Пермские ученые придумали, как повысить качество работы поршневых насосов при добыче нефти
В нефтедобыче для извлечения углеводородов из скважины и поддержания пластового давления активно используют специальные насосы. Они работают с помощью поршня, который возвратно-поступательными движениями перекачивает нефть или воду. Часто на одной скважине требуется установка сразу нескольких одновременно работающих насосов для большей подачи жидкости. Однако в этом случае разная скорость работы поршней приводит к неравномерной перекачке жидкости из-за возникающих пульсаций подачи и колебаний давления. Это вызывает аварии, связанные с повреждениями трубопровода и оборудования. Ученые Пермского Политеха разработали способ эффективного снижения неравномерной подачи жидкости, который обеспечивает надежную работу поршневых насосов и минимизирует простой нефтегазового оборудования.
На изобретение выдан патент. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Для повышении нефтеотдачи на месторождении проводят различные процедуры, например, гидроразрыв пласта, когда, закачивая в него жидкость, искусственно создают дополнительные трещины в горной породе. Качественно реализовать эту технологию можно с помощью нескольких одновременно работающих поршневых насосов, которые под давлением перекачивают жидкость.
Задействовано может быть от четырех до 12 насосов, в некоторых случаях больше. При гидроразрыве пласта они должны обеспечить высокое давление и подачу жидкости в больших объемах, с чем отдельно взятый насос не справится. Особенно это касается горизонтальных скважин, рост которых растет с каждым годом. У них довольно большая протяженность, и чтобы протолкнуть жидкость через всю скважину, требуется очень высокое давление и большее количество одновременно задействованных насосов.
Особенностью работы поршневого насоса является неравномерность подачи жидкости. Из-за разной скорости работы поршней в насосах возникают колебания давлений и сильные пульсации подачи жидкости. Это негативно влияет на технологический процесс закачки и приводит к авариям, которые ухудшают эксплуатационные характеристики и надежность работы всего оборудования.
Существующие решения этой проблемы позволяют использовать лишь два насоса одновременно, что не всегда эффективно, или требуют установки дополнительных устройств, что приводит к усложнению конструкции насоса, увеличению габаритов и стоимости.
Ученые Пермского Политеха разработали уникальный способ, обеспечивающий равномерную работу двух и более поршневых насосов. Суть заключается в предварительном вычислении момента времени, когда в положении (фазе) вращающихся валов происходит сдвиг, который предварительно вычисляется и тут же регулируется блоком управления. Вал – это важный элемент конструкции поршневого насоса, подвижная деталь, которая передает вращение другим элементам.
Для исследования политехники рассматривали группу из трех поршневых насосов, но отмечают, что в общем случае их число может быть любым.
– Предложенная технология работает таким образом: у каждого задействованного насоса свой приводной электродвигатель. Валы, находящиеся внутри насосов, соединены с валами электродвигателей. Суть разработки именно в дополнительной установке датчиков, которые измеряют их положение и скорость вращения. Информация об этом передается в блок управления, который должен поддерживать изначально заданный сдвиг фаз (положения) валов. И если процесс работы насосов по какой-то причине нарушается, то это распознается блоком управления по показаниям датчиков. В этом случае он кратковременно изменяет скорости вращения, уменьшает или повышает, пока сдвиг фаз не будет соответствовать изначально заданному, – объясняет Вадим Картавцев, ассистент, инженер кафедры горной электромеханики ПНИПУ.
– Преимущества нашей идеи – в быстром и эффективном снижении неравномерности подачи перекачиваемой жидкости при работе двух и более поршневых насосов, объединенных в группу. При этом, если один из них исключается, например, из-за выхода из строя электродвигателя, то предложенный способ обеспечивает стабильное перекачивание ее с помощью оставшихся устройств. Это гарантирует надежность работы группы поршневых насосов и минимальные простои работоспособного оборудования в ее составе, – поделился Александр Муравский, доцент кафедры горной электромеханики ПНИПУ, кандидат технических наук.
Разработанная технология ученых Пермского Политеха позволяет непрерывно регулировать и поддерживать режим работы с низкой неравномерностью подачи нескольких поршневых насосов при перекачивании жидкости в нефтегазовой отрасли.
Telegram 
Дзен 
VK Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно