14.2.2 Конструкція і принцип дії динамографів
Динамограф ГДМ-3. Для запису практичних динамо-грам застосовується гідравлічний динамограф ГДМ-3. Принципову схему гідравлічного динамографа та його монтажу між траверсами канатної підвіски ШГНУ показано на рис. 14.1. динамограф ГДМ-3 пристосовано для включення в нормальні вузли канатної підвіски штанг типів ПКН-3, ПКН-5 і ПКН-10. Для включення динамографа в підвіску, а також для його знімання необхідно зупиняти свердловину на 2 – 3 хв.
Динамограф ГДМ-3 – це прилад, в якому сило-вимірювальна частина і самописець з’єднані в одне ціле. Він являє собою серійний прилад (ГДМ-3 – гідравлічний динамограф з месдозою, тип 3).
силовимірювальний пристрій складається з двох важелів 11 і 12, у верхньому з них вбудовано гідравлічну месдозу (камеру з латунною мембраною завтовшки 0,2 – 0,25 мм, напрямними салазками 4 і геліксною пружиною 7). Порожнину месдози заповнюють рідиною через голчастий вентиль за допомогою ручного насоса. Масштаб зусиль змінюють перестановкою опорних роликів у правій частині пари важелів. При цьому змінюється співвідношення плечей системи важелів. Це дозволяє 3 рази змінювати масштаб зусиль (1; 0,75; 0,53), що, в свою чергу, забезпечує межі ви-мірювання зусиль в полірованому штоці, відповідно, в 40; 80; 100 кН.
Масштаб запису переміщення залежить від діаметра шківа 2. У комплекті динамографа є змінні шківи для масштабів 1:15, 1:30 і 1:45.
Для того, щоб по бланку динамографа можна було ви-значати величини навантажень на штанги, прилад заздалегідь калібрують (тарують) на відповідній установці (наприклад, на розривній машині).
Допустима похибка приладу складає ± 2 % від межі ви-мірювання.
силовимірювальний пристрій встановлюють між травер-сами нормального вузла канатної підвіски штанг. Розтягуючі зусилля перетворюються в тиск рідини в порожнині месдози, який по капілярній трубці 8 передається багатовитковій геліксоїдальній пружині самописця. Внаслідок цього вона роз-гортається, і прикріплене до неї перо прокреслює на бланку самописця лінії величини навантаження.
1 – шнур; 2 – шків ходового гвинта; 3 – ходовий гвинт столика; 4 – напрямні салазки столика; 5 – паперовий бланк, що прикріплюється до столика; 6 – перо геліксної пружини;
7 – геліксна пружина; 8 – капілярна трубка, що з’єднує геліксну пружину з порожниною силовимірювальної камери; 9 – силовимірювальна камера; 10 – натискний диск;
11, 12 – верхній і нижній важелі силовимірювальної частини
Рисунок 14.1 – Принципова схема гідравлічного
динамографа та його встановлення між
траверсами канатної підвіски ШГНУ
Самописець конструктивно є складальною одиницею з багатовитковою пружиною, на осі якої закріплено стрілку і перо, каретки з циліндричним столиком і механізм ходо-зменшувача. Механізм виконано у вигляді мірного шківа, за-кріпленого на гвинті, гайка якого пов'язана з кареткою циліндричного столика. На мірний шків намотується шнур, один кінець якого кріпиться до шківа, а другий – через напрямний ролик – до гирла свердловини.
При ході штанг вгору шнур приводить в обертання мірний шків і гвинт, внаслідок чого каретка з циліндричним столиком переміщається вгору і при цьому зворотня пружина взводиться. При ході штанг вниз зворотня пружина обертає шків і гвинт у зворотний бік, повертаючи каретку із столиком у початкове положення. Таким чином, переміщення столика повторює зворотньо-поступальний рух полірованого штока у вибраному масштабі. Зміна масштабу переміщень досягається перестановкою змінних мірних шківів, що входять у комплект з приладом.
Технічну характеристику динамографа ГДМ-3 наведено в табл. 14.1.
Таблиця 14.1 – Технічна характеристика динамографа ГДМ-3
| Характеристика (одиниці виміру) | Числові значення | ||
| 1 Межі вимірювань зусиль (кн) | |||
| 2 Відношення масштабів вимірю- вання | 0,75 | 0,53 | |
| 3 Масштаби вимірювання пере- міщень верхньої штанги, для ходу до | 1,1 м | 1: 15 | |
| 2,2 м | 1: 30 | ||
| 3,3 м | 1: 45 | ||
| 4 Корисне поле картограми (мм) | 60 × 75 | ||
| 5 Ширина діаграмної стрічки (мм) | |||
| 6 Довжина діаграмної стрічки (м) | |||
| 7 Габаритні розміри складеного динамографа (мм) | 270 × 275 × 100 | ||
| 8 Вага нетто комплекту динамографа (Н) |
Крім динамографа ГДМ-3, в даний час існують також електронні динамографи з накладними датчиками різних фірм-виробників.
