Розшифровка типових практичних динамограм

 

Розшифровка динамограми роботи глибинного насоса проводиться в такій послідовності:

1. Для даної практичної динамограми розраховують зусилля на полірований шток.

2. Розраховують для даної практичної динамограми теоретичну.

3. Накладають теоретичну динамограму на практичну і визначають вид неполадок в роботі ШГНУ.

Вивчення знятої динамограми та її співставлення з теоретичною дозволяє з'ясувати ряд дефектів і неполадок в роботі ШГН. Так, зсув точок Б і Г праворуч означає пропуск рідини в нагнітальній частині насоса в результаті роз-тягування в часі процесу переходу навантаження Рр з труб на штанги. Перетікання рідини в нагнітальній частині при-зводить до заповнення того об'єму циліндра, що вивільняється плунжером, що створює на плунжер підпір знизу. Чим більшим є об’єм перетікання рідини в нагнітальній частині плунжера, тим сильніший зсув точок Б і Г діаграми праворуч.

При пропуску рідини в приймальній частині (всмокту-вальний клапан) відбувається зворотнє явище. Точки Б і Г зміщуються ліворуч. Утічки рідини в приймальній частині завчасно знімають підпір плунжера знизу, і штанги сприйма-ють вагу рідини швидше.

На динамограмі відбивається і шкідливий вплив газу, що попадає в ШГН. В цьому випадку перехід від точки до лінії АГ відбувається плавно, що означає стиснення газу в циліндрі під плунжером. Динамограми дозволяють виявити правиль-ність посадки плунжера в циліндрі. Поява короткочасного спаду навантаження поблизу н.м.т., нижче Р_мт свідчить про удар плунжера об всмоктувальний клапан. Різке зниження на-вантаження нижче Р=Р_шт+Р_р поблизу в.м.т. означає вихід плунжера з циліндра насоса (якщо насос невставний), а поява піку у в.м.т. свідчить про удари плунжера об обмежувальну гайку циліндра у разі вставного насоса.

Проте подібна розшифровка динамограми є можливою лише в обмежених випадках (малі глибини, жорсткі штанги, малі діаметри плунжера). Динамометрія ШГНУ дає важливу інформацію про роботу установки в цілому. На авто-матизованих промислах вона здійснюється дистанційно з центрального диспетчерського пункту.

На рис. 14.4 показано практичні динамограми ШГНУ з різними неполадками.

Фактичні динамограми навіть при нормальній роботі насоса внаслідок впливу коливальних процесів в штангах і інерційних навантажень в тій чи іншій мірі відрізняються від теоретичних.

На рис. 14.4 а показано фактичну динамограму, що характеризує нормальну роботу насоса. Часто на фактичних динамограмах можна спостерігати відхилення від теоретич-них, що дають можливість судити про характер несправності насоса. Наприклад, динамограма, наведена на рис. 14.4, б, вказує на прихват плунжера, внаслідок чого протягом його ходу вгору відбувається подовження штанг, а при ході вниз вони скорочуються. динамограма на рис. 14.4, в вказує на заїдання плунжера до кінця ходу вгору, а на рис.14.4, г – на

 

Рисунок 14.4 – Приклади практичних динамограм

ШГНУ з різними неполадками

 

утічки рідини при його ході вгору через нещільність в на-гнітальному клапані або при збільшеному зазорі між плунжером і циліндром. Лінія сприйняття навантажень йде пологіше від лінії розвантаження.

Динамограма на рис. 14.4, д характеризує утічки рідини через всмоктувальний клапан при ході плунжера вниз. Лінія розвантаження є більш пологою, ніж лінія навантаження. Динамограма, наведена на рис. 14.4, е, вказує на наявність в насосі вільного газу. При ході плунжера вниз штанги якийсь час піддаються майже такому ж навантаженню, що і при ході вгору (деяка різниця зумовлена силами тертя). Це означає, що нагнітальний клапан закритий, і на плунжер продовжує діяти вага стовпа рідини в трубах. При стисненні газу в насосі до тиску, що дорівнює тискові стовпа рідини, нагнітальний клапан відкривається, і навантаження від стовпа рідини пере-дається на труби. Штанги ж при цьому розвантажуються.

На рис. 14.4, є показано динамограму, що характеризує повний вихід з ладу нагнітального клапана, а на рис. 14.4, ж – вихід з ладу всмоктувального клапана.

