Способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки



Способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки

 


Владельцы патента RU 2492357:

Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)

Способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки относится к нефтедобывающей промышленности и предназначен для определения параметров работы глубинно-насосного оборудования скважин, оборудованных установками штанговых скважинных насосов. Способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки заключается в снятии динамограммы динамографом, замеряющим упругую поперечную деформацию полированного штока, построении профиля изменения абсолютных максимальной и минимальной нагрузок в точке подвески штанг при изменении длины подвески колонны штанг и определении значения амплитудных нагрузок по данным профиля. После чего производится сопоставление значения амплитудной нагрузки, полученной по динамограмме, со значением, рассчитанным по профилю, при этом длина подвески колонны штанг, соответствующая данной амплитудной нагрузке на профиле, и будет соответствовать месту вероятного обрыва или отворота штанг. Повышается эффективность диагностирования работы установки, предотвращаются ненужные затраты на проведение работ по восстановлению работоспособности клапанов штангового глубинного насоса в случае отказа штанговой колонны. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для диагностирования работы глубинно-насосното оборудования скважин, оборудованных установками штанговых скважинных насосов.

Известен способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки, заключающийся в снятии динамограммы динамографом, замеряющим вес штанговой колонны (Справочная книга по добыче нефти и газа. Под ред. д-ра техн. наук Ш.К. Гиматудинова, М., «Недра», 1974, с.272). Динамограмма работы штангового насоса представляет собой запись усилий в точке подвеса штанг в функции перемещения этой точки (длины хода станка-качалки) и является важнейшим источником информации о работе штанговой глубинно-насосной установки.

Недостатком данного способа является то, что применяемые при нем межтраверсные динамографы имеют высокую стоимость, большие габариты, требуют длительной остановки станка-качалки и разгрузки подвески штанг при монтаже и демонтаже динамографа.

Известен способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки, заключающийся в снятии динамограммы динамографом, замеряющим упругую поперечную деформацию полированного штока (см. П.О. Гаус, В.В. Лавров «Анализ применимости динамографов с прямым и косвенным способами измерения нагрузки на полированный шток и его перемещения» // Нефтяное хозяйство. - 2003. - №9. - С.78-81). Его применение позволяет упростить процесс снятия динамограммы, уменьшить затраты.

Недостатком данного способа является то, что при его использовании на динамограмме отражаются нагрузки на штоке, с определенной долей погрешности, лишь для так называемых «рабочих» динамограмм в случае исправного глубинно-насосного оборудования, и он совершенно не применим при отказах штанговой колонны (обрывах или отворотах штанг). Так как относительные нагрузки в этом случае значительно отличаются от фактических, то их значения могут ввести в заблуждение специалистов технологических служб промыслов и, как следствие, к ошибочной интерпретации данной неисправности не как обрыв (отворот) штанг, а как неисправность клапанов штангового глубинного насоса, что, в свою очередь, приведет к ненужным затратам на проведение реанимационных работ по восстановлению работоспособности клапанов штангового глубинного насоса (например, промывка насоса).

Указанный способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки наиболее близок к предлагаемому и его можно взять в качестве прототипа.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки.

Поставленная задача решается описываемым способом диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки, заключающемся в снятии динамограммы динамографом, замеряющим упругую поперечную деформацию полированного штока.

Новым является то, что для скважины строится профиль изменения абсолютных максимальной и минимальной нагрузок в точке подвески штанг при изменении длины колонны штанг и определяются значения амплитудных нагрузок по данным профиля. После чего производится сопоставление значения амплитудной нагрузки, полученной по динамограмме, со значением, рассчитанным по профилю. При этом длина подвески колонны штанг, соответствующая данной амплитудной нагрузке на профиле, и будет соответствовать месту вероятного обрыва или отворота штанг. Таким образом, повышается эффективность диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки.

Фиг.1 - Профиль изменения абсолютных максимальной и минимальной нагрузок в точке подвески штанг при изменении длины колонны штанг.

Способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки по предлагаемому методу осуществляют следующей последовательностью действий.

1. Снимают динамограмму динамографом, замеряющим упругую поперечную деформацию полированного штока.

2. Определяют экстремальные нагрузки (максимальную и минимальную нагрузки в точке подвески штанг) по формулам (см. Мищенко Т.И. «Расчеты в добыче нефти» Учебное пособие для техникумов. М., «Недра», 1989, с.174-176)

P m a x = Р ш т ( К а р х + S n 2 1 4 4 0 ) + Р ж ; ( 1 )

P m i n = Р ш т ( К а р х S n 2 2 4 4 0 ) ; ( 2 )

где Ршт - вес колонны штанг в воздухе; Рж - гидростатическая нагрузка на плунжер от веса столба жидкости в насосно-компрессорных трубах; К - коэффициент, учитывающий потерю веса штанг, помещенных в жидкость; n - число качаний в минуту; S - длина хода полированного штока.

