а |
d |
1 |
г |
Гт?
д |
в |
Г > ' / 1
L___)
I / I J / /
жд-
L J
|
а |
|
|
|
К |
|
|
|
|
л |
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
/------------ 7 |
ГУ |
|
п |
|
|
C J |
|
|||||||||
|
|
/ |
|
/ |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
/ |
- |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
С". - |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
" |
s |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
||||
Puc. 9.5. Практические динамограммы работы штангового насоса: |
|
|
|
|||||||||||||||
а — нормальная |
тихоходная |
работа; |
б —влияние |
газа; |
в — превышение |
подачи |
на |
|||||||||||
соса |
над притоком в |
скважину; г — низкая |
посадка плунжера; д — выход плунжера |
|||||||||||||||
из |
цилиндра |
невставного |
насоса; |
е —удары |
плунжера |
о |
верхнюю |
ограничительную |
||||||||||
гайку |
вставного |
насоса; ж — утечки |
в |
нагнетаемой |
части; |
|
з — утечкн |
во |
всасывающей |
|||||||||
части; |
и — полный выход |
из |
строя |
нагнетательной |
части; |
|
к —полный выход из |
строя |
||||||||||
всасывающей |
части; |
л —полуфонтанный |
характер |
работы |
насоса; |
м— обрыв |
штанг |
|||||||||||
(пунктиром показаны |
линии |
теоретической |
дннамограммы) |
|
|
|
|
|
||||||||||
значения приводятся в § 9.3). Силы трения направлены против движения, поэтому при ходе вверх они увеличивают нагрузку, а при ходе вниз — уменьшают. Инерционные нагрузки вызы вают «инерционный поворот» динамограммы относительно нор мального ее положения (см. рис. 9.4,6). Волнистый характер линий обусловлен колебательными процессами в штангах (см. рис. 9.4,0). Практические динамограммы по виду всегда отли чаются от теоретической, сопоставление с которой позволяет выявить дефекты и неполадки в работе установки и насоса (рис. 9.5). Такая расшифровка динамограмм возможна при не больших глубинах, малых динамических нагрузках и малых диаметрах насоса. При значительных динамических нагрузках динамограмма, полученная с помощью ГДМ-3, существенно ис кажается, что затрудняет надежный контроль за работой насо-. сов. В таких условиях представляет интерес получение глубин ных динамограмм, соответствующих нижнему концу штанговой колонны, или пересчет динамограмм, полученных наземным динамографом, в глубинные (метод разработан А. С. Вирновским). Для снятия динамограммы с помощью ГДМ-3 требуется остановка станка-качалки. На автоматизированных промыслах осуществлен переход на снятие динамограмм дистанционно из диспетчерского пункта с использованием стационарно установ ленных тензометрических датчиков усилий и датчиков линей ных и угловых перемещений.
Для телемеханизации применяют систему телемеханики ТМ-620, которая обеспечивает телеуправление двухпозицион ными исполнительными устройствами ТУ, телеизмерение инте гральных (дебит) ТИИ и текущих (давление и др.) ТИТ зна чений параметров, телединамометрировдние (телеконтроль) ТД, телесигнализацию аварийного состояния ТСА, телесигна лизацию состояния двухпозиционного объекта ТСС, а также двухстороннюю телефонную связь. Совместно с системой ТМ-620 работает устройство телединамометрирования частотное УТЧ. Система типа ТМ-660Р «Хазар» в качестве линии связи имеет также выделенный радиоканал. Разрабатываются объ ектно ориентированные микропроцессорные комплексы, позво
ляющие дистанционно управлять |
кустами |
(группой) скважин |
с механизированной (газлифтной, |
насосной) |
добычей нефти. |
Исследование скважин, оборудованных штанговыми насосными установками
Скважины, оборудованные ШСНУ, исследуют в основном при установившихся режимах с целью получения индикаторной ли нии Q(Ap) и зависимости Q от режимных параметров работы установки. Согласно уравнению (9.2) дебит задают величинами S и п, изменяя одну из них при переходе к другому режиму от бора жидкости.
Исследование скважин, оборудованных ШСНУ, осложняется тем, что спуск глубинных приборов в насосные трубы исклю чен, так как этому мешает колонна штанг. Отсюда особенность исследования в данном случае по сравнению с другими спосо бами эксплуатации скважин связана с определением забойного давления р3. Его можно определить прямым или косвенным пу тем. Косвенные методы приводят к большим ошибкам и могут быть применены только для ограниченного числа скважин, в ча стности сильно обводненных. Необходимую точность результа тов можно получить только лишь непосредственным измере нием параметров в' скважине.
