В скважинах с высоким выносом песка, высокой вязкостью и склонностью к интенсивному солеотложению механические примеси и солевые корки непрерывно нарушают режим работы глубинного насосного оборудования. Аккумуляция песка и утолщение слоя солей приводят к резкому росту крутящего момента и осевой нагрузки, что вызывает заклинивание (прихват) насоса, обрыв насосных штанг, повреждение оборудования и внеплановые простои скважин. Для таких условий эксплуатации система механизированной добычи должна не только ограничивать попадание твердых частиц в насос, но и обладать технологией вымывания уже попавшего песка, а также эффективными алгоритмами автоматической ликвидации прихватов.

I. Почему высокий вынос песка приводит к заклиниванию насоса?

При попадании пескосодержащего флюида в полости насоса поведение твердых частиц определяется скоростью потока, вязкостью, гравитацией и величиной зазора пары «статор-ротор». При снижении скорости потока или несоответствии зазора текущим условиям песок начинает оседать и формировать песчаные пробки внутри насоса. Запесочивание резко увеличивает механическое трение между статором и ротором, вызывая рост нагрузок. Скважинные фильтры и противопесочные устройства снижают попадание крупных частиц, однако для скважин с постоянным выносом песка задачи раннего предупреждения и оперативной ликвидации прихватов остаются наиболее острыми проблемами.

II. Как система IntelliCPCP® управляет зазором для вымывания песка

Система IntelliCPCP® идентифицирует риски прихвата на ранней стадии, анализируя динамику частоты вращения, крутящего момента, осевой нагрузки, давления и КПД. При достижении критических значений устьевой роторно-подъемный механизм DynaRL® перемещает конический ротор вверх. Благодаря уникальной конической геометрии цельнометаллического винтового насоса FERROXIS® это осевое смещение мгновенно преобразуется в увеличение радиального зазора сопряжения. В расширенном зазоре под воздействием гравитации и восходящего потока флюида происходит интенсивное вымывание и удаление скопившегося песка. После очистки полостей система опускает ротор в исходное положение для возобновления добычи.

• Интеллектуальный шкаф управления Synergix®: Осуществляет непрерывный сбор и мониторинг данных о частоте вращения, моменте, осевой нагрузке, давлении и КПД.

• Устьевой роторно-подъемный механизм DynaRL®: Обеспечивает высокоточное вертикальное перемещение штанговой колонны и конического ротора.

• Цельнометаллический конический винтовой насос FERROXIS®: Трансформирует осевой сдвиг ротора в изменение радиального зазора за счет конического профиля.

• Механизм очистки зазора от песка: Увеличение зазора→ Вымывание песка потоком флюида → Удаление твердых частиц→Возврат в оптимальный рабочий зазор.

  

При фиксации песчаного прихвата по аномальному росту момента система поднимает ротор для расширения зазора и сброса песка. В случае солеотложений, механизм формирования которых отличается от песка (соли оседают на поверхностях насоса и каналах, обладая высокой твердостью и адгезией), система IntelliCPCP® применяет другой алгоритм. При обнаружении риска солевого прихвата система выполняет серию контролируемых возвратно-поступательных вращений, осевых подъемов и микрорегулировок зазора, что позволяет разрушить и удалить отложения солей из проточной части.

III. Технико-экономическая ценность технологии автоматической ликвидации прихватов

Суть технологии заключается в превентивном распознавании рисков аккумуляции твердых частиц на основе цифровых данных и использовании управляемого с поверхности перемещения ротора для ликвидации прихватов без остановки скважины:

• Предотвращение непрерывного запесочивания полостей глубинного насоса.

• Автоматическая ликвидация прихвата непосредственно в момент возникновения риска.

• Сокращение внеплановых остановок добычи и минимизация потребности в ручных операциях на скважине.

• Формирование аналитической базы данных для оптимизации межремонтных периодов и графиков очистки.

IV. Инженерное заключение и технологические границы

При тяжелом аварийном запесочивании скважины, критических повреждениях конструкции, обрыве штанговой колонны, формировании сверхтвердых солевых пробок или в случаях, когда рабочие параметры не восстанавливаются после нескольких циклов самоочистки, требуется проведение стандартного подземного ремонта (ПРС) с подъемом оборудования.

Технология автоматической ликвидации прихватов IntelliCPCP® направлена не на полное исключение физических процессов отложения песка и солей, а на интеллектуальное управление зазором для минимизации рисков заклинивания оборудования. Это позволяет значительно увеличить межремонтный период (МРП) скважин и снизить себестоимость механизированной добычи.