Динамограф “СИДДОС Автомат”. Прилад являє собою електронний міжтраверсний динамограф. Основна його відмінна ознака – реєстрація зміни “прямих” навантажень в точці підвісу колони штанг (полірований шток) в часі, тим самим забезпечується висока точність вимірювання. В усіх накладних датчиках навантажень використовується “не-прямий” метод вимірювання навантажень – вимірювання зміни діаметра полірованого штока, а значить, найменше ви-кривлення полірованого штока веде до великих похибок визначення навантажень.
Динамограми, зняті динамографом “СИДДОС Автомат”, розшифровуються за класичною схемою – шляхом накладання теоретичної (динамограма, отримана розрахунковим шляхом з поточної компоновки свердловини і її продуктивності) і фактичної динамограм (динамограма, отримана шляхом прямого вимірювання динамографом) з використанням спеціалізованих програмних продуктів та інформації про поточний стан системи “свердловина – пласт”.
Для ефективного виявлення будь-якої несправності в роботі ШГНУ і власне діагностики свердловини з ви-користанням даного динамографа необхідно проводити повний комплекс досліджень, що діагностують стан ВГ.
Такий комплекс включає:
- зняття 2-3 х динамограм в режимі “Відкачування”;
- тест нагнітального і приймального клапанів;
- вимірювання динамічного рівня з реєстрацією затруб-ного тиску;
- вимірювання дебіту та буферного тиску;
- опресовування глибинно – насосного обладнання, ліфта НКТ і гирлової арматури.
Тільки при наявності всіх цих параметрів можлива правильна інтерпретація динамограм, знятих динамографом “СИДДОС Автомат”, і висновок стосовно роботи ШГНУ.
При інтерпретації динамограм, знятих цим динамо-графом, слід звертати увагу на рівні в затрубному просторі свердловин. У зв’язку з цим необхідно пам’ятати, що, якщо:
- за динамограмою має місце витікання в нагнітальній і приймальній частинах – тоді рівень високий;
- за динамограмою слабка подача насоса – тоді рівень високий;
- за динамограмою обрив (або відворот) штанг – рівень високий, відповідає статичному рівню;
- за динамограмою є помітний вплив газу на роботу ШГНУ – тоді рівень низький (або біля прийому насоса);
- за динамограмою має місце “пробка” в приймальній частині насоса – рівень високий;
- за динамограмою спостерігається негерметичність НКТ – рівень високий;
- за динамограмою низька посадка плунжера – рівень значно вищий за прийом насоса (не обов'язково високий рівень);
- за динамограмою фонтанування через насос – рівень (і/або затрубний тиск) високий.
Динамограф "МИКОН-К-101" – укомплектований не- залежним таймером-календарем реального часу в блоці реєстрації, а програмне забезпечення в середовищі Windows дозволяє зберігати інформацію, зареєстровану динамографом, в незалежній пам’яті блоку реєстрації, яка не буде втрачена і при відключенні батареї живлення;
Прилад дозволяє здійснювати візуальний перегляд за-реєстрованих динамограм безпосередньо на свердловині і вирішує наступні задачі:
- проведення оперативної діагностики роботи підзем-ного обладнання (витікання в клапанах і трубах, коефіцієнт заповнення глибинного насоса, посадка плунжера та ін.);
- обчислення планового дебіту свердловини;
- запис зареєстрованої динамограми в незалежну пам’ять блоку реєстрації, а потім перенесення на комп’ютер;
- обробка введених даних в комп’ютері, формування і виведення звіту на принтер зі всією супутньою інформацією;
- побудова теоретичної динамограми за даними по свердловині;
- виявлення несправності в ШГНУ програмними метода-ми.
Ехолот-динамограф МИКОН-К-101М (модернізова-ний) призначений для визначення рівня рідини і вимірювання величини тиску в затрубном просторі нафтових свердловин, а також для оперативного динамометричного контролю роботи свердловин з ШГН.
Прилад дозволяє, крім вищенаведеного, вирішувати наступні задачі:
- контролювати статичний і динамічний рівень рідини в нафтовидобувних свердловинах (рівнемір);
- проводити реєстрацію кривих падіння і відновлення рівня;
- вимірювати тиск в затрубном просторі;
- визначати наявність і розміщення парафінових пробок за ехограмою;
- видавати висновок про несправність ШГНУ за зовнішнім виглядом динамограми;
- виводити установку електровідцентрового насоса (УЕВН) на оптимальний режим.
