Лопухов А.Н. Справочник инженера по добычи нефти Том 1
Подождите немного. Документ загружается.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
221
Рисунок 7.15 – Динамограмма - «клин насоса в нижнем
положении»
Комментарий:
Клин в нижнем положении.
При движении головки балансира вверх, плунжер остается на
месте, в связи с этим происходит растяжка штанг, и нагрузка на
полированный шток увеличивается. При движении головки балансира в
низ происходит обратный процесс. Дальнейшая эксплуатация приведет к
обрыву штанг.
Клин плунжера в верхнем положении
При движении головки балансира в низ шток останется на месте, а
траверса опустится.
Рекомендации: Смена насоса силами ТКРС.
Динамограммы представленные на рисунке 7.16 показывают
низкую, высокую посадку плунжера и стук в нижнем и верхнем
положении.
Низкая посадка плунжера
По динамограмме видно, что ход плунжера вниз начинается с
точки, при нагрузке значительно больше минимальной (2265кг), а в конце
хода в точке «0» падает до 2265кг, это и указывает на низкую посадку
плунжера. Также, взявшись рукой за полированный шток, в конце хода
вниз можно почувствовать характерный удар.
Стук в нижнем положении
По динамограмме стук отражается незначительно, но его можно
почувствовать руками. Параметры нагрузки изменяются также, т.е. в
начале и процессе хода нагрузка выше, в конце хода уменьшается.
Низкая посадка и стук в нижнем положении, на начальном этапе на
динамический уровень и дебит не влияют, но со временем приводят к
выходу из строя приемного и нагнетательного клапана, соответственно к
снижению дебита и увеличению динамического уровня.
Данные неисправности, появляются, при увеличении длины хода
плунжера до максимальной величины.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
222
Причины появления: Некачественная подгонка плунжера при
ТКРС.
Рекомендации: Переподгонка плунжера.
Низкая посадка плунжера
Стук в нижнем положении
Стук в верхнем положении
Высокая посадка плунжера – выход насоса из замковой опоры
Рисунок 7.16 – Неисправности насоса при неверной подгонке
плунжера после ТКРС
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
223
Стук в верхнем положении
По динамограмме стук в верхнем положении, аналогичен стуку в
нижнем положении, только при этом, нагрузка, в конце хода плунжера
вверх, всегда выше, и руками, также можно почувствовать стук в верхнем
положении.
Стук в верхнем положении, на начальном этапе, на динамический
уровень и дебит не влияют, но со временем приводят к обрыву штанг или
автосцепа, в насосах типа НН и к выходу насоса из замковой опоры в
насосах типа НВ. Все это приводит к отказу насоса.
Данные неисправности, проявляется, при увеличении длины хода
плунжера до максимальной величины.
Причины появления: Некачественная подгонка плунжера при
ТКРС.
Рекомендации: Переподгонка плунжера.
Высокая посадка плунжера
Высокая посадка плунжера как таковая не возникает. В начале
происходит стук в верхнем положении, а потом либо обрыв автосцепа (на
НН) или выход насоса из замковой опоры (на НВ).
По динамограмме обрыв автосцепа аналогичен динамограмме
рисунка 7.14 и классифицируется как обрыв. Характеризуется такими же
признаками.
По динамограмме выход насоса из замковой опоры видно, что в
конце хода ввер нагрузка незначительно возрастает, а потом падает при
этом, на динамограмме рисуется петля и в дальнейшем происходит
процесс сжатия штанг.
Характеризуется отсутствием подачи, повышением динамического
уровня, при опрессовке ЦА-320 в трубки происходит падение давления.
Данные неисправности, появляются, при увеличении длины хода
плунжера до максимальной величины.
Причины появления: Некачественная подгонка плунжера при
ТКРС.
Рекомендации: повторная посадка насоса в замковую опору и
автосцеп или смена подземного оборудования силами ТКРС.
Динамограмма представленная на рисунке 7.17 расшифровывается
как «подозрение на фонтан».
Обоснование:
Динамический уровень в скважине по сравнению с предыдущим –
вырос;
Дебит скважины по сравнению с предыдущим – вырос;
Ход плунжера в насосе оптимальный;
Динамограмма по внешнему виду показывает слабое наполнение
насоса – динамограмма узкая, нагрузка на полированный шток высокая.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
224
Все это говорит о том, что в данной скважине увеличился приток,
отсюда и расшифровка – «подозрение на фонтан». В большинстве своем
это связанно с увеличением притока воды в скважину, т.е. обводнение.
