3.7. Результаты исследования работы усшн

Теоретические динамограммы

Простейшая теоретическая идеальная динамограмма, зафиксированная у плунжера при нормальной работе глубинного насоса, представлена на рис.7.

Рис.7

точка а – Н.М.Т. (нижняя мертвая точка). Начало движения колонны штанг вверх;
аб – восприятие нагрузки колонной штанг от веса жидкости в НКТ, растяжение штанг;
точка б – начало движения плунжера вверх, открывается всасывающий клапан;
бв – полезный ход плунжера (статич. Р_в=вес штанг и жид-ти);
точка в – В.М.Т. (верхняя мертвая точка). Начало движения колонны штанг вниз;
вг –участок разгрузки колонны (сокращение штанг);
точка г – начало движения плунжера вниз, открывается нагнетательный клапан (статич.Р_н=вес штанг);
S – длина хода полированного штока;
λ – деформация штанг.

Влияние некоторых факторов на вид динамограммы:

влияние сил трения (трение штанг в жидкости при ходе вниз и трение жидкости о стенки труб при ходе вверх);
влияние сил инерции (динамограмма развернута по часовой стрелке);
колебания колонны (на динамограмме проявляются в виде затухающих колебаний величины нагрузки штока).

Диагностируемые виды неисправностей:

утечки в всасывающем и нагнетательном клапанах;
влияние свободного газа;
низкий динамический уровень;
фонтанные проявления;
механический характер неисправностей (высокая и низкая посадка плунжера, прихват и заклинивание плунжера, выход из цилиндра);
обрыв штанг;
сильная затяжка сальника;
короткий шток;
утечки в НКТ;
запарафинивание.

Примеры интерпретации практических динамограмм

Таблица 7

Особенности работы	Динамограмма	Комментарий
Нормальная работа насоса		Наблюдаются небольшие продольные колебания колонны штанг, которые при подходе к В.М.Т. и Н.М.Т. затухают
Нормальная работа насоса		Наблюдается влияние сил инерции
Утечки во всасывающем клапане		Участок разгрузки колонны затянут, иногда выгнут (утечка замедляет повышение давления в цилиндре насоса, нагнетательный клапан открывается позже). Левый нижний угол скруглен (при подходе к н.м.т. плунжер движется быстрее, чем полированный шток, штанги растягиваются, нагрузка увеличивается). При движении штока вверх процесс восприятия нагрузки убыстряется (плунжер некоторое время все еще движется вниз за счет утечки), приемный клапан открывается раньше. Линия статической нагрузки Рн значительно выше минимальной динамической нагрузки).
Полный выход из строя всасывающего клапана (срыв подачи)		Динамограмма располагается на линии «вес штанг+жидкость» (процесс снятия нагрузки не заканчивается, нагнетательный клапан не открывается, за время хода плунжера вниз вся жидкость вытесняется обратно в скважину
Утечки в нагнетательном клапане		Немного затянут участок восприятия нагрузки колонной (полированный шток перемещается на величину растяжения штанг и величину, равную высоте объема перетекшей под плунжер жидкости). Правый верхний угол скруглен (приемный клапан закрывается раньше, процесс снятия разгрузки штанг начинается раньше, чем полированный шток достигает своего крайнего положения). Линия статич. нагрузки Рв в верхнем положении значительно ниже максимальной нагрузки.
Полный выход из строя нагнетательного клапана (срыв подачи)		Динамограмма располагается на линии «вес штанг» (за время хода штока вверх штанги не принимают вес жидкости, приемный клапан не открывается, постоянный объем жидкости циркулирует из насосных труб в цилиндр насоса и обратно, подача на устье отсутствует)
Утечки в нагнетательном и всасывающем клапанах		Выгнутые и затянутые по оси перемещения участки восприятия разгрузки и нагрузки колонны. Линии статических нагрузок расположены близко к среднему уровню динамограммы.
Утечки в нагнетательном и всасывающем клапанах		Линии статических нагрузок почти равны. Утечки во всасывающем клапане больше, чем в нагнетательном.
Фонтанные проявления		Узкая динамограмма, нагрузка на полированный шток при ходе вверх и вниз определяется только весом штанг и трением, т.к. нагнетательный и всасывающий клапан все время открыты. Отсутствуют линии восприятия и снятия нагрузок.
Низкий динамический уровень		Низкий динамический уровень, много свободного газа, при ходе вниз он сжимается, что выражается в появлении длинной горизонтальной полочки. При начальном ходе вверх и вниз проявляются значительные силы трения (вертикальные отрезки).
Низкий динамический уровень		«Пистолет» - низкий динамический уровень, наличие в насосе свободного газа Выделяется 4 участка при ходе вниз: трение, сжатие газа, разгрузка колонны, движение плунжера.
Влияние растворенного газа		Движение полированного штока и плунжера при ходе вниз происходит одновременно, т.к. газированная жидкость сжимается. Выделяются 3 участка при движении вниз: трение, сжатие газированной жидкости и постепенная разгрузка колонны, движение плунжера. Следует отличать от динамограмм с низким динамическим уровнем: при низком Ндин при совмещении динамограмм линия разгрузки перемещается справа налево, при откачке с растворенным газом – слева направо (при большом газовом факторе – линия разгрузки перемещается хаотично вправо-влево)
Заклинивание плунжера		Заклинивание в среднем положении (колонна при ходе вниз дополнительно разгружается, при ходе вверх воспринимает потерянную нагрузку)
Заклинивание плунжера		Заклинивание плунжера в нижнем положении
Выход плунжера из цилиндра		Выход плунжера из цилиндра: в конце хода вверх резкое уменьшение нагрузки до веса штанг, что вызывает интенсивные колебания колонны штанг. Статическая нагрузка в нижнем положении больше, чем в верхнем.
Высокая посадка плунжера		Резкое увеличение нагрузки в крайнем верхнем положении (удар плунжера)
Низкая посадка плунжера		Удар плунжера по клетке приемного клапана или о преграду, Плунжер останавливается раньше, чем полированный шток достигает крайнего нижнего положения, часть веса штанг передается на трубы, а полированный шток разгружается. При ходе вверх сначала происходит восстановление длины штанг, а затем их нормальное растяжение Образование петли ниже линии минимального веса штанг (при плавном снижении нагрузки и отсутствии резкого стука петля записывается против часовой стрелки; при резком ударе петля записывается по часовой стрелке с перехлестом или без него).
Запаздывание посадки шарика нагнетательного клапана		В начале хода полированного штока шарик не садится в седло некоторое время, поэтому плунжер движется вместе со штоком. В момент посадки шарика нагрузка резко возрастает (вертикальная линия на динамограмме), дальнейшее движение плунжера с закрытым клапаном происходит как при нормальной работе насоса.
Обрыв или отворот штанг		Узкая горизонтальная петля (при ходе вверх и вниз нагрузки на полированный шток изменяется только на величину сил трения). Нет наклонных участков нагрузки и разгрузки колонны.
Сильная затяжка сальников		Наличие вертикальных отрезков в начале и в конце хода полированного штока
Короткий шток		При подходе к верхнему положению штока нагрузка резко увеличивается, а перемещения штока нет
Запарафинивание		Большая разница минимальной и максимальной нагрузками. Сильно выгнутые участки восприятия нагрузки и разгрузки колонны