Виды и расшифровка практических динамограмм работы УШГН.

 

Методика расшифровки (чтения) динамограммоснована на теоретической динамограмме нормальной работы глубинного насоса, при построении которой учтено действие лишь следующих сил: тяжести, упругости материала штанг и труб; полужидко­го трения (штанг о трубы, плунжера в цилиндре и др.) и силы Архимеда. Исключено действие сил инерции движущихся масс и гидродинамического трения, т. е. движение штанг предпо­лагается замедленным. Кроме того, принято, что насос и трубы герметичны, откачиваемая жидкость лишена упругости и дегазирована, цилиндр насоса полностью заполняется жидко­стью.

Цикл действия глубинного насоса состоит из четырех процессов и изоб­ражается в координатах: нагрузка Р на штанги в точке подвеса и перемещение S точки под­веса в виде параллелограмма.

Практические динамограммы нормальной работы насоса вследствие действия сил инерции и возникновения собственных и вынужденных упругих колебаний штанговой колонны отличаются от простейшей динамограммы тем больше, чем больше число качаний станка, глубина спуска насо­са и (в меньшей мере) длина хода. В таких случаях нужно использовать метод А.С.Вирновского расчета и построения глубин­ной динамограммы насоса по данным, получаемым из обычной динамограммы, снятой в точке подвеса штанг. Этим методом глубинная динамограмма усилий, например в самой нижней штан­ге, дает возможность исключить влияние колебательного процесса в штангах, трубах и столбе жидкости и получить легко читаемую динамограмму непосредственно глубинного насоса.

Рис. 2. ‘,

Практические динамограммы нормальной работы насоса

На рис. 2 показаны практические динамограммы нормальной работы глубинного насоса. Вол­нообразные линии при ходах штанг вверх и вниз фиксируют упругие колебания штанг: собствен­ные и вынужденные с превалированием первых. При больших величинах сил трения и больших утечках в рабочих парах насоса колебания сильно затухают, вплоть до полного исчезновения.

 

Рис. 3.

Изменение формы динамограммы с изменением числа качаний а – п = 7; б – п * 13; в – п = 24

На рис. 3 представлена серия динамограмм, снятых при различных числах качаний стан­ка и постоянстве всех других параметров откачки и условий эксплуатации, показывающих существенные изменения формы динамограммы вследствие интенсивного колебательного процесса, возникающего в штанговой колонне.

Методика элементарной обработки динамограмм, снятых в точке подвеса штанг при зна­чении т, не большем 0,2/0,25, в общих чертах, состоит в построении простейшей теорети­ческой динамограммы (параллелограмма) и в сравнении ее с обрабатываемой практичес­кой динамограммой. При возникновении различных дефектов в насосной установке проис­ходят соответствующие изменения в геометрии динамограммы.

Следует учитывать, что без обработки динамограммы составление правильного заклю­чения возможно лишь в случаях, когда параметры оборудования скважины после предше­ствующего динамометрирования (проведенного с обработкой динамограммы) не измени­лись, а конфигурация новой динамограммы дает исчерпывающую информацию о работе оборудования и без ее обработки.

Ниже приводится краткое описание и разбор наиболее характерных динамограмм, фикси­рующих часто встречающиеся отклонения от нормальной работы глубинных насосов.

Динамограммы, фиксирующие утечки жидкости в подземном оборудовании.

Имеются в виду утечки более или менее значительной величины, влияющие на подачу насоса (по практическим замерам подачи). Утечки, составляющие 5% и менее от произво­дительности насоса, трудно обнаружить на промысловой динамограмме.

Рис. 4.

Динамограммы работы насоса с утечкой жидкости в нагнетательной части

а – простейшая теоретическая; б – практическая

На рис. 4а приводится простейшая теоретическая динамограмма, показывающая значи­тельную утечку жидкости нагнетательной части насоса. Под этим термином подразумевается утечка в зазоре между плунжером и цилиндром, в нагнетательном клапане, в месте со­пряжения седла клапана и гнезда и др. В каждом конкретном случае утечка может возник­нуть в одном из перечисленных мест и может быть любое сочетание этих видов утечки, но форма динамограммы (если величина утечки одна и та же) будет почти одинаковой. Мето­дов количественной оценки величины утечки по динамограмме не существует.

Характерной особенностью динамограмм рассматриваемого типа является нарушение параллельности линий восприятия нагрузки штангами и разгрузки штанг. Наклон линии вос­приятия увеличивается, а наклон линии разгрузки уменьшается, и сама линия закругляется в части, соответствующей концу хода плунжера вверх. Имеются и другие признаки, хорошо видные на рис. 4а. На рис. 4б приводится в качестве примера практическая динамограмма утечки жидкости в нагнетательной части насоса.

 

Рис. 5.

Динамограммы работы насоса с утечкой жидкости в приемной части

а – простейшая теоретическая; б – практическая

На рис. 5а и 5б приводятся теоретическая и практическая динамограммы значительной по величине утечки жидкости в приемной части насоса, т. е. между шариком и седлом при­емного клапана, между конусом и седлом и т. д. В общем форма динамограммы при утечке жидкости в приемной части глубинного насоса такая же, как и при утечке ее в нагнетатель­ной части, но повернута в отношении осей координат на 180°.

В обоих рассматриваемых видах динамограмм фиксируется тем большая относительная утечка жидкости, чем сильнее форма динамограммы отличается от формы простейшей те­оретической динамограммы – в первую очередь в отношении нарушения параллельности линий восприятия нагрузки и разгрузки.