Рисунок 7.17 – Динамограмма - «подозрение на фонтан»
Примечание: Если дебит скважины при снятии данной
динамограммы снизился по сравнению с предыдущим периодом, то
можно сказать что насос работает с утечками.
Рекомендации:
Увеличение числа качаний (шкивом), увеличение числа оборотов
двигателя, путем его смены или увеличение типоразмера насоса силами
ТКРС.
Динамограммы представленные на рисунке 7.18
расшифровываются как, «заедание плунжера».
Заедание плунжера при ходе вверх
После растяжения штанг нагрузка на полированный шток начинает
расти, это связанно с тяжелым ходом плунжера, вследствие чего
происходит возникновение больших динамических нагрузок. При сжатии
штанг нагрузка снижается до нагрузки равной той, с которой происходит
растяжение штанг при ходе вверх. Движение плунжера вниз проходит в
том же диапазоне.
Заедание плунжера при ходе вниз
После сжатия штанг при ходе вниз начинает увеличиваться
нагрузка на полированный шток, а заедание плунжера, в свою очередь,
приводит к возникновению динамических нагрузок. Растяжение штанг и
ход плунжера вверх проходит при нормальных нагрузках.
Заедание плунжера при ходе вверх и вниз
Нагрузки на полированный шток распределяются аналогично.
Комментарий:
Данные неисправности насоса возникают после длительных
остановок скважины, с содержанием в её продукции большого количества
песка, парафина, мехпримесей.
В начальный период эксплуатации, ни дебит, ни динамический
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
225
уровень не изменяются. В процессе работы происходит износ плунжерной
пары (плунжер-цилиндр) и приводит к утечкам, что в свою очередь
приводит к увеличению динамического уровня и снижения дебита
скважины. Также возможен клин насоса (рисунок 7.15).
Заедание плунжера при ходе вверх
Заедание плунжера при ходе вниз
Заедание плунжера при ходе вверх и вниз
Рисунок 7.18 – Динамограмма - «заедание плунжера»
Рекомендации:
Промывка насоса.
Неисправности насоса связанные с утечками
Для лучшего представления данных неисправностей необходимо
вернутся к механизму работы глубинного насоса и наложения его на
динамограмму рисунок 7.19.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
226
Рисунок 7.19 «а» –
Положение плунжера
при начале хода головки
балансира вверх, (см.
динамограмму).
Головка
балансира идет вверх,
плунжер при этом
стоит в нижней
мертвой точке.
Рисунок 7.19 «а». На
клапан 2 и 3 насоса,
давит столб жидкости
5 и соответственно
они закрыты. А – В –
растяжение штанг 1 и
сжатие труб.
Движение
плунжера вверх.
Рисунок 7.19 «б».
Приемный клапан 3
открывается, а
нагнетательный
клапан 2 под весом
столба жидкости 5,
закрыт. Жидкость 4
поступает в насос
через приемный
клапан 3. В – С – ход
плунжера вверх.
Рисунок 7.19 «б» –
Движение плунжера в
насосе - ход вверх, (см.
динамограмму)
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
227
Рисунок 7.19 «в» –
Положение плунжера
при начале хода головки
балансира вниз, (см.
динамограмму).
Рисунок 7.19 «в» -
нагнетательный
клапан 2 закрыт,
приемный клапан 3
закрывается, но
плунжер стоит на
месте. C – D – сжатие
штанг и растяжение
труб.
Рисунок 7.19 «г» -
приемный клапан 3
закрыт,
нагнетательный
клапан 2 открывается.
Жидкость 4 поступает
через нагнетательный
клапан 2 в
надплунжерную часть
насоса. D – A – ход
плунжера вниз.
Рисунок 7.19 «г» –
Движение плунжера в
насосе – ход вниз, (см.
динамограмму)
Описание процесса работы штангового насоса.
Ход вниз.
Под действием нагрузки переходящей от головки балансира, по
средствам штанг, на плунжер, плунжер давит на жидкость, которая
находится под плунжером. Жидкость в свою очередь давит на приемный
клапан, клапан при этом закрывается. Так как жидкость под плунжером в
большинстве своем несжимаема, (сжимаема только жидкость с большим
содержанием газа, ДГ – влияние газа см. выше), то нагнетательный клапан
плунжера открывается и жидкость перетекает в пространство над
плунжером.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
228
Ход вверх.
