підземну і наземну, кожна з яких в свою чергу складається з окремих елементів, а саме: свердловинного насоса, насосних штанг і насосно-компресорних труб; гирлової арматури, верстата-гойдалки і приводу відповідно. При побудові систем діагностування ГНШУ необхідно враховувати наступні характерні особливості : розміщення насоса безпосередньо на вибої свердловини, що обумовлює обмеження радіальних розмірів елементів свердловинного обладнання; віддаленість гідравлічної частини самого насоса від привода (ця відстань в основному становить до 3000м); до специфічного конструктивного виконання також відноситься витягнутість установки по вертикалі; робота підземної частини установки у зануреному стані в умовах дії несприятливих експлуатаційних факторів (тиск, агресивне середовище, температура, пісок, парафін, тощо). Отже, глибиннонасосна штангова установка не відповідає вимогам контролепридатності (використання вмонтованих засобів контролю; прямий доступ до об’єкту), а це в свою чергу ускладнює можливість оцінки технічного стану установки при її діагностуванні.
Процеси і явища, що відбуваються в установці при її роботі визначаються поєднанням розмірів і співвідношень конструктивних елементів, її вузлів і зовнішнього середовища, тому доцільно при діагностуванні вибрати за вихідний – структурний параметр. Це повинен бути визначаючий розмір або поєднання розмірів (величина зносу елементів установки , деформації несучих конструкцій, тощо). Однак безпосередньо визначити величину структурних параметрів для всієї сукупності елементів установки немає можливості, тому є потреба вибрати такі параметри, що були б пов’язані з структурними і однозначно визначали стан установки, тобто були інформативними, при цьому для кожного об’єкта можна встановити множину параметрів, що характеризують його технічний стан. Згідно основних положень технічної діагностики, діагностичними параметрами можуть бути параметри робочих і супутніх процесів, або їх похідні (прямі і непрямі (побічні) діагностичні параметри відповідно). Параметри вихідних робочих процесів визначають функціональні властивості установки (подача, ККД, тощо) і дають узагальнену (комплексну) інформацію про стан установки в цілому. Параметри супутніх процесів (потужність приводу, напруження в елементах установки, вібрації та ін.) дають більш вузьку інформацію про технічний стан об’єкту.
В світовій практиці нафтовидобутку використовується два основних напрямки по визначенню технічного стану ГНШУ, що базуються на використанні непрямих параметрів: навантаження від підземної частини в точці підвісу колони насосних штанг – динамометричний; активної потужності, споживаної електродвигуном – ватметричний. На превеликий жаль, в Україні немає промислового застосування системи експлуатації ГНШУ по дійсному технічному стану, а заходи по контролю роботи глибинних установок здійснюють з допомогою гідравлічного динамографа, що є надзвичайно застарілою далекою від сучасного рівня технологією. Безумовно, в результаті вітчизняний нафтовидобуток є низькоефективним, однак проблема розширення нафтовидобутку в Україні актуальна і одним із шляхів її вирішення є впровадження в технологічний процес методичних і технічних засобів діагностування ГНШУ. В цьому випадку виникають певні особливості, які доцільно при цьому враховувати, а саме:
існують зарубіжні системи технічного діагностування ГНШУ, орієнтовані на застосування в зарубіжній практиці, причому це досить дорогі засоби;
відсутність і необхідність підготовки фахівців по обслуговуванню;
відсутність і необхідність впровадження відповідної культури виробництва, при якій система діагностування є обов’язковим елементом ефективного нафтовидобутку;
- потреба розвивати технологічні задачі і технічні засоби в інформаційному плані і їх практична відсутність у вітчизняному нафтовидобутку.
Таким чином, у вітчизняному нафтовидобутку є певні особливості, що впливають на вирішення питання підвищення ефективності виробництва нафти. Цього можна досягти перш за все створенням загальної методологічної концепції на основі використання методів і засобів технічної діагностики ГНШУ, також створенням, або адаптацією сучасного діагностичного апаратного забезпечення; впровадженням відповідної культури виробництва; формуванням і розв’язанням задач діагностики і управління. Що стосується сучасних засобів і методів діагностування ГНШУ відзначимо їх недоліки і визначим напрямки робіт над їх вдосконаленням. Майже всі зарубіжні СТД є стаціонарними, однак на наш погляд, для України є актуальним мобільний пересувний варіант; обмеженість в діагностуванні (вузький перелік класів, і робота в малоінерційних режимах); відсутність в СТД ГНШУ засобів розв’язання задач вдосконалення технології і ремонтно-профілактичних робіт; недостатнє застосування ватметричного контролю для наземної частини ГНШУ. Отже, для реалізації задачі вдосконалення нафтовидобутку необхідно перш за все результативно реалізувати сучасну технологію видобутку і запровадити її в повсякденну практику. Для цього необхідно мати сучасні технічні і методичні засоби. Адаптація до умов вітчизняного нафтовидобутку і вдосконалення СТД ГНШУ повинна здійснюватись на слідуючому етапі. Виходячи з недоліків сучасних СТД ГНШУ, а також широкого і різноманітного успішного застосування, доцільно в якості діагностичного параметра використати вібрацію, що до цього часу не використовувалось. Віброакустична діагностика базується на використанні інформації, закладеної в коливальних процесах, що супроводжують функціонування установки. ГНШУ є складна динамічна система, що генерує коливання і працює в режимі динамічних навантажень, що вважаються основною причиною різноманітних обривів. Висока ефективність методів віброакустичної діагностики обумовлена великою інформаційною ємністю віброакустичних процесів, вони являються найбільш чутливими до різних відхилень параметрів технічного стану від норми в результаті деградації вузлів, зміни геометричних розмірів деталей, відхилення параметрів регулювання. При цьому вібродіагностика дозволяє не тільки виявити вже розвинуту несправність і попередити катастрофічне руйнування, але й виявити розвиток дефекту на ранній стадії, також дозволяє встановити причини несправностей[4].
Отже, для вирішення проблеми підвищення ефективності вітчизняного нафтовидобутку необхідно вирішити питання вдосконалення технології і зменшення експлуатаційних витрат шляхом підвищення експлуатаційної надійності глибиннонасосних штангових установок за рахунок розробки і впровадження діагностичного забезпечення (апаратного, моделей, методів, алгоритмів).
В узагальненому вигляді система технічного діагностування ГНШУ може бути представлена за допомогою структурної схеми, що наведена на плакаті.
Підсистема вимірювання (первинні перетворювачі і блок вимірювання характеристик) поставляє необхідну інформацію про стан ОД. Підсистема містить в собі