Вес колонны штанг в воздухе определяется по формуле

Р ш т = Н н ( i = 1 n q ш т i ε i ) ; ( 3 )

где Нн - глубина спуска насоса; qштi - вес одного метра штанг с муфтами в воздухе; εi - доля штанг данного размера в ступенчатой колонне.

Расчет экстремальных нагрузок повторяется при условии последовательного уменьшения длины штанговой колонны на одну штангу.

3. Строят профиль изменения абсолютных максимальной и минимальной нагрузок в точке подвески штанг при изменении длины колонны штанг (см. кривые 1 и 2 фиг.1) и определяют значения амплитудных нагрузок (разницы максимальной и минимальной нагрузки) по данным профиля.

4. Сопоставляют значения амплитудной нагрузки, полученной по динамограмме, со значением, рассчитанным по профилю (см. отрезок линии 3 между кривыми 1 и 2 фиг.1). При этом длина подвески колонны штанг, соответствующая данной амплитудной нагрузке на профиле, и будет соответствовать месту вероятного обрыва или отворота штанг (см. точка А фиг.1).

Таким образом, заявляемый способ повышает эффективность диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки, что, в свою очередь, предотвращает ненужные затраты на проведение реанимационных работ по восстановлению работоспособности клапанов штангового глубинного насоса в случае отказа штанговой колонны.

Способ диагностирования работы штанговой глубиннонасосной установки, заключающийся в снятии динамограммы динамографом, замеряющим упругую поперечную деформацию полированного штока, отличающийся тем, что для скважины строится профиль изменения абсолютных максимальной и минимальной нагрузок в точке подвески штанг при изменении длины подвески колонны штанг, и определяются значения амплитудных нагрузок по данным профиля, после чего производится сопоставление значения амплитудной нагрузки, полученной по динамограмме со значением, рассчитанным по профилю, при этом длина подвески колонны штанг, соответствующая данной амплитудной нагрузке на профиле, и будет соответствовать месту вероятного обрыва или отворота штанг.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области диагностики, обеспечению безопасности трубопроводного транспорта, а более конкретно к способам оценки технического состояния фундаментов электроприводов насосных агрегатов в составе газокомпрессорной станции на основе компьютерной вибродиагностики, и может быть использовано при эксплуатации насосных станций для своевременного предупреждения аварий насосных агрегатов при транспортировке газа, нефти и продуктов их переработки.

Изобретение относится к области диагностики и контроля напряженно-деформированного состояния насосных агрегатов и может быть использовано на магистральных нефтепроводах для оперативного контроля на ранней стадии неисправности насосов.

Изобретение относится к области машиностроения и используется при обкатке и испытаниях гидравлического забойного двигателя (ГЗД). .

Изобретение относится к области машиностроения и используется для обкатки и испытания гидравлического забойного двигателя (ГЗД). .

Изобретение относится к области машиностроения и используется для обкатки и испытания гидравлического забойного двигателя (ГЗД). .

Изобретение относится к области испытания центробежных, осевых и других насосов и предназначено для снятия энергетических, виброшумовых, кавитационных характеристик насосов, ресурсных испытаний, в том числе на горячей воде.

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения и может быть использовано для испытаний гидравлических забойных двигателей (ГЗД). .

Изобретение относится к области нефтегазового машиностроения, а именно к оборудованию для испытаний гидравлических забойных двигателей. .

Изобретение относится к гидромашиностроению. .

Изобретение относится к способам улучшения акустических данных от насоса для мониторирования состояния насоса при работе. .

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для механизированной добычи нефти установками ШГН (штангового глубинного скважинного насоса).

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти битумов и может быть использовано в качестве привода штангового насоса. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в составе штанговой глубиннонасосной установки преимущественно для подъема нефти или для откачки пластовых вод.

Изобретение относится к насосной технике, используемой при добыче нефти, в частности, к погружным скважинным насосам со штанговым приводом для одновременного и раздельного подъема пластовой жидкости при эксплуатации двух пластов одной скважины.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам выработки электрической энергии и может найти применение в конструкции добывающих скважин, имеющих станки-качалки (СК).

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для глубинно-насосных скважин со структурообразующей добываемой нефтью. .

Изобретение относится к области скважинной добычи жидких полезных ископаемых, в том числе нефти, и, в частности, к штанговым скважинным насосным установкам. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к штанговой насосной установке при отборе жидкости из скважины, и может быть использовано и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной, имеющую балансир с поворотной головкой, насос для установки в скважине, включающий цилиндр со всасывающими клапанами и плунжер с нагнетательными клапанами, установленный внутри цилиндра с возможностью возвратно-поступательного движения. В верхней части плунжера образован устьевой шток, связанный посредством гибкой связи с поворотной головкой. На верхней части устьевого штока закреплена подвижная часть электромагнита, охватываемая статорной частью электромагнита с обмоткой. Балансир выполнен с возможностью замыкания электрической цепи обмотки электромагнита с возможностью возбуждения электромагнитной силы, воздействующей на подвижную часть электромагнита и направленной вдоль оси устьевого штока. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы установки, увеличение срока ее службы, сокращение скачков перегрузок, действующих на систему силовых узлов, обеспечение плавности хода устьевого штока. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх