Запрещается производить монтаж и демонтаж динамографа со случайных подставок или арматуры скважин.
Динамометрирование глубинных установок.
В управлении процессом глубиннонасосной добычи нефти важнейшим источником информации о работе насоса являются данные динамометрирования, которые увязывают типоразмер спущенного в скважину оборудования, характеристику станка-качалки, глубину спуска насоса и динамический уровень, дебит скважины, обводненность и т.д.
Диаграмму нагрузки на устьевой шток в зависимости от его хода называют динамограммой, а ее снятие – динамометрированием ШСНУ.
Динамограмма работы штангового глубинного насоса представляет собой запись усилий. На практике используются динамограммы по перемещению точки подвеса штанг.
Приведем технические средства, применяемые для получения динамограмм:
· гидравлический динамограф ДГМ конструкции Г.М. Мининзона,- это прибор, обеспечивающий достаточную точность динамограмм; он удобен в работе и портативен;
· различные электронные системы динамометрирования, достоинством которых является возможность быстрого получения динамограмм непосредственно на устье с последующей расшифровкой на ЭВМ.
Принцип работы динамографа заключается в преобразовании нагрузки на подвеску колонны штанг в нагрузку, пропорционально действующую на записывающее устройство.
Динамограф состоит из силоизмерительной части и записывающего устройства. Записывающее устройство может быть как графическим, так и электронным.
|
|
|
В динамографе ДГМ-3 (рис.1) силоизмерительная часть состоит из мессдозы (11) и нижнего рычага (12), между которыми находится камера (9), заполненная жидкостью (водой или спиртом). Камера перекрыта резиновой или латунной мембраной.
Записывающее устройство ДГМ-3 выполнено в виде самописца, состоящего из подвижного столика (5), узла геликсной пружины (7), ходоуменьшителя и приводного механизма (3). На подвижной столик крепится диаграммная лента, а к свободному концу пружины присоединено перо (6).
Динамограф крепится между траверсами канатной подвески ШСНУ (13), а нить (1) приводного механизма прикрепляют к устьевому сальнику.
При работе ШСНУ действующая на подвеску колонны штанг нагрузка передается через мессдозу, нижний рычаг и нажимной диск (10) на камеру с жидкостью. Давление в камере передается по капиллярной трубке (8) на геликсную пружину. Геликсная пружина разворачивается, и перо чертит линию на бумажном бланке диаграммной бумаги. С помощью приводного механизма столик движется пропорционально ходу полированного штока по направляющим салазкам (4). Таким образом, на бланке получается развертка в виде параллелограмма.
В настоящее время наибольшее распространение получили электронные динамографы. Они позволяют контролировать больше параметров работы ШСН при динамометрировании и обрабатывать данные на ЭВМ.
|
|
|
Большинство электронных динамографов не требуют разгрузки полированного штока, что позволяет проводить работы с ними одному человеку. Единственным недостатком электронных динамографов является их высокая стоимость. Рассмотрим характеристику электронных динамографов на примере динамографа СИДДОС-автомат.
Динамограф СИДДОС-автомат (рис. 2) позволяет решить следующие задачи:
· произвести оперативную диагностику работы подземного оборудования (утечки в клапанах и трубах, коэффициент заполнения глубинного насоса, посадка плунжера и др.);
· вычислить плановый дебит скважины;
· записать зарегистрированные динамограммы в энергонезависимую память блока регистрации, а затем перенести на компьютер;
· обработать введённые данные на компьютере, сформировать и вывести отчёт на принтер со всей сопутствующей информацией;
· построить теоретическую динамограмму по данным на скважину.
Функциональные преимущества динамографа СИДДОС-автомат:
· автоматический режим работы со звуковой и световой индикацией, что позволяет одному оператору выполнить весь комплекс исследований по заранее выбранной программе;
|
|
|
· наличие как цифровой, так и графической индикации с возможностью наблюдения результатов контроля (динамограмм) как в ходе исследования, так и непосредственно после его завершения;
· визуальный просмотр зарегистрированных динамограмм непосредственно на скважине;
· наличие независимого таймера-календаря реального времени в блоке регистрации;
· информация, зарегистрированная динамографом, сохраняется в энергонезависимой памяти блока регистрации и не будет потеряна при отключении батареи питания.
 |
Отличительной особенностью динамографа СИДДОС-автомат является его моноблочное исполнение. При уменьшении массы и габаритовотсутствуют измерительные кабеля, это обеспечивает повышение надежности работы, удобство в работе и сокращение времени проведения исследований, повышение безопасности работ.