При певних навичках за динамограмами можна порів-няно легко встановлювати й інші види несправностей насоса та глибинно-насосної установки. Процес зняття динамограми триває всього декілька хвилин.

 

14.2.5 Приклад розшифровки типової практичної динамограми

 

На рис. 14.5 проілюстровано процес обробки практич-ної динамограми.

 

Рисунок 14.5 – Ілюстрація до процесу обробки

практичної динамограми ШГНУ

Задача. Визначити за динамограмою роботи глибинного штангового насоса (див. рис. 14.5) максимальне і мінімальне навантаження на сальниковий шток, амплітуду коливань навантаження, максимальне напруження у верхній штанзі і коефіцієнт подачі насосної установки, якщо масштаб зусиль динамографа складає 800 Н на одне ділення 100 %-ної шкали (1 %), а масштаб ходу становить 1:30, f_шт = 3,8 см² (d_шт = 22 мм).

Максимальне зусилля в точці М і мінімальне в точці А складають:

52^.10³ Н;

21,6^.10³ Н.

Амплітуда коливань навантаження за один цикл (хід вгору і вниз)

А = Р_max – P_min =(52-21,6)^.10³Н = 30,4^.10³ Н.

Максимальне напруження у верхній штанзі діаметром 22 мм дорівнює:

σ_max= Р_max / f_шт = 52^.10^3.10⁴/3,8 = 137^.10⁶ Па.

Втрата ходу плунжера (див. рис. 14.5, відрізок В – b) унаслідок деформації насосних штанг і труб:

λ =(28 – 18)^. 30 = 300 мм.

Коефіцієнт подачі насосної установки, що враховує на-повнення насоса і пружні видовження штанг і труб, дорівнює відношенню довжин відрізків:

η = ВС/Аd = (110 – 28)/(110 – 18) ≈ 0,9.

 

14.3 Обладнання і матеріали

Динамограф ГДМ-3, практичні динамограми.

 

14.4 Самостійна робота студентів

Після отримання завдання на проведення конкретного дослідження студент повинен ознайомитися з теорією до-слідження ШГНС з допомогою динамографа, вивчити конструкцію динамографа ГДМ-3, ознайомитися з методикою побудови теоретичної динамограми і розшифровкою конкретної динамограми.

 

Порядок проведення роботи

14.5.1 Ознайомлення з конструкцією та принципом дії динамографа ГДМ-3.

14.5.2 Ознайомлення з методикою обробки динамограм.

14.5.3 Проведення розшифровки типової практичної динамограми згідно із завданням, виданим викладачем. При цьому визначити за динамограмою роботу глибинного штангового насоса (див. рис. 14.5) максимальне і мінімальне навантаження на сальниковий шток, амплітуду коливань на-вантаження, максимальне напруження у верхній штанзі і коефіцієнт подачі насосної установки.

14.5.4 Визначення виду несправності в роботі ШГНУ за практичними динамограмами.

 

14.6 Оформлення звіту

У звіті про проведену роботу наводять такі дані:

14.6.1 Перелік приладів і обладнання, що ви-користовуються при проведенні лабораторної роботи.

14.6.2 Порядок проведення роботи.

14.6.3 Дані обробки динамограми.

14.6.4 Результати визначення за динамограмою роботи глибинного штангового насоса максимального і мінімального навантаження на сальниковий шток, амплітуди коливань на-вантаження, максимального напруження у верхній штанзі і коефіцієнта подачі насосної установки.

14.6.5 Отриману динамограму додають до звіту.

14.7 Контрольні запитання

14.7.1 Для чого використовують динамограф?

14.7.2 Опишіть конструкцію і принципдії динамографа ГДМ-3.

14.7.3 Який вигляд має теоретична динамограма?

14.7.4 Вкажіть характерні ознаки практичної динамо-грами, що дозволяють зробити висновок про нормальну роботу глибинного насоса.

14.7.5 Як визначають вид несправності в роботі ШГНУ за практичними динамограмами?

14.7.6 В чому полягає розшифровка динамограми?

 

14.8 Рекомендовані джерела:

[1, 5 – 6, 9, 18, 25]

 

 

Перелік рекомендованих джерел

1 Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. – М.: Недра, 1983. – 510 с.

