Исследование скважин, оборудованных штанговыми насосными установками

Техническая характеристика станков-качалок

Станок-качалка	Длина хода штока, м	Кинематические размеры, м	Наибольший радиус кривошипа R	Габаритные размеры, м	Масса комплекта, кг
Переднее плечо k1	Заднее плечо k	Длина шатуна l	Радиус дальнего отверстия кривошипа l	Длина l	Ширина B	Высота H
1 СК2-0,6-250	0,3; 0,45; 0,6	0,74	0,74	0,84	0,295	0,365	3,15	1,15	2,0
2 СКЗ-1,2-630	0,6; 0,75; 0,9; 1,05; 1,2	1,2	1,2	1,43	0,57	1,0	4,2	1,35	3,3
3 СК4-2,1-1600	0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1	2,1	1,5	1,8	0,72	1,3	5,9	1,7	4,8
4 СК5-3-2500	1,3; 1,8; 2,1; 2,5; 3,0	3,0	2,1	2,5	1,0	1,6	7,4	1,85	5,55
5 CK6-2,1-2500	0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1	2,1	2,1	2,5	1,0	1,6	6,5	1,85	5,1
6 CK8-3,5-4000	1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5	3,5	2,5	3,0	1,2	1,95	8,5	2,25	6,65
7 CK12-2,5-4000	1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,5	2,5	2,5	3,0	1,2	1,95	7,5	2,25	6,4
8 CK8-3,5-5600	1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5	3,5	2,5	3,0	1,2	1,95	8,5	2,25	6,65
9 CKIO-3-5600	1,5; 1,8; 2,1; 2,5; 3,0	3,0	2,5	3,0	1,2	1,95	8,0	2,25	6,65
10 CKIO-4,5-8000	2,3; 2,7; 3,3; 3,9; 4,5	4,5	3,5	4,2	1,67	2,36	10,55	2,6	9,00
11 CK12-3,5-8000	1,8; 2,1; 2,5; 3,0; 3,5	3,5	3,5	4,2	1,67	2,36	9,55	2,6	8,5
12 CK15-6-12500	3,0; 3,5; 4,5; 5,2; 6,0	6,0	4,2	5,0	2,0	3,2	13,2	3,1	11,5
13 CK20-4,5-12500	2,3; 2,7; 3,8; 3,9; 4,5	4,5	4,2	5,0	2,0	3,2	11,7	3,1	10,7

 

Кроме описанных балансирных станков-качалок существует много других индивидуальных приводов для штанговых насосных установок, не получивших, однако, широкого распространения. К числу таких приводов можно отнести безбалансирные станки-качалки, в которых возвратно-поступательное движение штанг осуществляется с помощью цепи или канатов, перекинутых через шкивы-звездочки, укрепленные на наклонной к устью скважины пирамиде-опоре. Канатная подвеска (или цепь) прикрепляется к штангам, а другим концом к кривошипу редуктора.

При вращении вала редуктора и укрепленных на валу кривошипов канаты подвески и колонна штанг совершают возвратно-поступательное движение. Отсутствие тяжелого высоко-поднятого на пирамиде-стойке балансира позволяет уменьшить массу безбалансирных станков и несколько улучшить кинематику привода. Безбалансирные СК уравновешиваются с помощью противовесов, укрепляемых на кривошипе, как и у балансирных СК. Однако центр тяжести противовеса имеет по отношению к точке прикрепления шатунов угловое смещение, зависящее от наклона линии, соединяющей центры вращения шкивов на опоре и оси главного вала кривошипа.

Существуют балансирные СК с гидропневматическим и пневматическим уравновешиванием. Эти станки более компактные, чем обычные балансирные, имеют более плавный ход, меньшие инерционные нагрузки. Однако они сложнее в изготовлении, дороже и, несмотря на некоторое уменьшение габаритных размеров, более металлоемки. Уравновешивание в них достигается как за счет использования роторных противовесов, так и за счет сжатия воздуха в специальном цилиндре с перемещающимся в нем поршнем. Кроме того, на СК с пневматическим уравновешиванием обязательно имеется небольшой одноцилиндровый компрессор для подкачки воздуха в систему уравновешивания.

Разработаны гидравлические качалки, состоящие из длинного цилиндра и движущегося в нем поршня, соединенного непосредственно с колонной штанг. Цилиндр устанавливается вертикально над устьем скважины. Возвратно-поступательное движение поршня и штанг достигается путем переключения золотниковым устройством нагнетаемой силовым насосом жидкости в полости цилиндра. В качестве силового используется обычно шестеренчатый насос с приводом от электродвигателя. Уравновешивание осуществляется за счет противоположного по фазе перемещения насосных груб с гидравлической подвеской. Гидравлические качалки очень компактны, имеют массу в 2 - 2,5 раза меньшую, чем обычные балансирные СК, плавный ход, однако существенным их недостатком является перемещение НКТ, дополнительные уплотнительные сальниковые элементы и длинные силовые цилиндры, изготовление которых требует совершенной технологии.

Исследование ШСНУ необходимо для изучения притока и построения индикаторной кривой, а также для изучения работы самого насоса и выявления причин низкого коэффициента подачи.

Изменение отбора жидкости ШСНУ достигается либо изменением хода полированного штока 5 перестановкой пальца шатуна на кривошипе, либо изменением числа качаний п сменой шкива на валу электродвигателя. В некоторых случаях отбор можно изменить сменой размера насоса (Р), однако эта операция сложнее, так как требует осуществления спуско-подъемных работ на скважине.

При каждом изменении режима откачки после выхода скважины на установившийся режим, что определяется по стабилизации дебита, замеряется прямым или косвенным методом забойное давление, соответствующее данному установившемуся режиму работы. Для прямого измерения забойного давления созданы малогабаритные скваукинные манометры диаметром 22 - 25 мм. Такие приборы могут быть спущены в межтрубное пространство скважины на стальной проволоке через отверстие в планшайбе при эксцентричной подвеске НК.Т на устье. Полученные таким образом данные о забойном давлении наиболее достоверны. Однако в глубоких искривленных скважинах, а также при малых зазорах в межтрубном пространстве бывают прихваты манометра и обрывы проволоки. Для предотвращения этого используются так называемые лифтовые скважинные манометры, подвешиваемые к приемному патрубку ШСН и спускаемые в скважину вместе с НКТ. Эти манометры имеют часовой механизм с многосуточным заводом и фиксируют на бумажном бланке динамику изменения давления на глубине спуска прибора в процессе трех-четырехкратного изменения режимов откачки (дебитов). Такой метод позволяет получить достаточно надежные результаты исследования, однако он связан с необходимостью осуществления спуско-подъемных операций для спуска и подъема лифтового манометра. Поэтому эти замеры приурочивают к очередным ремонтным работам на скважине или очередной смене насоса. В настоящее время лифтовые манометры по этой причине не находят применения.

К косвенным методам исследования скважины на приток относится замер глубины динамического уровня жидкости в межтрубном пространстве, устанавливающегося при том или ином режиме откачки специальными приборами - эхолотами.