Работы по динамометрированию скважин с разгрузкой подвески колонны штанг должны производится не менее чем двумя операторами, один из которых имеющий более высокую квалификационную группу и опыт работы назначается старшим. Старший оператор находится на устье скважины и руководит работами. Остановка и пуск станка - качалки связанные с динамометрированием должны производится по команде старшего. Второй оператор во время проведения динамометрирования находится на площадке управления станка-качалки у ручного тормоза.
|
|
|
Перед динамометрированием необходимо включением и выключением станка - качалки проверить его исправность, а именно:
· исправность пускового электрооборудования;
· надежность тормоза;
· исправность канатной подвески.
Канатная подвеска не должна иметь оборванной пряди каната. Работы следует прекратить, если 5 % проволок на шаге свивки каната повреждены. Траверса канатной подвески не должна доходить до головки сальникового устройства фонтанной арматуры 200 мм. В случае если траверса канатной подвески спускается ниже, то работы по снятию динамограмм ЗАПРЕЩАЮТСЯ. При динамометрировании автоматизированной скважины управление станком- качалкой следует перевести на ручной режим. При снятии динамограмм на скважинах с высокой фонтанной арматурой необходимо пользоваться переносными площадками.
Для снятия динамограмм необходимо использовать тарированный прибор. Динамограф тарируется не реже, чем 1-1.5 раза в месяц. Если динамограф неисправен его следует сдать в ремонт.
Динамометрирование проводят следующим образом:
· Станок-качалку останавливают при ходе вниз и закрепляют ручным тормозом, причем траверсы канатной подвески не должны доходить до нижнего положения 300-350 мм.
Для установки балансира в требуемое положение проворачивать клиноременную передачу вручную или с помощью лома ЗАПРЕЩАЕТСЯ!
· На сальниковое устройство фонтанной арматуры скважины устанавливают штангодержатель (зажим полированного штока). СК снимают с тормоза и доводят траверсы канатной подвески до крайнего нижнего положения, при этом вес колонны штанг передается на штангодержатель. СК вновь устанавливают на ручной тормоз.
После разгрузки канатной подвески нужно траверсы равномерно разводят на необходимую высоту подъемными винтами или при помощи специальной вилки и устанавливают динамограф. Если нагрузка не известна, опорные ролики вначале устанавливают в максимальное положение. Во избежание выскакивания динамографа из траверсы канатной подвески его вставляют так, чтобы полированный шток не доходил до конца паза в корпусе динамографа 2 - 5 мм. После установки динамографа между траверсами канатной подвески при использовании штангодержателя, верхняя траверса должна быть осторожно опущена на силовую измерительную часть динамографа. После монтажа динамографа в траверсы канатной подвески его прикрепляют к подвеске цепочкой.
Запрещается производить монтаж и демонтаж динамографа со случайных подставок или арматуры скважин.
· Убедившись, что динамограф надежно закреплен, СК снимают с тормоза, разгружают штангодержатель, устанавливают СК на ручной тормоз, снимают штангодержатель с сухарями и прикрепляют конец нити приводного механизма штангодержателя к устьевому сальнику фонтанной арматуры.
· 
Снимают СК с ручного тормоза и производят динамометрирование. При снятии динамограммы необходимо отойти на безопасное расстояние от устья скважины, спецтехника должна находиться не ближе 10 метров от устья ближайшей скважины в заглушенном состоянии.
Запрещается надевать на ролик динамографа соскочивший шнур и заправлять перо самописца чернилами при работающем станке - качалке.
Запрещается работать на скважинах с перекрученными канатами подвески, не оборудованными по необходимости переносными площадками.
После снятия динамограммы демонтаж динамографа производят в обратном порядке:
· устанавливают штангодержатель;
· снимают динамограф;
· снимают штангодержатель.
Все работы производят после остановки СК с использованием ручного тормоза.
