kaz29Вестник Казахстанско-Британского технического университетаHerald of the Kazakh-British Technical University1998-66882959-8109Казахстанско-Британский Технический Университет10.55452/1998-6688-2025-22-3-324-339kaz29-2134Research ArticleНЕФТЕГАЗОВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И ГЕОЛОГИЯOIL AND GAS ENGINEERING, GEOLOGYЭФФЕКТИВНОСТЬ РАСЧЕТА ВАТТМЕТРОГРАММЫ ПРИВОДА УСТАНОВКИ ШТАНГОВОГО НАСОСА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ БАЛАНСИРОВКИEFFICIENCY OF CALCULATION OF THE WATTMETROGRAM OF THE ROD PUMP UNIT DRIVE FOR OPTIMIZING BALANCING MODEShttps://orcid.org/0000-0001-6889-3421ИманбаеваН. С.ImanbayevaN. S.

 к.т.н.

г. Алматы

Cand.Tech.Sc.

Almaty

imanbaevan@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0008-5341-043XТыныштиковА. А.TynyshtikovA. A.

магистрант

г. Алматы

Master’s student 

Almaty

aidost307@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0002-6917-4618МусаевМ. М.MussayevM. M.

магистрант

г. Алматы

Master’s student

Almaty

mussayevmerey@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0005-2580-7569ТаттимбетоваС. Ж.TattimbetovaS. Zh.

учитель

г. Алматы

Teacher 

Almaty

saltanattattimbetova1975@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1575-5425АлғожаеваР. С.AlgozhayevaR. S.

старший преподаватель

г. Алматы

Senior lecturer

Almaty

raihan_algozhaeva@mail.ruИнститут механики и машиностроения им. У. А. Джолдасбекова; Сатпаев университетКазахстанD.A. Zholdasbekov Institute of mechanics and mechanical science; Satbayev UniversityKazakhstanСатпаев университетКазахстанSatbayev UniversityKazakhstan196-я общеобразовательная школаКазахстанSecondary School No. 196KazakhstanАлматинский университет энергетики и связи им. Гумарбека ДаукееваКазахстанAlmaty University of Power Engineering and Telecommunications named after Gumarbek DaukeyevKazakhstan202527092025223324339Copyright © Иманбаева Н.С., Тыныштиков А.А., Мусаев М.М., Таттимбетова С.Ж., Алғожаева Р.С., 20252025Иманбаева Н.С., Тыныштиков А.А., Мусаев М.М., Таттимбетова С.Ж., Алғожаева Р.С.Imanbayeva N.S., Tynyshtikov A.A., Mussayev M.M., Tattimbetova S.Z., Algozhayeva R.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.kbtu.edu.kz/jour/article/view/2134

Проблема оптимизации добычи нефти всегда была одной из актуальных. Статья посвящена проблеме повышения энергоэффективности и оптимизации режимов работы данной установки для добычи нефти с помощью стержневых насосных установок (ПКС). Особое внимание в статье уделяется учету снижения уровня нефти в скважине, что влияет на гидростатическое давление и нагрузку на насос. Получены результаты кинематического и кинетостатического анализов преобразовательного механизма привода штанговой насосной установки. На основании этих результатов рассчитана ваттметрограмма. С его помощью можно не только контролировать потребление энергии, но и точно регулировать балансировочные механизмы и системы привода для повышения общей эффективности, а также выявлять его слабые стороны. Снижение уровня масла снижает общую нагрузку, и, соответственно, мы видим уменьшение амплитуды ваттметрограммы. Нефтяная динамограмма добавляет динамические колебания к нагрузке, усложняя профиль мощности. Вместе эти два фактора делают расчеты более реалистичными, что важно для правильного выбора и регулировки противовеса, мощности двигателя и оптимизации работы ПМС. Результаты в статье получены с учетом характеристик электромотора и редуктора, примененных в четырехзвенном прямолинейно-направляющем преобразовательном механизме II класса неуравновешенного привода УДС.