2 Васильевский В.Н., Петров А.И. Техника и технология определения параметров скважин и пластов: Справочник рабочего. – М.: Недра, 1989. – 271 с.

3 Исакович Р.Я. Нефтепромысловые измерения и приборы: НТО, № 19. – М.: Недра, 1966, С. 70 – 75.

4 Исакович Р.Я. Контрольно-измерительные приборы в добыче нефти. – М.: Гостоптехиздат, 1954. – 357 с.

5 Технология и техника добычи нефти. Учебно-исследовательские работы №№ 8–11. Методические указания. / Бойко В.С., Лысяная Э.В. – Ивано-Франковск, 1987. – 50 с.

6 Юрчук А.М., Истомин А.З. Расчеты в добыче нефти. – М.: Недра, 1979. – 271 с.

7 Элияшевский И.В. Технология добычи нефти и газа. – М.: Недра, 1976. – 256 с.

8 Эксплуатация нефтяных и газовых скважин / А.И.Акульшин, В.С.Бойко, Ю.А.Зарубин, В.М.Дорошенко. – М.: Недра, 1989. – 480 с.

9 Технология и техника добычи, хранения и транспорта нефти и газа / А.И.Акульшин, В.С.Бойко, В.М.Дорошенко, Ю.А.Зарубин.– Львов: Світ, 1989. – 248 с.

10 О.І.Акульшин, О.О.Акульшин, В.С.Бойко, В.М.Доро-шенко, Ю.О.Зарубін. Технологія видобування, зберігання і транспортування нафти і газу: Навч. посібн. – Івано- Франківськ: Факел, 2003. − 434 с.

11 Муравьев В.М. Спутник нефтяника. – М.: Недра, 1977. – 304 с.

12 Середа Н.Г., Сахаров В.А., Тимашев А.Н. Спутник нефтяника и газовика: Справочник. – М.: Недра, 1986. – 325 с.

13 Середа Н.Г., Муравьев В.М. Основы нефтяного и газового дела. Ученик для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1980. – 287 с.

14 Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.И.Бухаленко.– 2 – е изд. – М.: Недра, 1990. – 559 с.

15 Справочная книга по добыче нефти. Под ред. Ш.К.Гиматудинова. – М.: Недра, 1974. − 703 с.

16 Теория и практика газлифта / Ю.В.Зайцев, Р.А.Максутов, О.В.Чубанов и др. – М.: Недра, 1987. – 256 с.

17 Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин / Ю.В.Зайцев, Р.А.Максутов, О.В.Чубанов и др. – М.: Недра, 1984. – 360 с.

18 Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти: Учебник для вузов. 2-е изд. – М.: Альянс, 2005. – 520 с.

19 Бухаленко Е.И., Бухаленко В.Е. Оборудование и инструмент для ремонта скважин: Учеб. для учащихся профтехобразования и рабочих на производстве. – М.: Недра, 1991. – 336 с.

20 Справочник по нефтепромысловому оборудованию. Под ред. Е.И.Бухаленко. – М.: Недра, 1983. – 399 с.

21 Довідник з нафтогазової справи / за заг. ред. докторів технічних наук В.С.Бойка, Р.М.Кондрата, Р.С.Яремійчука. – К.: Львів, 1996. – 620 с.

22 Петров А.И. Методы и техника измерений при промысловых исследованиях скважин. – М.: Недра, 1972. – 272 с.

23 Молчанов А.Г., Чичеров В.Л. Нефтепромысловые машины и механизмы. Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1983. – 308 с.

24 Раабен А.А., Шевалдин П.Е., Максутов Н.Х. Монтаж и ремонт бурового и нефтепромыслового оборудования. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1980. – 398 с.

25 Васильевский В.Н., Петров А.И. Исследование нефтяных пластов и скважин. – М.: Недра, 1973. – 344 с.

26 Справочное руководство по проектированию раз-работки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти / Под ред. Ш.К.Гиматудинова. – М.: Недра, 1983. – 455 с.

27 Васильевский В.Н., Петров А.И. Оператор по исследованию скважин. Учебник для рабочих. – М.: Недра, 1983. – 310 с.

28 Персиянцев М.Н. Добыча нефти в осложненных условиях.– ООО ”Недра-Бизнесцентр”. – 2000. – 653 с.