После окончания динамометрирования старший оператор должен:
· проверить состояние устья скважины;
· проверить правильность соединения канатной подвески с полированным штоком;
· убрать все инструменты и подать сигнал о пуске станка – качалки;
· снять СК с тормоза и установить тумблер в автоматическом режиме;
· 
запустить станок - качалку в работу.
ВНИМАНИЕ!!! Оператору по добыче нефти и газа при проведении динамометрирования разрешается только останавливать и запускать скважину.
Для выполнения остальных работ требуется дополнительное обучение.
После снятия динамограммы ее необходимо расшифровать. Расшифровку динамограмм производят совместно технологическая и геологическая службы промысла. Если принято решение о ремонте глубинного насоса дальнейшие действия согласуются с технологической службой НГДУ.
Оператор по добыче нефти и газа должен знать основные принципы расшифровки динамограмм.
Методика расшифровки (чтения) динамограмм основана на теоретической динамограмме нормальной работы глубинного насоса (рис.3), 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.
       |
При ходе штанг вниз действует трение, уменьшающее нагрузку в точке их подвеса. Поэтому динамограф записывает линию Г1А1, соответствующую нагрузке от веса штанг, погруженных в жидкость, минус сила трения. Так как и вес штанг, и сила трения постоянны по величине, то линия Г1А1 получается прямой, параллельной нулевой линии динамограммы. Если бы трение отсутствовало, динамограф записал бы линию АГ (пунктир), соответствующую фактическому весу штанг, погруженных в жидкость.
Очевидно, что трение уменьшает полезную длину хода плунжера, а значит, и производительность насоса.
Нагнетательный клапан закрывается в точке А1, а не в точке А, как это было бы при отсутствии трения. В следующий момент штанги должны изменить направление движения (снизу-вверх). Поэтому должно быть снято трение при вниз и «набрано» трение при ходе вверх. Этот процесс записывается отрезком прямой А1А2 с некоторым наклоном вправо.
С точки А2 начинается процесс восприятия штангами нагрузки от веса столба жидкости, который записывается прямой линией А2Б1 (отрезки АА2 и ББ1 одинаковы). Нагрузка в точке Б1 равна сумме весов штанг и жидкости плюс сила трения (вес жидкости – это вес столба с площадью, равной сечению плунжера, и высотой – от приведенного динамического уровня до устья скважины). В точке Б1 открывается приемный клапан насоса, начинается движение плунжера вверх и вход жидкости из скважины в цилиндр насоса. Далее следует движение плунжера и штанг, описывающееся линией Б1В1.
Как только точка подвеса штанг начинает движение вниз, изменяются направление и величина сил трения. Снятие нагрузки от веса жидкости начинается в точке В2 и изображается линией В2Г1, параллельной линии восприятия нагрузки штангами А2Б1. При этом вес столба жидкости передается на трубы – происходит процесс разгрузки штанг и нагружения труб.
В точке Г1 открывается нагнетательный клапан насоса и плунжер начинает двигаться вниз – происходит процесс движения плунжера вниз, изображаемый отрезком Г1А1, параллельным Б1В1.
Таким образом, 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.
На рис.3 показаны два почти подобных параллелограмма: внешний - сплошной линией и внутренний - пунктиром. Первый изображает цикл насоса с учетом полужидкого трения, а пунктирный – без учета сил трения. Цикл, изображенный пунктиром, является простейшим теоретическим циклом (соответственно имеем простейшую теоретическую динамограмму) нормальной работы глубинного насоса. Именно эта динамограмма является основой обработки и чтения практических динамограмм, получаемых на скважинах.
Параллельность линий восприятия нагрузки штангами (и одновременно разгрузки труб) и разгрузки штанг (одновременно нагрузки труб) является важнейшим признаком отсутствия утечек жидкости в насосе.
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. Поэтому до значения параметра m=0,00002*nL=0,2/0,25 (n-частота качаний в минуту, L-глубина спуска насоса в м) динамограммы читаются без затруднений. При m > 0,2/0,25 возникают затруднения, усложняющие полную расшифровку динамограмм, вплоть до почти полной «нечитаемости» их на основе элементарной методики, излагаемой здесь. 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 легкочитаемую динамограмму непосредственно глубинного насоса.
На рис.4 показаны практические динамограммы нормальной работы глубинного насоса. Волнообразные линии при ходе 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.
На рис.5 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 m, 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.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 304; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!