10.6 Износостойкость деталей сшн

Износостойкость – свойство материала противостоять износу. Различают несколько видов износа деталей ШГН.

Механический износ. Возникает при нарушениях концентричности плунжера и цилиндра, при изгибах штанг и труб, при режимах сухого трения.

Разновидностью механического износа является абразивный износ, возникающий из-за попадания механических взвесей, особенно песка, на трущиеся элементы.

Молекулярно-механический износ. Возникает вследствие прижатия трущихся деталей друг к другу под влиянием большого давления.

Коррозионно-механический износ. Возникает в скважинах, дающих продукцию с агрессивными элементами- высокоминерализованной водой , сероводородом и др.

На интенсивность износа влияют:

а) Величина удельных давлений: чем больше удельное давление, тем больше износ.

б) Конструкция плунжерной пары (кольцевые канавки на плунжере служат для соскребания песка, плунжер – «пескобрей», углубления на внешней поверхности плунжера для накопления смазки и т.д.).

в) Свойство откачиваемой жидкости. Вязкие маслянистые нефти обладают более высокой смазывающей способностью, чем легкие. При всех одинаковых факторах насос, откачивающий чистую нефть, долговечнее насоса, откачивающего чистую воду, в 5 раз.

г) Твердость материала. Рекомендуется хромирование, цементирование и другие виды упрочнения поверхностей.

д) Микро- и макрогеометрия поверхностей, то есть степень шероховатости поверхности.

е) Относительная скорость движения плунжера. За счет этого увеличивается трение.

10.7 Срок службы сшн

Срок службы насоса – время, прошедшее от спуска в скважину до момента, когда его дальнейшая эксплуатация становится нецелесообразной из-за низкой подачи.

Аналитический срок службы можно подсчитать по формуле Адонина-Пирвердяна:

(283)

где – параметр функции износа (по графику рисунок 75)

- начальная производительность, м3/сут;

- вязкость жидкости, м²/с;π

- длина плунжера, м;

– диаметр плунжера, м;

Н – напор, создаваемый насосом, м;

- длина хода, м;

- износ цилиндра.

Рисунок 75 – График для определения параметра износа

Из формулы (283) следует, что продолжительность работы насоса вплоть до прекращения подачи зависит от следующих факторов:

а) износостойкости (или износа плунжера и цилиндра, характеризуемых коэффициентами А_ц и ; б) длины плунжера ; режима откачки, т.е. значений , , n; г) условий эксплуатации – кинематической вязкости откачиваемой жидкости и высоты подъема (напора) жидкости Н.

Оценка каждого из этих факторов может быть произведена, если мы зададимся одним из них для двух сравниваемых насосов, предположив все остальные данные одинаковыми.

Например, если мы хотим оценить влияние износостойкости цилиндров двух насосов на продолжительность их работы в скважине при прочих равных условиях, заранее условимся, что износостойкость цилиндра насоса 2 меньше износостойкости насоса 1 в 2 раза, т.е.

.

Кроме того примем, что и ;

По графику (рисунок 75) находим значения 𝜓 для каждого из насосов n, подставив их в формулу 274, получим:

Следовательно, продолжительность работы насоса с более прочным цилиндром (в нашем примере насос 1) в 2 раза выше.

Ну а как влияет длина плунжера на срок работы насоса. Очевидно, формула 274 примет вид

Приняв длину плунжера насоса 1 вдвое большей, чем у насоса 2, для насоса 1, для насоса 2; m₁=0.1 - одинаковый для обоих насосов получим по графику: