИЕНТ ПОДАЧИ ВОЗРОС НА 20-35 %, а СРОК СЛУЖБЫ НА 40-50 %.

   Экономический эффект от добычи нефти насосом «BeeOilPump» на скважинах месторождения «Карсак»                      

скв.

Средний дебит, м3/сут

Наработка

на 26.03.12, дней

55

28,0

45

66

11,1

41

279

16,2

4

135

47,1

42

 

По сравнению с работой насосов, которые работали на этих скважинах до спуска насосов «BeeOilPump», были отмечены следующие изменения:

  1. На скважине №55 средний дебит добываемой жидкости вырос с 23,7 до 28,0 м3/сут (рост составил 18%);
  2. На скважине №135 средний дебит добываемой жидкости вырос с 44,8 до 47,1 м3/сут (рост составил 5%);
  3. На скважине №66 средний дебит добываемой жидкости снизился с 12,4 до 11,1 м3/сут (5%);

 

Средний дебит жидкости:  28,7 м3/сут

Обводненность: 79%

Рост:  6%

Дополнительно добытая нефть на 1 скважину:  

Qдоп =  28,7 * 0,06 * 365 * 0,21 = 132 м3 нефти = 830 барреля нефти = 113 тонны нефти в год.

Дополнительный доход на 1 скважину:   

Э1 = 830 * 126 $ = 104 580 $ = 3 032 820 руб. = 15 164 100 тенге в год.

Экономический эффект будет составлять (при фонде скважин, в количестве 150 шт.):

Эобщ =104 580 * 150 = 15 687 000 $ или 454 923 000 руб. или 2 274 615 000 тенге в год.