Отвороты и обрывы штанг в спиралевидных скважинах

Дата актуализации: 05 мая 2026 г.

Содержание

1. Основные причины отворотов и обрывов штанг
2. Экспресс-методы диагностики отказов
3. Комплекс мер профилактики
4. Кейс: спиралевая скважина в Западной Сибири
5. Список использованных источников

На поздней стадии разработки месторождений доля спиралевидных (т.е. имеющих значительную искривленную траекторию) скважин неуклонно растёт. УСШН (установки скважинные штанговые насосные) остаются основным способом добычи, однако их эксплуатация в таких условиях резко увеличивает риск отворотов и обрывов штанг. Причина — комбинация циклических нагрузок, высокого крутящего момента и точечных контактов внутри искривлённой ствола.

Основные причины отворотов и обрывов штанг

Крутящий момент от деформации колонны

Во время рабочего хода плунжера вниз на колонну штанг действуют силы сопротивления, вызывающие её торсионную деформацию. В спиралевидных скважинах эффект усиливается из-за:

• дополнительного контакта штанг с обсадной колонной;
• роста боковых сил на участках кривизны;
• неравномерного распределения масла по длине ствола, что ведёт к перепадам трения.

Суммарные факторы риска

Экспресс-методы диагностики отказов

Электрический метод (Галеев и др., 2022)

Нижний отворот или обрыв штанг можно быстро отличить от «залипания» клапанов насоса, создав цепь «колонна штанг – НКТ» и измерив сопротивление между ними:

• 0…2 Ом, целостность сохранена;
• >2 Ом — отворот/обрыв;
• ∞ — полный обрыв или отсутствие контакта.

Для измерений используют блок синхронизации по электромагнитному каналу, что позволяет работать без вывода оборудования на поверхность.

Анализ динамограмм

Типичные признаки отворота на карте нагрузки:

1. Резкое смещение «нижней мёртвой точки» вверх.
2. Уменьшение площади цикла (снижение подачи).
3. Появление «ступенек» на нисходящем участке кривой.

⚠️ Важно: в кривых скважинах динамограмма может искажаться из-за инерционных эффектов, поэтому электрический контроль считается более надёжным.

Комплекс мер профилактики

Инженерные решения

• Увеличение диаметра штанг на участках кривизны (S-75 вместо S-56).
• Установка анти-спиральных центраторов каждые 30–50 м.
• Переход на трубы повышенной прочности (сталь 25CrMo4 с покрытием CrN).

Технологические меры

• Смазка колонны ПАВ-составами для снижения коэффициента трения.
• Ограничение скорости хода плунжера до 0,8 м/с в зонах кривизны.
• Регулярная инспекция резьбовых соединений методом вихретоковой дефектоскопии.

Организационные шаги

1. Раз в год — обязательная трёхмерная геометрическая инспекция скважины (Gyro + multi-finger).
2. Ежеквартальный анализ динамограмм и электрических измерений.
3. Плановая замена штанг через 3 года эксплуатации в спиралевидных скважинах.

Кейс: спиралевая скважина №27 в Западной Сибири

Характеристики: глубина 2350 м, максимальный угол 42°, радиус кривизны 150 м.

• Проблема: за год два отворота штанг S-56 на глубине 1820 м после 11 месяцев работы.
• Диагностика: электрический метод показал сопротивление 4,7 Ом; динамограмма — смещение нижней точки на 18 %.
• Решение:
  1. Переход на штанги S-75 с двойной резьбой.
  2. Установка 48 анти-спиральных центраторов.
  3. Снижение частоты хода с 6 до 4,5 мин^-1.

Источники

1. Анализ причин и профилактика отворотов насосных штанг и труб // OGBUS, 2011. URL: https://ogbus.ru/article/…
2. Ликвидация обрывов и отворотов штанг // StudFiles, 2025. URL: https://studfile.net/…
3. Галеев А.С. и др. Экспресс-диагностика обрыва-отвора штанг на скважинах, оборудованных штанговыми глубинными насосами // Вестник нефтегазовой отрасли Казахстана, 2022. URL: PDF

Если вам нужна консультация по конкретному фонду скважин или помощь в расчётах, пишите — поможем подобрать оптимальную схему профилактики.