Вопрос износостойкости скважинного насосного оборудования весьма актуален. Например, в ООО «РН-Пурнефтегаз» отказы установки электроприводного центробежного насоса (УЭЦН) по причине коррозионно-эрозионного износа составляют около 40 %. На износостойкость УЭЦН существенное влияние оказывает конструкция ее рабочих узлов. От конструкции зависит наличие или отсутствие зон завихрения потока, застойных зон, зон максимальной скорости течения жидкости с механическими примесями. Также на износостойкость оборудования очень сильное влияние оказывает правильный выбор материалов. Для ответа на вопрос о возможности применения той или иной конструкции ЭЦН и разных конструкционных материалов при наличии абразивных частиц необходимо проводить испытания натурных образцов. Целью представленной работы было определение возможности использования ступеней, выполненных из нержавеющей стали, для условий добычи нефти, осложненных выносом механических примесей. Для решения этого вопроса были проведены исследования по определению износостойкости ступеней погружных центробежных насосов, выполненных из никелевого чугуна (нирезиста) и нержавеющей стали. Для испытаний были использованы ступени, выполненные по технологии литья в землю из нирезиста, и штампосварные ступени из нержавеющей стали. Испытания ступеней насоса проводились в два этапа: испытания, в ходе которых снимались комплексные характеристики, и испытания на модельной жидкости, в которых в качестве абразивных частиц использовались кварцевый песок и проппант (5 г кварцевого песка 100 Mesh + 5 г проппанта 16/20). В процессе испытаний на износ определялись изменение массы сборки ступеней и скорость (интенсивность) износа. Анализ результатов испытаний ступеней ЭЦН, выполненных по различным технологиям, показал следующее. Относительная износостойкость ступеней, выполненных методом «штамповка + сварка» из нержавеющей стали, выше, чем износостойкость ступеней, выполненных методом литья из никелевого чугуна (нирезиста). Скорость износа штампосварных ступеней составила 0,091 и 0,108 г/ч (для рабочих колес и направляющих аппаратов, соответственно); скорость износа ступеней из нирезиста составила 0,21 и 0,225 г/ч (для рабочих колес и направляющих аппаратов, соответственно). Двухопорные ступени ЭЦН, выполненные по технологии «штамповка + сварка» из нержавеющей стали, обладают высокой износостойкостью и могут быть рекомендованы для работы в скважинах, осложненных выносом абразивных механических примесей с концентрацией до 1 г на 1 л пластовой жидкости. Износ деталей ступеней из нирезиста создает значительно большие вибрационные нагрузки, чем аналогичный износ ступеней из нержавеющей стали. Перспективность применения ступеней из стали вместо нирезиста для условий добычи нефти со значительным содержанием механических примесей делает необходимым включение в единые технические требования дополнений в части использования материалов для изготовления ЭЦН.

Issue of downhole pumping equipment durability is very relevant. For example, in RN-Purneftegas LLC the failures of electric centrifugal pump station (ECPS) due to corrosion-erosion wear are about 40 %. The durability of ECPS is significantly affected by the design of its assembly units. The design affects the presence or absence of turbulence flow zones, dead zones, zones of maximum flow velocity with mechanical impurities. The equipment durability is also very strongly influenced by the correct selection of materials. To answer the question about the possibility of using any design of ECPS and various construction materials in the presence of abrasive particles it is necessary to perform tests of specimens. The purpose of the given article was to determine the possibility of using the stages made of stainless steel, for the conditions of oil production complicated by removal of mechanical impurities. To address this issue, studies were performed to determine the durability of stages of submersible centrifugal pumps made of nickel iron (Ni-resist) and stainless steel. Stages made by casting technology into the ground, made of Ni-Resist and stamp-welded stainless steel stages were used for tests. Test pump stages were tested in two phases: tests that were taken with the complete specifications and test of model liquid where abrasive particles of quartz sand and proppant (5 g of silica sand 100 Mesh + 5 g 16/20 of proppant) were used. During wear test, the weight change of stage assembly and wear speed (intensity) were determined. Analysis of test results of ECPS stages performed by different technologies showed the following. Relative durability of stages made by the «stamping + welding» of stainless steel is higher than the durability of stages made by casting of a nickel iron (Ni-Resist). Wear rate of the stamp-welded stages was 0.091 and 0.108 g / hour (for impellers and guide vanes, respectively); wear rate of Ni-Resist stages was 0.225 and 0.21 g / hour (for the impellers and guide vanes, respectively). Two-bearing ECPS stages made by «stamping + welding» of stainless steels are highly durable and can be recommended for use in wells complicated by the removal of abrasive solids at a concentration of 1 g per 1 l of reservoir fluid. The wear of stages parts made of Ni-Resist creates a greatly exacerbated vibration loads than similar wear of stages made of stainless steel. The prospect of application of stages made of steel instead of Ni-Resist in conditions for oil production with a high content of mechanical impurities makes it necessary to include the amendments of the use of materials for the ECP manufacture in the common technical requirements.