При ходе вверх происходит обратный процесс, т.е. под действием
нагрузки, переходящей от головки балансира по средствам штанг, вверх.
Под действием силы тяжести жидкости на нагнетательный клапан, клапан
закрывается. В этот момент под плунжером происходит процесс
разряжения, т.е. «вакуум», который в свою очередь, снимает нагрузку
жидкости на приемный клапан, и он открывается, жидкость со скважины
поступает в насос.
Основные причины утечек жидкости через клапана насоса
Утечки в клапанах происходят в результате износа шара клапана
или посадочного седла клапана, (рисунок 7.20 «а», «б»). Износ
происходит в результате длительного воздействия песка, солей и
механических примесей, содержащихся в добываемой жидкости на шар
или посадочное седло клапана.
Приемный
клапан. 1 – износ
шара клапана; 2 –
износ седла
клапана.
Нагнетательн
ый клапан. 1 –
износ шара
клапана; 2 – износ
седла клапана.
Приемный
клапан. 1 –
отложение на
шаре клапана; 2 –
отложение на
седле клапана.
Нагнетательн
ый клапан. 1 –
отложение на
шаре клапана; 2 –
отложение на
седле клапана.
Рисунок 7.20 – Причины возникновения утечки клапанов
Утечки в клапанах происходят в результате отложений на шаре
клапана или посадочном седле клапана, (рисунок 7.20 «в» «г») солей,
песка, мехпримесей и ржавчины и тем самым нарушается герметичность.
Утечки жидкости в плунжерной паре, т.е. плунжер – цилиндр
Утечки плунжер - цилиндр происходят в результате воздействия
песка, механических примесей и солей на плунжер или цилиндр, в
результате происходит износ наружной поверхности плунжера или
внутренней поверхности цилиндра.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
229
Рисунок 7.21 – Схема насоса при утечках в
плунжерной паре.
а) износ цилиндра; б) износ плунжера;
1 – штанга; 2 – нагнетательный клапан; 3 – приемный
клапан; 4 – места утечек.
Утечки и незначительные утечки нагнетательного клапана
При ходе головки балансира вверх процесс растяжения штанг и
сжатия труб проходит нормально, но при ходе плунжера, наблюдается
снижение нагрузки на полированный шток, в начале, в середине и конце
хода вверх рисунок 7.22.
а) значительные
утечки нагнетательного
клапана (отказ)
б) утечки
нагнетательного
клапана
в) незначительные
утечки
нагнетательного
клапана
Рисунок 7.22 – Динамограммы «утечки нагнетательного
клапана»
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
230
Характеризуются: повышением динамического уровня снижением
подачи насоса.
Динамограммы представленные на рисунке 7.22 являются
типовыми, т.е. самыми распространенными при данной неисправности
насоса.
При интерпретации аналогичных динамограмм, необходимо
учитывать величины, повышения динамического уровня и снижения
подачи. Все это необходимо рассматривать в сравнении с динамограммой,
при нормальной работе данного насоса и с её параметрами.
Рекомендации:
Необходима промывка и опрессовка насоса. При отрицательных
результатах, его смена силами ПРС.
Утечки и незначительные утечки приемного клапана
При сжатии штанг и растяжении труб (ход вниз), нагрузка
снижается быстрее, чем при процессе растяжения штанг и сжатии труб
(ход вверх) рисунок 7.23. Соответственно, ход плунжера при ходе вниз
начинается ранее, а при движении плунжера вниз, нагрузка снижается до
величины соответствующей весу штанг в скважинной жидкости, т.е.
начало хода вверх головки балансира (процесса растяжения штанг при
ходе вверх).
а) значительные
утечки приемного
клапана (отказ)
б) утечки приемного
клапана
в) незначительные
утечки приемного
клапана
Рисунок 7.23 – Типовые динамограммы «утечки приемного
клапана»
Динамограмма представленная на рисунке 7.23 «а» обозначает
значительные утечки в приемном клапане. При данной динамограмме
происходит значительное повышение динамического уровня в скважине и
снижение подачи, в последствии к её отсутствию.
Динамограмма представленная на рисунке 7.23 «б» обозначает
утечки в приемном клапане. При данной динамограмме происходит
повышение динамического уровня в скважине и снижение подачи, также
данная динамограмма показывает слабое наполнение насоса. Данная
динамограмма похожа на динамограмму «влияние газа на работу насоса»,
но при влиянии газа основным критерием является низкий динамический