The problem of optimizing oil production has always been one of the most pressing. The article is focused on the problem of improving the energy efficiency and optimizing the operating modes of this unit for oil production using rod pumping units (SHS). The article pays special attention to accounting for a decrease in the level of oil in the well, which affects the hydrostatic pressure and the load on the pump. The results of kinematic and kinetostatic analyzes of the transforming mechanism of the rod pump unit Drive are obtained. Based on the same results, the wattmetrogram was calculated. With its help, it allows not only to control energy consumption, but also to finetune the balance mechanisms and drive systems to increase the overall efficiency and identify its weaknesses. The decrease in the oil level reduces the overall load and, accordingly, we see that the amplitude of the wattmetrogram decreases. The oil dynamogram adds dynamic vibrations to the load, complicating the power profile. Together, the two factors make the reports more realistic, which is important for the correct selection and adjustment of counterweights, engine power, and optimization of the operation of the MSS. The results in the article are obtained taking into account the characteristics of the Electromotive and reducer used in the straight-line guide converter mechanism of a Class II quadruple drive of a specific SHS unbalanced drive.

штанговая насосная установка (ППС)преобразовательный механизмкинематикакинетостатикакрутящий моментмощностьваттметрограммаrod pump unit (SHS)transforming mechanismkinematicskinetostaticsrotating torquepowerwattmetrogramReferencesМаляр А., Цесьлик С. Расчет процессов в электроприводе штангового насосного агрегата с компенсацией реактивной мощности // Energies. – 2023. https://doi.org/10.3390/en16237782.Malyar A., Ceslik S. Raschet protsessov v elektroprivode shtangovogo nasosnogo agregata s kompensatsiyey reaktivnoy moshchnosti. Energies (2023). https://doi.org/10.3390/en16237782. [in Russian].Уразаков К.Р., Молчанова В.А., Тугунов П.М. Метод расчета динамических нагрузок и энергопотребления штанговой установки с системой автоматического уравновешивания // Journal of Mining Institute. – 2020. – https://doi.org/10.31897/PMI.2020.6.6.Urazakov K.R., Molchanova V.A., Tugunov P.M. Metod rascheta dinamicheskikh nagruzok i energopotrebleniya shtangovoy ustanovki s sistemoy avtomaticheskogo uravnoveshivaniya. Journal of Mining Institute (2020). https://doi.org/10.31897/PMI.2020.6.6. [in Russian].Зюзев А.М., Текле С.И. Динамические симуляторы в задачах диагностики штанговых глубинно-насосных установок // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/dinamicheskie-simulyatory-v-zadachah-diagnostikishtangovyh-glubinno-nasosnyh-ustanovok.Zyuzyev A.M., Tekle S.I. Dinamicheskiye simulyatory v zadachakh diagnostiki shtangovykh glubinnonasosnykh ustanovok. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov (2022). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/dinamicheskie-simulyatory-v-zadachah-diagnostiki-shtangovyhglubinno-nasosnyh-ustanovok. [in Russian].Молчанов А.Г., Певнев В.Г., Тарасов К.В. Гидравлический привод штангового скважинного насоса с инерционным уравновешиванием // NEFTEGAS.info. – 2023. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/gidravlicheskiy-privod-shtangovogo-skvazhinnogo-nasosa-s-inertsionnym-uravnoveshivaniem.Molchanov A.G., Pevnev V.G., Tarasov K.V. Gidravlicheskiy privod shtangovogo skvazhinogo nasosa s inertsionnym uravnoveshivaniem. NEFTEGAS.info (2023). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/gidravlicheskiy-privod-shtangovogo-skvazhinnogo-nasosa-s-inertsionnym-uravnoveshivaniem. [in Russian].Яшин А.Н., Хакимьянов М.И. Уравновешенность установок скважинных штанговых насосов на основе анализа ваттметрограмм // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/uravnoveshennost-ustanovok-skvazhinnyhshtangovyh-nasosov-na-osnove-analiza-vattmetrogramm.Yashin A.N., Khakimyanov M.I. Uravnoveshennost’ ustanovok skvazhinnykh shtangovykh nasosov na osnove analiza vattmetrogramm. