ООО «Ойл Автоматика» впервые представило установку погружного линейного двигателя (УПЛД), предназначенную для механизированной эксплуатации малодебитных нефтяных скважин, включая объекты с осложнёнными условиями работы. О разработке сообщили представители Института нефтегазовых технологических инициатив.
В основе установки лежит конструктивная схема, где возвратно-поступательное движение двигателя напрямую передаётся плунжеру насоса. Разработчики исключили из кинематической цепочки промежуточные преобразователи, муфты, передачи и приводные штанги. Для скважинного оборудования это меняет сам подход к компоновке погружного агрегата и управлению режимом отбора жидкости.
Из чего состоит установка погружного линейного двигателя
УПЛД объединяет несколько узлов в единую систему механизированной добычи. Наземная станция управления получает данные от погружной телеметрии и регулирует работу оборудования с учётом потенциала конкретной скважины.
| Элемент установки | Функция в составе УПЛД |
|---|---|
| Наземная станция управления | Адаптирует режим работы и регулирует отбор жидкости. |
| Погружной плунжерный насос | Обеспечивает подачу жидкости из скважины. |
| Погружной линейный электродвигатель | Создаёт возвратно-поступательное движение для прямого привода плунжера. |
| Компенсатор | Входит в состав погружной компоновки установки. |
| Погружная телеметрия | Передаёт данные для настройки режима эксплуатации. |
Ключевой узел разработки представляет собой линейный погружной электродвигатель. Его статор собран из модулей-катушек, формирующих бегущее магнитное поле. Подвижная часть выполнена в виде слайдера с постоянными магнитами. Взаимодействие статора и слайдера создаёт возвратно-поступательное движение, которое без дополнительных механических передач получает плунжер насоса.
Такая компоновка важна для проектирования оборудования в ограниченном диаметре скважины. Конструктору требуется увязать в одной сборке двигатель, насос, телеметрию и компенсатор, одновременно сохранив рабочие габариты и возможность регулировать параметры отбора.
Рабочие параметры и настройка режима отбора
Габарит УПЛД составляет 117 мм, длина установки в сборе не превышает 20 метров. Плунжер совершает ход примерно 1,2 метра. Диапазон подач заявлен на уровне 12–30 куб. м в сутки, номинальный напор составляет от 800 до 2700 метров.
Интеллектуальная станция управления регулирует отбор количеством ходов плунжера в минуту, длиной хода и скоростью его перемещения. Оператор может менять эти параметры под фактические условия работы скважины. Как получить постоянный отбор жидкости при нестабильном притоке? Разработчики предлагают корректировать режим работы по данным телеметрии, а не использовать неизменную настройку оборудования.
- количество ходов плунжера в минуту;
- длину хода плунжера;
- скорость перемещения плунжера.
Технология рассчитана на перевод скважин из периодического режима в постоянную эксплуатацию с непрерывным отбором жидкости. Поддержание постоянного низкого давления на приёме насоса формирует максимальную депрессию на пласт. По замыслу разработчика, это позволяет полнее реализовать потенциал малодебитной скважины.
Какие скважинные условия учитывает конструкция
УПЛД может работать на скважинах с искривлённым стволом, нестабильным притоком, высоковязкими флюидами и водонефтяными эмульсиями. Для традиционных способов механизированной добычи такие условия могут ограничивать применимость и эффективность оборудования.
Двигатель допускает настройку на дополнительный подогрев скважинного флюида на приёме насоса. Эта функция расширяет возможности установки при добыче вязких нефтей и водонефтяных эмульсий. В конструкцию заложена не только силовая часть, но и возможность менять режимы для конкретной продукции скважины.
«УПЛД — это не просто новая установка, а принципиально иной подход к эксплуатации малодебитного фонда. Мы устранили главные “узкие места” традиционных технологий: отказались от штанговой колонны и громоздкого наземного оборудования, сняли ограничения по кривизне ствола, обеспечили постоянный отбор жидкости», — сказал руководитель проекта УПЛД ООО «Ойл Автоматика» Спивак Кирилл Сергеевич.