Существуют два способа спуска приборов в такие скважины: на колонне НКТ и на проволоке или кабеле. При прямом изме рении р3 по первому способу лифтовые скважинные манометры подвешивали к приемному патрубку ШСН и спускали в сква жину вместе с НКТ. Часовой механизм с многосуточным заво дом обеспечивал возможность местной регистрации давления в процессе исследования. Однако необходимость проведения спускоподъемных операций НКТ ограничила применение лиф товых манометров. При прямом измерении р3 по второму спо собу в затрубное пространство на стальной проволоке диамет ром 2—2,2 мм через патрубок устьевого оборудования (при экс центричной подвеске НКТ) спускают малогабаритный скважин-
318
ный манометр диаметром 22—25 мм (способ разработан в БашНИПИнефти). Одно из главных преимуществ способа—.опера тивность. Однако в глубоких и искривленных скважинах воз можны прихваты и обрывы проволоки. Известен также способ, когда приборы спускают на кабеле, а затем уже спускают ко лонну труб с насосом. Прямые измерения р3 обеспечивают по лучение надежных результатов исследования. Поэтому пред ставляет интерес применение датчиков давления, постоянно на ходящихся в скважине.
Косвенным путем определить р3 можно по формуле гидро
статического давления: |
|
Рз = Лдржё-, |
(9.59) |
где /гд — динамический уровень жидкости; |
рж — средняя плот |
ность жидкости в скважине (в затрубном |
пространстве и ниже |
приема насоса), которую обычно принимают равной плотности дегазированной нефти с учетом обводнения вследствие затруд нений при ее определении. Определение глубины hA от устья скважины до динамического уровня жидкости осуществляют с помощью эхолота. Тогда НЛ=Н — hA
Сущность эхометрии заключается в следующем. В затрубное пространство с помощью датчика импульса звуковой волны (пороховой хлопушки) посылается звуковой импульс. Звуковая волна, пройдя по стволу скважины, отражается от уровня жид кости, возвращается к устью скважины и улавливается кварце вым чувствительным микрофоном. Микрофон соединен через усилитель с регистрирующим устройством, которое записывает все сигналы (исходный и отраженные) на бумажной ленте в виде диаграммы. Лента перемещается с помощью лентопро тяжного механизма с постоянной скоростью цлИзмеряя длину записи /ур между импульсами сигналов на эхограмме, опреде ляем время прохождения звукового сигнала от устья до уровня
и обратно typ= lyp/Vn. |
Тогда вычисляем расстояние от устья до |
динамического уровня |
hAf = v3B^ ~ 9 где v3B— скорость звука |
в газовой среде затрубного пространства.
Однако метод эхолотирования имеет ряд недостатков. Ско рость v3B зависит от давления, температуры и плотности газа. Погрешность в ее определении снижает точность результатов исследования. Погрешность результатов уменьшается, если их находить по изменениям динамического уровня. Для ее опре деления на колонне НКТ вблизи уровня на заданной глубине Lpen предварительно при очередном ремонте устанавливают ре пер-отражатель. В качестве репера служит утолщенная муфта или отрезок трубы, который на 50—65 % перекрывает затрубное пространство. На эхограмме получаем сигнал, отлаженный от репера. Тогда определяем аналогично время прохождения волны
до репера |
и обратно /реп = /рсп/нл и |
скорость звука |
цзв= |
|
= 2 Lpen//pcn, |
где |
/реп — длина записи |
на эхограмме. |
Можно |
также записать |
1гя - Lpenlyp/lpeu, г. е. |
исключается необходи |
||
мость определения озв. На промыслах зачастую строят зависи мость изв от давления и используют ее на других скважинах этого же месторождения. Использование в высокочувствитель ных эхолотах электронных усилителей с фильтром для глушения помех и выделения измеряемого сигнала позволяет зафиксиро вать на ленте сигналы, отраженные от каждой.муфты колонны НКТ. Умножая число пиков на длину трубы, определяют 1гя'.
Известно применение также волномеров, которые представ ляют собой те же эхолоты ЭМ-52, только вместо звукового им пульса в затрубное пространство посылается импульс давления газа. Метод волнометрирования разработан Ю. А. Балакире вым. Импульс давления газа создается либо кратковременным впуском газа из баллона высокого давления, либо выпуском газа из затрубного пространства с помощью специального быстродействующего отсекателя. Этот метод в отличие от эхолотнрования позволяет определить динамический уровень в сква жинах глубиной уже до 4000 м при избыточном давлении в затрубном пространстве (до 7,5 МПа). Наличие вспененной жид кости в затрубном пространстве затрудняет получение четкого отраженного сигнала. Во избежание вспенивания не допуска ется разрядка газа в затрубном пространстве, а гашения пены добиваются перепуском жидкости с устья. Имеется также си стема контроля уровня жидкости в скважине типов СКУ-1М и «Эхо» с глубиной измерения до 3000 м при давлении газа в за трубном пространстве до 15 МПа.
§ 9.5. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИН, ОБОРУДОВАННЫХ ШТАНГОВЫМИ НАСОСНЫМИ УСТАНОВКАМИ, В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Осложнения в эксплуатации скважин, оборудованных ШСНУ, обусловлены большим газосодержанием на приеме насоса, по вышенным содержанием песка в продукции (пескопроявлением), наличием высоковязких нефтей и водонефтяных эмуль сий, существенным искривлением ствола скважины, отложе ниями парафина и минеральных солей, высокой температурой и др.