Эксплуатация ШСНУ в осложненных условиях
При работе штанговых насосных установок часто встречаются особые усл-я, осложняющие работу этих установок. К ним следует отнести большое газосодержание на приеме насоса; большое содержание песка в откачиваемой жид-ти; отлож-е парафина в НКТ и на насос-х штангах и минеральных солей в узлах насоса и в НКТ, сильное искривл-е скв-н; высокопарафинистые высоковязкие нефти.
Очень часто эти осложняющие усл-я дей-ют совместно и тогда возникает необходимость борьбы одновременно с несколькими осложняющими факторами.
Чаще всего возникают осложн-я вследствие влияния газa на работу насоса, уменьшающего коэф-нт наполнения цилиндра.
Из общей теории работы штангового насоса следует, что коэф-нт наполнения зависит от газ-го фактора в условиях приема насоса и доли вредного пространства по отношению к объему, описанному плунжером. Величина Rж в свою очередь зависит от газового фактора Г0, растворимости газа в нефти a, давления на приеме насоса Рпр, коэф-нта сепарации т и обводненности продукции n. Такие величины, как обводненность, газовый фактор, растворимость газа, темпер-ра на приеме наcoca, явл-ся природными факторами и не поддаются изменению. Другие факторы, такие как давление на приеме, коэф-нт сепарации и коэффициент вредного пространства, можно изменять. Уменьшение вредного пространства и газового фактора на приеме насоса увел-ет коэф-нт его наполнения. Уменьшение вредного пространства достигается применением насоса, имеющего на нижнем конце плунжера дополнительный нагнет-ый клапан. Из этого следует, что применение насосов НГН-1 со штоком неэффективно в скважинах с большим газосодержанием на приеме. Существенное уменьшение вредного пространства достигается правильной посадкой плунжера в цилиндре насоса, т. е. такой посадкой, при кот-ой плунжер и его ниж. нагнет-ный клапан при крайнем нижнем положении головки балансира приближается к всас-ему клапану на минимально возможное расстояние. Увеличение хода при одновременном умень-ии диаметра насоса также умень-ет относит-ую долю объема вредного пространства.
|
|
|
При увел-ии давл-я на приеме насоса рпр, что достигается увеличением глубины погружения насоса под динам-ий уровень, умень-ся газосодержание на приеме, т. е. величина Rж, как за счет доп-ого растворения газа в нефти, так и за счет сжатия газа, оставшегося в свободном состоянии. При погружении насоса на глубину, где давл-е равно давл-ю насыщения, вредное влияние газа вообще прекращается, так как свободного газа на этой глубине нет.
На наполнение насоса в известной мере можно влиять, изменяя коэффициент сепарации газа т на приеме насоса, который зависит от условий всасывания газожидкостной смеси. С помощью особых устройств и приспособлений, называемых газовыми якорями, удается увеличить долю газа, уходящего через межтрубное пространство, а следовательно, уменьшить долю газа, поступающего в цилиндр насоса.
|
|
|
Работа газовых якорей основана на различных принципах, например, таких как отделение газовых пузырьков за счет их всплытия в потоке жидкости, направленном вниз, использ-е принципа центрифугирования при завихрении потока, использование вибрации тарелок на пружинных подвесках и др.
Другим фактором, осложняющим работу штанговых насосных установок, является присутствие в откачиваемой жидкости мелкого песка и иной абразивной взвеси. Песок, попадая в насос, разрушает пригнанные поверхности деталей насоса, увеличивает утечки жидкости через клапаны и зазор между цилиндром и плунжером, а иногда вызывает заклинивание плунжера и обрывы штанг. Межремонтный период таких скважин составляет несколько недель, после чего необходимы извлечение подземного оборудования и замена насоса. Для борьбы с вредным влиянием песка применяются различные меры, например, крепление призабойной зоны скважины различными смолами, образующими после их кристаллизации на забое прочную проницаемую пористую среду. Для тех же целей используют различные фильтры, а также приспособления, устанавливаемые перед приемным патрубком насоса, называемые песочными якорями. В песочном якоре (рис. 18, а) жидкость изменяет направление движения на 180°, песок отделяется и скапливается в специальном кармане в нижней части якоря. При заполнении кармана песком якорь извлекают на поверхность и очищают.