Опыт эксплуатации и надёжность оборудования
Установка имеет опыт эксплуатации в Ханты-Мансийском автономном округе, Республике Татарстан, Пермском крае, Республике Коми, Оренбургской и Самарской областях. За рубежом технологию применяли на объектах Belayim Petroleum Company в Арабской Республике Египет и PTT Exploration and Production Public Company Limited в Королевстве Таиланд.
По данным разработчика, практика эксплуатации в целом подтверждает увеличение добычи жидкости и нефти, снижение забойного давления и энергозатрат по сравнению с предыдущими способами эксплуатации. Рекордная наработка УПЛД достигла 1967 суток на объекте в Оренбургской области. На объекте в Ханты-Мансийском автономном округе установка работает 1035 суток, а в текущей практике всё чаще фиксируют наработку более 600 суток.
Эти данные важны для дальнейшей отработки конструкции. Длительная эксплуатация позволяет собирать сведения о поведении погружного агрегата в реальных режимах, а затем уточнять решения по насосному оборудованию, электродвигателю и системе управления.
От первых образцов к расширению линейки насосов
Первые образцы УПЛД разрабатывали в 2018–2020 годах. С 2021 года ведётся опытно-серийное производство. Технология прошла этап испытаний и находится на стадии широкой подконтрольной эксплуатации: разработчик непрерывно собирает данные и отслеживает показатели надёжности.
- В 2018–2020 годах разработали первые образцы установки.
- С 2021 года организовали опытно-серийное производство.
- После испытаний УПЛД вывели в широкую подконтрольную эксплуатацию с мониторингом надёжности.
- В сентябре–октябре 2026 года запланированы стендовые испытания для расширения линейки плунжерных насосов по напорам и подаче.
На горизонте 2027–2030 годов компания намерена разработать специальные конструкции насосов для продукции с высоким газовым фактором и повышенным содержанием механических примесей. В планах также повышение ремонтопригодности, оптимизация энергопотребления и модульности электродвигателя, внедрение новых алгоритмов станции управления совместно с ООО «ИРЗ ТЭК».
Отдельно прорабатывается адаптация технологии для отбора скапливающейся жидкости с забоя при эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин. Какие узлы потребуют следующей конструкторской проработки? Планы разработчика указывают на насосы для сложной продукции, модульность двигателя, ремонтопригодность агрегата и алгоритмы управления.
Частые вопросы
Для каких скважин предназначена УПЛД?
Установка предназначена для механизированной эксплуатации малодебитных нефтяных скважин, в том числе с искривлённым стволом, нестабильным притоком, высоковязкими флюидами и водонефтяными эмульсиями.
Какие основные параметры установки заявлены разработчиком?
Габарит УПЛД составляет 117 мм, длина в сборе не превышает 20 метров, длина хода плунжера равна примерно 1,2 метра. Подача составляет 12–30 куб. м в сутки, номинальный напор — от 800 до 2700 метров.
Как линейный двигатель передаёт движение насосу?
Статор из модулей-катушек создаёт бегущее магнитное поле, а слайдер с постоянными магнитами образует подвижную часть. Их взаимодействие создаёт возвратно-поступательное движение, которое напрямую передаётся плунжеру насоса.
Можно ли менять режим работы УПЛД на скважине?
Да. Интеллектуальная станция управления с телеметрией регулирует количество ходов плунжера в минуту, длину хода и скорость его перемещения.
Какой опыт наработки есть у установки?
Рекордная наработка составила 1967 суток в Оренбургской области. На объекте в Ханты-Мансийском автономном округе установка находится в работе 1035 суток, а наработка свыше 600 суток фиксируется всё чаще.
Какие испытания запланированы дальше?
В сентябре–октябре 2026 года компания планирует стендовые испытания, чтобы расширить линейку плунжерных насосов по напорам и подаче.
Позиция экспертов Реестр Гарант
Команда «Реестр Гарант» обращает внимание на прямую кинематическую связь линейного погружного двигателя с плунжером насоса: она исключает из компоновки муфты, передачи и приводные штанги. Дальнейшие стендовые испытания в 2026 году должны дать основу для расширения линейки насосов по напору и подаче. В планах до 2030 года также заложены конструкции для продукции с высоким газовым фактором и механическими примесями, а также повышение модульности и ремонтопригодности электродвигателя.