Вопрос 4.15. Режим работы скважинных насосов. Динамограмма работыДиаграмму нагрузки на устьевой шток в зависимости от его хода называют динамограммой, а ее снятие - динамометрированием ШСНУ. Оно осуществляется с помощью динамографа. В зависимости от принципа работы различают механические, гидравлические, электрические, электромагнитные, тензометрические и другие динамографы. В наиболее распространенном гидравлическом динамографе типа ГДМ-3 (рис. 4.27) действующая на шток нагрузка передается через рычажную систему на мембрану камеры 9, заполненной жидкостью (спиртом или водой), где создается повышенное давление. Давление жидкости в камере, пропорциональное нагрузке на шток, передается по капиллярной трубке 8 на геликсную пружину 7. При увеличении давления геликсная пружина разворачивается, а перо 6, прикрепленное к ее свободному концу, чертит линию на бумажном диаграммном бланке 5. Бланк закреплен на подвижном столике, который с помощью приводного механизма перемещается пропорционально ходу устьевого штока. В результате получается развертка нагрузки р в зависимости от длины хода 5. Для снятия динамограммы измерительную часть динамографа (месдозу и рычаг) вставляют между траверсами канатной подвески штанг, а нить 1 приводного механизма самописца прикрепляют к неподвижной точке (устьевому сальнику). Масштаб хода изменяют сменой диаметра шкива 2 самописца (1:15,1: 30, 1:45), а усилия - перестановкой опоры месдозы и рычага (40, 80 и 100 кН).
-160-
Рис. 4.27. Принципиальная схема гидравлического динамографа и его установки между траверсами канатной подвески: 1 - нить приводного механизма; 2 - шкив ходового винта; 3 - ходовой винт столика; 4 - направляющие салазки столика; 5 - бумажный бланк, прикрепленный к столику; 6 - пишущее перо геликсной пружины; 7 - геликсная пружина; 8 - капиллярная трубка; 9 - силоизмерительная камера; 10 - нажимной диск; 11 - месдоза (верхний рычаг силоизмерительной части); 12 - рычаг (нижний) силоизмерительной части
Изучение динамограммы позволяет определить максимальную и минимальную нагрузки, длины хода штока и плунжера, уяснить динамические процессы в колонне штанг, выявить ряд дефектов и неполадок в работе ШСНУ и насоса. В. м. т. и Н. м. т. - соответственно верхняя и нижняя мертвые точки (стрелками показан ход записи динамограммы) На рис. 4.28, а показана простейшая динамограмма нормальной работы насоса, которая имеет форму правильного параллелограмма. Силы трения направлены против движения, поэтому при ходе вверх они увеличивают нагрузку, а при ходе вниз - уменьшают. Инерционные нагрузки вызывают «инерционный поворот» динамограммы относительно нормального ее положения (рис. 4.28,6). Волнистый характер линий обусловлен колебательными процессами в штангах (рис. 4.28,в). При значительных динамических нагрузках надежная расшифровка динамограмм из-за сложного их вида затруднительна. В таких условиях представляет интерес получение скважинных динамограмм,
-161-
Рис. 4.29. Практические динамограммы работы штангового насоса: а — нормальная тихоходная работа; б - влияние газа; в - превышение подачи насоса над притоком в скважину; г - низкая посадка плунжера; д - выход плунжера из цилиндра невставного насоса; е - удары плунжера о верхнюю ограничительную гайку вставного насоса; ж — утечки в нагнетательной части; з - утечки во всасывающей части; и - полный выход из строя нагнетательной части; к - полный выход из строя всасывающей части; л - полуфонтанный характер работы насоса; м — обрыв штанг (пунктиром показаны линии теоретической динамограммы).
-162- соответствующих нижнему концу штанговой колонны. Практические динамограммы по виду всегда отличаются от теоретической, сопоставление с которой позволяет выявить дефекты и неполадки в работе установки и насоса (рис. 4.29). Осложнения в эксплуатации насосных скважин обусловлены большим газосодержанием на приеме насоса, повышенным содержанием песка в продукции (пескопроявлением), наличием высоковязкой нефти и водонефтяных эмульсий, существенным искривлением ствола скважины, отложениями парафина и минеральных солей, высокой температурой и др.
|
