В условиях непрерывного развития мировой экономики спрос на нефть как важный энергетический ресурс продолжает расти. В то же время сложность добычи нефти постепенно возрастает, запасы нефти на мелководье сокращаются, а добыча постепенно распространяется на сложные районы, такие как глубоководные и глубокие скважины. Шахтные условия суровы, сложность добычи возрастает, количество перегруженных скважин увеличивается, а ограничения традиционных методов добычи нефти становятся все более заметными. Разработка новых материалов, новых технологий и поиск более эффективных и экологически чистых методов добычи стали важными задачами, стоящими перед нефтяной промышленностью. Нефтепромысловая насосная штанга является одним из основных компонентов в технологии добычи нефти штангами. Он соединяет насосную установку и масляный насос и использует традиционную энергию для перекачки сырой нефти из земли в землю. Условия применения насосной штанги относительно суровы. Ему приходится контактировать с сырой нефтью, которая содержит воду, кислоты, щелочи и серосодержащие соединения, вызывающие серьезную коррозию металлов.
Поэтому ученые обратили свое внимание на новый тип углеродного волокна. Эта легкая, устойчивая к коррозии насосная штанга, изготовленная из новых материалов, использовалась в качестве насосной штанги для нефтяных скважин в суровых условиях добычи нефти.
По сравнению с обычными насосными штангами, насосные штанги из углеродного волокна обладают преимуществами сверхпрочности, сверхлегкого веса, коррозионной стойкости, непрерывности и высокой энергоэффективности.
Чтобы преодолеть недостатки обычных стальных насосных штанг, такие как большой вес, высокое энергопотребление, частые отказы, большой поршневой эффект, медленная скорость подъема и опускания, а также легкий износ, ученые разработали насосную штангу из композитного углеродного волокна. Эта насосная штанга изготовлена на основе ненасыщенной смолы, а в качестве армирующего волокна используется углеродное волокно, которое сшивается и отверждается при высокой температуре и производится методом пултрузии.
Каковы преимущества насосных штанг из углеродного волокна V&T:
1. Высокая прочность на разрыв и низкая плотность позволяют снизить нагрузку на насосную установку и сэкономить ресурсы.
Предел прочности углеродного волокна в 10 раз выше, чем у стали, а плотность составляет примерно 1/5 плотности стали. Насосная штанга из углеволокна имеет небольшой вес, что снижает нагрузку на голую штангу и крутящий момент редуктора, экономит электроэнергию, снижает трудоемкость рабочих, увеличивает скорость работы.
2.Коррозионная стойкость, расширенный цикл проверки насоса, длительный срок службы.
Композитные материалы из углеродного волокна практически не подвержены коррозии, образованию окалины и воску. Эта устойчивая к коррозии насосная штанга может эффективно снизить эксплуатационные расходы нефтяного месторождения на протяжении всего его жизненного цикла, обеспечивая непрерывную, эффективную и стабильную добычу.
3. Уменьшите частоту отказов и поршневой эффект насосной штанги.
В середине насосной штанги из углеродного волокна нет муфты, что снижает вероятность отказа и поршневой эффект, вызванный муфтой.
4. Одиночный стержень может достигать высоты до 8000 м.
Насосная штанга из углеродного волокна может быть намотана на ролик диаметром 4 м и использована как непрерывная нефтепроводная труба. Это может выполнить одна сменная оперативная группа из 3-4 человек. Длинноходовой метод накачки имеет максимальный одиночный ход 200 м.
5. Комплексная экономия средств может достигать более 75%.
Общий вес углепластиковой насосной штанги снижается на 1/4, можно выбрать корпус насоса меньшего размера, а цикл его замены увеличить в 2-2,5 раза.
Новые материалы являются незаменимой материальной основой для поддержки высококачественного оборудования и крупных проектов, «технологией шасси» передового производства и ключевой областью для выращивания нового качества производительности. Как новый тип материала, сфера применения углеволоконных композиционных материалов постепенно расширяется. В области нефти и нефтехимии постепенно проявляются преимущества композитных материалов из углеродного волокна. Непрерывная насосная штанга для нефтяных скважин, изготовленная из композитных материалов, армированных углеродным волокном, может достигать глубины до 5000 метров, успешно преодолевая недостатки предыдущих насосных штанг, которые требуют соединения штанг с муфтой, длительного времени бурения, легкой коррозии металлических штанг, короткого срока службы и высокого энергопотребления во время работы. В настоящее время он применен на 545 скважинах на 94 блоках пяти крупнейших нефтяных месторождений Китая, а прямая экономическая выгода составила 245 миллионов юаней. Эффект применения этого материала в трех аспектах: глубокая перекачка и увеличение количества масла, экономия энергии и снижение потребления, а также защита от коррозии и продление срока службы. Это революционная техническая модернизация системы добычи нефти на месторождениях, которая играет роль в содействии развитию нефтедобывающей промышленности моей страны и повышению технического уровня.