Методика обробки динамограми

На рис. 14.2 показано теоретичну динамограму гли-бинно-насосної установки, а на рис. 14.3 – теоретичну динамограму (суцільною лінією), суміщену з фактичною (пунктирною лінією) нормально працюючої штангової насос-ної установки при малих глибинах.

Теоретична динамограма нормальної роботи насоса (див. рис. 14.2) утворюється за найпростіших умов, тому вона має найпростішу форму. На неї накладена (показано пунктиром) типова фактична динамограма справного насоса, що спуще-ний на невелику глибину і працює в умовах відсутності газу.

Рисунок 14.2 – Теоретична динамограма глибинно-насосної установки

Процес утворення такої динамограми прослідкуємо, починаючи з ходу плунжера вниз, коли плунжер з відкритим нагнітальним клапаном наближається до свого крайнього нижнього положення. В цей час приймальний клапан за-критий, і вагу рідини сприймають насосні труби, які в результаті цього відповідно видовжуються. На полірований шток діє навантаження від ваги штанг, занурених в рідину. У крайньому нижньому положенні плунжер зупиняється, і нагнітальний клапан закривається. Цей момент відмічається точкою А, яка має координати в масштабах динамограми: по осі абсцис – переміщення S полірованого штока (дорівнює нулю), по осі ординат – навантаження Р на полірований шток, дорівнює вазі штанг, занурених у рідину. У наступний момент полірований шток починає рухатися вгору. Плунжер за-лишається нерухомим по відношенню до циліндра, тому що пружні штанги не можуть передати йому рух до тих пір, поки вони не отримають повного розтягування від ваги стовпа рідини в насосних трубах, що припадає на площу попереч-ного перерізу плунжера. Величина розтягу штанг є прямо про-

порційною величині сприйнятої ними частини ваги рідини.

Рисунок 14.3 – теоретична динамограма (суцільна лінія),

суміщена з фактичною (пунктирна лінія)

нормально працюючої штангової

насосної установки при малих глибинах

Тому в міру збільшення розтягування штанг навантаження на полірований шток зростає. Та частина ваги рідини, яку сприйняли на себе штанги, знімається з труб. Труби скорочу-ють свою довжину. У будь-який момент часу поточна величи-на розтягування штанг дорівнює різниці переміщень поліро-ваного штока і плунжера. Тому, щоб штанги отримали повне розтягування, що необхідне для передачі руху плунжеру, полірований шток повинен пройти шлях, який дорівнює сумі величин розтягування штанг і скорочення труб. Навантаження на полірований шток зростає при його переміщенні вгору. Процес сприйняття штангами навантаження від ваги рідини зображається на динамограмі похилою лінією АБ. Точка Б відповідає: завершенню процесів розтягування штанг і скоро-чення труб; початку руху плунжера в циліндрі насоса; моменту відкриття приймального клапана і початку над-ходження рідини з свердловини в циліндр насоса. Координати точки Б в масштабах динамограми: по осі абсцис–пере-міщення полірованого штока, що дорівнює сумі величин роз-тягування штанг і скорочення труб від ваги рідини, по осі ординат – навантаження на полірований шток, яке дорівнює сумі ваги штанг, занурених в рідину, і ваги рідини.

Під час подальшого руху плунжера вгору на полірова-ний шток діє незмінне навантаження, воно дорівнює на-вантаженню в точці Б. Тому динамограф прокреслює пряму горизонтальну лінію БВ, паралельну нульовій лінії динамо-грами. Точка В відповідає: граничним верхнім положенням полірованого штока і плунжера; припиненню надходження рідини з свердловини в циліндр насоса; моменту закриття приймального клапана. Координати точки В в масштабах динамограми: по осі абсцис – переміщення, яке дорівнює довжині ходу полірованого штока; по осі ординат – навантаження на полірований шток, що дорівнює сумі ваги штанг, занурених в рідину, і ваги рідини. Довжина лінії БВ в масштабі переміщень відповідає довжині ходу плунжера в циліндрі насоса.

Рух полірованого штока з граничного верхнього положення і подальші лінії динамограми студентам пропо-нується описати самостійно.

Проста теоретична динамограма нормальної роботи насоса при пружних штангах і трубах має форму паралело-грама. Оскільки координати кожної його вершини описаної теоретичної динамограми в загальному вигляді є відомими, то для будь-якої конкретної свердловини можна розрахувати і побудувати таку ж динамограму в заданих масштабах обчислення і переміщення динамографа.

Порядок обробки конкретної динамограми є таким:

- вимірюють зусилля на полірованому штоці;

- розраховують і будують для деякої свердловини динамограму у вигляді паралелограма АБВГ (див. рис. 14.3);

- на побудовану динамограму потім накладають за-писану динамографом практичну динамограму нормальної роботи насоса при якомусь реальному числі гойдань.

Незважаючи на значні відмінності контурів динамо-грам, між ними можна знайти і певну схожість. Це про-являється в контурі ліній сприйняття і зняття навантаження, а також в контурі кутів динамограми. Окрім того, якщо у практичній динамограмі усереднити прямою лінією коливан-ня навантаження при ході плунжера вгору і вниз, то отримаємо паралелограм, подібний до паралелограма АБВГ.

Характерними ознаками практичної динамограми, за якими роблять висновок про нормальну роботу насоса є:

- лінії сприйняття (АВ) і зняття навантаження (АВ) практично можна приймати за прямі;

- лінії сприйняття і зняття навантаження у практичної динамограми є паралельними до відповідних ліній теоретик-ної динамограми і, отже, паралельні між собою;

- лівий нижній і правий верхній кути динамограми є гострими.