|
|
|
Рис. 18. Принципиальная схема песочного якоря
Наряду с песочными якорями для борьбы с вредным влиянием песка применяют различные фильтры, привинчиваемые к приемному клапану насоса. При сильном пескопроявлении и для предотвращения оседания песка на забое иногда применяют подлив жидкости в межтрубное пространство скважины. С этой целью часть откачиваемой из скважины жидкости сбрасывают в межтрубное пространство, насос спускают до забоя и таким образом создают повышенную скорость восходящего потока жидкости, при которой песок не оседает на забой и не образует песчаных пробок. Иногда с той же целью устанавливают на поверхности насос, от которого по трубопроводам подливают жидкость в несколько скважин, работа которых осложнена песком. Осложнения, вызванные отложением парафина, устраняют различными методами.
|
|
|
1.Периодической тепловой обработкой скважины, обычно закачкой пара в межтрубное пространство от передвижной паровой установки (ППУ) без остановки работы станка-качалки. Перегретый пар и конденсирующаяся из него горячая вода прогревают НКТ, парафиновые отложения расплавляются и потоком жидкости уносятся в нефтесборный коллектор.
2.Закачкой в межтрубное пространство различных растворителей (керосин, солярка, нестабильный бензин). Попадая через насос в трубы, растворитель омывает внутреннюю поверхность НКТ и смывает парафин.
3.Прикреплением к колонне штанг пластинчатых скребков, на расстоянии друг от друга, равном ходу полированного штока. В этом случае штанги медленно вращаются (на заворот) с помощью специального механизма - штанговращателя, укрепляемого на канатной подвеске.
4.Применяют остеклованные трубы, т е. трубы, внутренняя поверхность которых покрыта слоем стекла толщиной около 1 мм. Это существенно снижает интенсивность запарафинивания труб. Однако при разрушении стеклянной поверхности труб от ударов и особенно в искривленных скважинах их применение приводит к частым заклиниваниям плунжера стеклянной крошкой.
5.Наиболее радикальным средством борьбы с парафином является извлечение из скважины штанг и труб и их пропарка и очистка на поверхности с помощью паровой передвижной установки.
Осложнения, вызванные отложением солей (главным образом гипса), устраняются также различными методами, как, например:
периодической закачкой в пласт растворов различных кислот;
применением скважинных дозаторов, с помощью которых в поток ниже приема насоса в малых количествах вводятся растворители солевых отложений или специальные реагенты,
периодической промывкой скважины и насосного оборудования через межтрубное пространство растворителями. Борьба с этим явлением требует тщательного изучения химического состава солей и подбора соответствующих растворителей.
При работе насосных установок в наклонных скважинах наблюдается истирание насосных труб и штанг вплоть до образования длинных щелей в трубах или обрыва штанг. Для уменьшения подобных осложнений применяются штанговращатели, а колонна штанг оборудуется специальными муфтами-вставками, снабженными роликами, которые могут перекатываться по внутренней поверхности труб, не допуская соприкосновения тела штанги или муфты с трубой.
При откачке нефтей с вязкостью, превышающей 0,5 Па×с, сила трения штанг о жидкость при их ходе вниз и особенно при высоких давлениях на устье скважины может превысить собственный вес штанг и привести к «зависанию» штанг при ходе вниз, т. е. к явлению, когда скорость опускания штанг в вязкой жидкости станет меньше скорости движения головки балансира. В таком случае неизбежны рывки и удары в канатной подвеске и возможны обрывы штанг. Кроме того, при откачке вязких жидкостей при ходе плунжера вверх возникают большие силы трения жидкости о внутренние стенки труб. Расчеты показывают, что эти силы соизмеримы с собственным весом штанг. В этих случаях традиционные методы расчета штанг и нагрузок, действующих на них, дают заниженные напряжения, а расчет штанг надо вести не на начало хода вверх, как это обычно делается, а на момент, соответствующий середине хода вверх, когда инерционная сила обращается в нуль, а сила трения становится максимальной, так как в этот момент скорость движения штанг максимальна.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1351; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!