Ученые Пермского политехнического университета предложили новый способ синхронизации работы поршневых насосов, которые используются для повышения нефтеотдачи. Разработка повысит эффективность эксплуатации горизонтально направленных скважин на месторождениях с высокой выработанностью запасов.

Одним из самых известных способов повышения нефтеотдачи является гидроразрыв пласта, который сводится к закачке жидкости, искусственно создающей дополнительные трещины в горной породе. Реализовать эту технологию можно с помощью нескольких поршневых насосов, которые одновременно перекачивают жидкость под высоким давлением.

Гидроразрыв пласта наиболее сложен применительно к горизонтальным скважинам, которые отличаются большой протяженностью: чтобы протолкнуть жидкость через всю скважину, требуется высокое давление и большое количество поршневых насосов. При этом из-за разной скорости работы поршней возникают колебания давлений и сильные пульсации подачи жидкости. Это негативно влияет на процесс закачки и приводит к авариям.

Разработка ученых Пермского политеха позволяет решить эту проблему и обеспечить равномерную работу двух и более поршневых насосов. Речь идет о предварительном вычислении момента времени, когда в положении вращающихся валов происходит сдвиг, который регулируется блоком управления. Вал — это подвижная деталь, поршневого насоса, которая передает вращение другим элементам.

Новая технология работает следующим образом: у каждого задействованного насоса есть свой приводной двигатель; в свою очередь, 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», — цитирует Пермский политех Вадима Картавцева, инженера кафедры горной электромеханики.

В целом, преимущество новой технологии — в снижении неравномерности подачи жидкости при работе нескольких поршневых насосов, объединенных в группу. Если один из них выходит из строя, то разработка обеспечивает стабильное перекачивание жидкости с помощью оставшихся устройств. Это гарантирует надежность работы всего оборудования.