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov (2021). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/uravnoveshennost-ustanovok-skvazhinnyhshtangovyh-nasosov-na-osnove-analiza-vattmetrogramm. [in Russian].Кошкин А.А. Обзор приводов штангового скважинного насоса // Пермский государственный технический университет. – 2022. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-privodov-shtangovogoskvazhinnogo-nasosa.Koshkin A.A. Obzor privodov shtangovogo skvazhinogo nasosa. Permskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet (2022). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-privodov-shtangovogoskvazhinnogo-nasosa. [in Russian].Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Долов Т.Р., Шайхулов Р.М., Орлова Е.А. Результаты стендовых исследований работы скважинного штангового насоса в осложненных условиях эксплуатации // Научно-технический журнал. – 2022. https://doi.org/10.33285/1999-6934-2022-5(131)-49-56.Ivanovskiy V.N., Sabirov A.A., Dolov T.R., Shaykhulov R.M., Orlova E.A. Rezul’taty stendovykh issledovaniy raboty skvazhinogo shtangovogo nasosa v oslozhnennykh usloviyakh ekspluatatsii. Nauchnotekhnicheskiy zhurnal (2022). https://doi.org/10.33285/1999-6934-2022-5(131)-49-56. [in Russian].Takács G. Критический анализ условий питания в системах штанговых насосов // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2022. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.110061.Takacs G. Kriticheskiy analiz usloviy pitaniya v sistemakh shtangovykh nasosov. Journal of Petroleum Science and Engineering (2022). https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.110061. [in Russian].Ahmedov B., Hajiyev A. Оценка динамических сил в новой конструкции безбалансирных штанговых насосных установок // Nafta-Gaz. – 2020. https://doi.org/10.18668/NG.2020.05.03.Ahmedov B., Hajiyev A. Otsenka dinamicheskikh sil v novoy konstruktsii bezbalansirnykh shtangovykh nasosnykh ustanovok. Nafta-Gaz (2020). https://doi.org/10.18668/NG.2020.05.03. [in Russian].Гао Чжи-Вэй, Цзя Шифэн. Моделирование и управление для насосных установок: обзор // Processes. – 2024. – https://doi.org/10.3390/pr12071468.Gao Zhi-Wei, Jia Shifeng. Modelirovaniye i upravleniye dlya nasosnykh ustanovok: obzor. Processes (2024). https://doi.org/10.3390/pr12071468. [in Russian].Мардашпин И.И., Вафин И.З. Станок-качалка: пат. RU 184533 U1 Российская Федерация. – № 184533; опубл. 2018.Mardashpin I.I., Vafin I.Z. Stanok-kachalka : pat. RU 184533 U1 Rossiyskaya Federatsiya. No. 184533; opubl. 2018. [in Russian].Деникин Э.И. Станок-качалка для добычи нефти: пат. RU 216643 U1 Российская Федерация. – № 216643; опубл. 2023.Denikin E.I. Stanok-kachalka dlya dobychi nefti: pat. RU 216643 U1 Rossiyskaya Federatsiya. No. 216643; opubl. 2023. [in Russian].Деникин Э.И. Станок-качалка для добычи нефти: пат. RU 212382 U1 Российская Федерация. – № 212382; опубл. 2022.Denikin E.I. Stanok-kachalka dlya dobychi nefti: pat. RU 212382 U1 Rossiyskaya Federatsiya. No. 212382; opubl. 2022. [in Russian].Яруллин А.Г., Каримов Р.Р., Мутагиров Р.Ш., Савельев Е.Н., Висковатых Е.Н., Яковлев Р.Р. Станок-качалка модернизированный: пат. RU 2747068 C1 Российская Федерация. – № 2747068; опубл. 2021.Yarullin A.G., Karimov R.R., Mutagirov R.Sh., Savel’ev E.N., Viskovatyh E.N., Yakovlev R.R. Stanok-kachalka modernizirovannyy: pat. RU 2747068 C1 Rossiyskaya Federatsiya. No. 2747068; opubl. 2021. [in Russian].Ахтямов Э.М., Осное В.Б., Асылгараева А.Ш. Натяжитель ремней автоматический для станковкачалок: пат. RU 2721066 C1 Российская Федерация. – № 2721066; опубл. 2020.Akhtyamov E.M., Osnos V.B., Asylgaraeva A.Sh. Natyazhitel’ remney avtomaticheskiy dlya stankovkachalok: pat. RU 2721066 C1 Rossiyskaya Federatsiya. No. 2721066; opubl. 2020. [in Russian]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.