Аналіз насосних агрегатів для розриву нафтових пластів

Abstract

Наведено основні короткі відомості про насосні установки для гідравлічного розриву пласта, створені в різних країнах, взяті з сайтів заводів та фірм-виробників, довідкової літератури. В даний час для гідравлічного розриву пласта застосовуються спеціальні насосні установки, які змонтовані на різних монтажно-транспортних шасі, що забезпечують повний привід. Наведено основні технічні характеристики установок, що дають лише загальну оцінку виробу без схеми встановлення та переліку елементної бази реалізації. З метою зіставлення насосних установок різних фірм таблиці побудовані за однойменними показниками. Запропоновано вирішальний критерій, що відображає сукупність енергетичних та масогабаритних характеристик, компактність. Він дозволяє обґрунтувати подальший розвиток, який буде пов'язаний із гідроприводними насосними агрегатами, тобто з більш широким використанням сучасних гідромашин та гідроапаратури. Слід зазначити, що установка для гідравлічного розриву пласта являє собою в цілому динамічну машину, робота якої супроводжується нестаціонарними процесами руху технологічної рідини в свердловині, в пласті, що розривається, при дії пластового тиску на глибинах понад 1500 м. При цьому при розробці насосного агрегату використовувалася нова конструкція регульованого аксіально-поршневого насоса АНП-500 з робочим об'ємом 500 см 3 /об та тиском 35 МПа, що розроблений у НДІ Гідропривід (м. Харків). Огляд відомих джерел показав, що подальше вдосконалення, розвиток та підвищення ефективності насосних установок та агрегатів для гідравлічного розриву пласта стає актуальною проблемою нафтогазової промисловості. Ця проблема може бути вирішена шляхом обґрунтованого вибору приводу; забезпечення плавного регулювання подачі; суттєвого зниження пульсації подачі та тиску суміші, що надходить у свердловину; зменшення маси та габаритів.

The article provides basic brief information, taken from the sites of factories and manufacturers, reference literature, about pumping units for hydraulic fracturing, which are created in different countries. Currently, special pumping units are used for hydraulic fracturing, assembled on various removal-installation chassis, providing four-wheel drive. The main technical characteristics of the installations, which give only a general assessment of the unit without the installation diagram and the list of the element base of the implementation, are given. In order to compare the pumping units of different companies, the tables are built according to the indicators of the same characteristics. A decisive criterion, which reflects the totality of energy and weight and size characteristics, small size, is proposed. It makes it possible to substantiate further development, which will be associated with hydraulic driven pumping units, that is, with the wider use of modern hydraulic machines and hydraulic equipment. It should be noted that the installation for hydraulic fracturing is generally a dynamic machine, the operation of which is accompanied by non-stationary processes of movement of the process fluid in the well, in the fractured formation, under the action of formation pressure at depths exceeding 1500 m. At the same time, during developing the pumping unit, a new design of an adjustable axial piston pump ANP-500 with a working volume of 500 cm 3 /rev and a pressure of 35 MPa, developed at the Research Institute Hydroprivod (Kharkov), was used. A review of known sources has shown that further improvement, development and increase in the efficiency of pumping units and units for hydraulic fracturing is becoming an urgent problem in the oil and gas industry. This problem can be solved by making an informed choice of the drive; ensuring smooth flow control; a significant reduction in the pulsation of the supply and pressure of the mixture entering the well; reduction of weight and dimensions.