СТК ГЕОСТАР - Исследование глубинно-насосных установок

Основой исследования глубинно-насосных штанговых установок является динамометрирование - метод оперативного контроля за работой подземного оборудования и основа установления правильного технологического режима работы насосной установки.

Суть метода заключается в том, что нагрузку на сальниковый (полированный) шток определяют без подъема насоса на поверхность с помощью динамографа. На бумаге в виде диаграммы записываются нагрузки при ходе вверх и вниз в зависимости от перемещения штока. Записанная диаграмма называется динамограммой.

Оперативный контроль за работой установки по динамограммам включает: определение причин, вызвавших снижение или прекращение подачи насоса; выбор и назначение нужного вида подземного ремонта; проверку качества произведенного ремонта.

При длительном наблюдении за работой установки с помощью динамометрирования подбирают режим работы, обеспечивающий необходимый отбор жидкости при наименьших затратах энергии и наибольшем коэффициенте эксплуатации.

Простейшая теоретическая динамограмма нормальной работы скважинного насоса имеет форму параллелограмма. По оси ординат в масштабе откладываются нагрузки в точке подвески штанг, а по оси абсцисс - перемещения штока. В реальных условиях на форму динамограммы влияют инерционные силы, возникающие в системе штанга и труба - жидкость, и силы трения.

Расчет элементов теоретической динамограммы и ее совмещение с практической называют обработкой динамограммы.

Для измерения усилий и перемещений по динамограмме необходимо определить нулевую линию, масштабы усилий и перемещения.

Нулевой линией динамограммы называется линия, которую прочерчивает динамограф при отсутствии нагрузки на полированный шток.

Масштаб усилий - значение нагрузки (в кг) при отклонении пишущей точки самописца (пера или луча) по вертикали на 1 мм.

Масштаб перемещений - отношение длины хода полированного штока к длине записанной динамограммы.

Фактическое перемещение полированного штока - расстояние между заданными точками динамограммы, умноженное на масштаб перемещений.

Рассмотрим типовую динамограмму нормальной работы насоса, подготовленную для обработки.

Основные показатели, выявляемые при анализе динамограммы, - коэффициенты наполнения насоса и подачи насоса.

Коэффициент наполнения насоса - отношение высоты столба жидкости в рабочей части цилиндра к длине хода плунжера, т.е. отношение длины прямой AГ к БВ. В данном случае он равен единице.

Коэффициент подачи насоса - отношение фактической подачи к теоретической или отношение полезной длины хода к длине хода полированного штока, т.е. отношение прямой Б₁В₁ к длине линии А_г

η = Б₁В₁/А_г = 55/68 = 0,87.

По динамограммам можно определить более тридцати различных характеристик работы глубинного насоса и подземного оборудования.

Здесь приведены типовые динамограммы работы насосов.

Известны динамографы гидравлические, механические и электрические.

До 1994-1998 годов использовались гидравлические карманные динамографы ИКГН-1 (ГДМ-3). Прибор состоит из основных частей: измерительной и самописца. Измерительную часть прибора вставляют между траверсами канатной подвески штанг, в которой растягивающие усилия штанг преобразуются в усилия, сжимающие месдозу.

На смену механическим и гидравлическим динамографом пришли электронные, в которых использовался микропроцессор для обработки данных, была энергонезависимая память для хранения зарегистрированных замеров.

После 1996 года на территории России прошло активное внедрение электронного комплекса эхолот-динамограф. В течении 10 лет, ЦНИПРы и цеха добычи крупнейших нефтегазовых предприятий России и СНГ перешли на работу с электронными эхолот-динамографами, в частности на модель ГЕОСТАР-111.

Эхолот-динамограф ГЕОСТАР-111 состоит из блока регистрации и датчиков регистрации. Блок регистрации имеет клавиатуру, ЖКИ экран, микропроцессор и энергонезависимую память. Для эхометрирования используется устройство регистрации акустической активности в скважине и устройство генерации зондирующего импульса в затрубное пространство скважины. Для динамографирования применяются накладной и межтраверсный датчики нагрузки. Накладной датчик устанавливается на работающую ШГНУ и на регистрацию замера уходит не более 1-2 минут.

Межтраверсный датчик применятся в телеметрии и при необходимости регистрации точных значений нагрузки и определении утечек в клапанах насоса.

Комплекс эхолот-динамограф ГЕОСТАР-111 отличается от других приборов своеобразной наращиваемостью. В текущей версии этого прибора одним блоком регистрации можно регистрировать динамограммы, эхограммы, затрубное давление, КВУ и данные расхода (с ДРС и Panametrics(!)).