ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯПО ЭКСПЛУАТАЦИИ НАСОСНЫХ ШТАНГ

Задачей специалистов и руководителей различных уровней производства является снижение затрат связанных с сокращением количества обрывов и отворотов штанг, путём комплексного подхода и решения проблем, в том числе путем грамотного и квалифицированного подхода к эксплуатации насосных штанг.

Одной из задач данных Методических рекомендацийявляется максимальное использование ресурса работы штанг, снижения количества отказов путем соблюдения требований к их эксплуатации. Дополнительно приведены действующие ГОСТы к насосным штангам, в том числе к стеклопластиковым штангам.

Методика подбора колонны штанг не приведена, т.к. технологические службы промыслов имеют специально разработанные программы для подбора конструкции колонны штанг, которые позволяют оперативно и достаточно правильно подбирать колонну штанг.

Даже в пределах одного небольшого месторождения условия эксплуатации и компоновки колонн для отдельных скважин могут значительно отличатся от «усредненных требований» для других скважин. Поэтому адаптация имеющегося оборудования к работе в конкретных условиях отдельно взятых скважин является задачей технологических служб ЦДНГ.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАСОСНЫХ ШТАНГ

В условиях эксплуатации скважин возникают вопросы обеспечения требуемой скорости откачки N×S (произведение числа качаний на длину хода штанговой колонны). Дело в том, что АВЭ, образующаяся в НКТ, создает огромное гидравлическое сопротивление движению штанг. Из-за особенностей и характера эпюры скоростей движения жидкости максимальное сопротивление создается при движении насосных штанг вниз. Общее усилие сопротивления движению штанг при этом сопоставима весу колонны штанг, иногда даже превышает вес штанг в жидкости, что сопровождается отставанием скорости движения колонны штанг от хода головки балансира СК.

Отставание колонны штанг от хода головки балансира может наблюдаться еще в следующих случаях:

§ сужения проходного сечения НКТ из-за отложений АСПО;

§ заклинивания плунжера в цилиндре из-за попадания мех.примесей, температурного режима, искривления цилиндра, малого зазора и т.д.;

§ забивания нагнетательного клапана посторонними предметами, из-за резкого снижения пропускной способности клапанов.

Во всех случаях отставания колонны штанг от хода головки балансира (не зависимо от причин), ШСНУ работает в аварийном режиме: наблюдаются удары в канатной подвеске, экстремальные нагрузки на колонну штанг и головку балансира, резкие перегрузки на двигатель СК. Если при этом не срабатывает защита по максимальному току, то результатом работы ШСНУв таком режиме будет обрыв штанг, обрыв полированного штока, выход из строя канатной подвески, разрушение станка-качалки.

Длительность работы ШСНУ с отставанием колонны штанг от хода головки балансира небольшая и ограничивается несколькими часами. Работа ШСНУ в режиме близком к отставанию штанг (т.е. с очень высоким амплитудным напряжением σа=(σmax-σmin)/2) может длиться месяцами и заканчивается, как правило, обрывом штанг.

С целью снижения обрывности по технологическим причинам необходимо:

§ При подборе колонны штанг, ожидаемые напряжения не должны превышать 0,75-0,85 допустимого приведенного напряжения, указанного в приложении «Ж» ГОСТ 13877-96

§ При подборе насоса группу посадки выбирать таким образом, чтобы зазор между плунжером и цилиндром был не менее 0,1 мм и находился в пределах 0,12-0,17 мм;

§ С целью недопущения забивания плунжера применять автосцепы;

§ Применять насосы с усиленным кожухом;

§ Для повышения допустимой скорости откачки ВВН применять НКТ Ø 89 мм;

§ Для инженерной оценки допустимой скорости откачки (N×S) в условиях образования в НКТ высоковязких эмульсий для выбранной конструкции штанг и НКТ применять следующую формулу:

где n – число ходов штанг, мин-1,

S – длина хода полированного штока, м,

Р’шт – вес штанговой колонны в жидкости, кгс,

m=dтр/dшт – соотношение внутреннего диаметра НКТ к диаметру штанг,

L – глубина спуска насоса, м,

Lэкв – длина штанг, эквивалентная по величине местных сопротивлений на муфтах штанг, м,

Lэкв~ 3,9 nm , где nm – количество муфт в штанговой колонне,

ν – кинематическая вязкость жидкости в НКТ, мм²/сек (определяется по пробам, взятым на устье, при температуре на устье скважины),

ρ – плотность жидкости, кг/м³,

k – поправочный коэффициент на искривление скважины:

при искривлении ствола от вертикали

<200 – k=1

>200 – k=0,96.

§ Применять автоматическое отключение СК по амплитуде потребляемого тока и амплитуде нагрузки, а также по максимальным нагрузкам на головку балансира.

§ Своевременно производить промывки горячей нефтью от парафина и механических примесей.