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 Рмт свідчить про удар плунжера об всмоктувальний клапан. Різке зниження на-вантаження нижче Р=Ршт+Рр 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, fшт = 3,8 см2 (dшт = 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 = Рmax – Pmin =(52-21,6).103Н= 30,4.103 Н.
Максимальне напруження у верхній штанзі діаметром 22 мм дорівнює:
σmax= Рmax / fшт = 52.103.104/3,8 = 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.