WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Практическое занятие №1.

Тема: Обработка данных исследования скважин с помощью эхолота ЭП1 и динамографа ДГМ3.

Используя данные, полученные с помощью эхолота, определить динамический уровень в скважине, при условии: скорость вращения каретки масштабного делителя vкар=100 мм/с, расстояние до репера Нр=250 м; расстояние прохождения звуковой волны до репера Тр=70 мм, а до уровня Тур=86 мм.

Определить забойное давление для первого режима работы скважины, при проведении эхолотометрии с использованием регулятора противодавления в затрубном пространстве для следующих исходных данных: относительная плотность газа в затрубном пространстве сг=0,8; средняя температура газа в затрубном пространстве Тср=290 К; коэффициент сверсжимаемости газа z =0,65; глубина забоя скважины L=1500 м; глубина спуска НКТ Lнкт=1000 м; затрубные давления изменялись от Р1=0,6 МПа до Р2=0,9 МПа; Тур1=900 мм; Тур2=1000 мм; скорость продвижения звуковой волны соответствует данным предыдущей задачи.

Расшифровать динамограмму работы УСШН и определить коэффициенты подачи насоса, наполнения, упругих деформаций и подачу насоса для следующих исходных данных:

глубина спуска насоса Lн=1000 м; насос НСН32; колонна штанг двухступенчатая, первая ступень диаметром d1=16 мм длиной L1=400 м, вторая – d2= 19 мм; длина хода полированного штока S=2,1 м; число двойных качаний балансира n=6 кач/мин;

средняя плотность газожидкостной смеси в скважине сж=800 кг/м3.

Теоретическая часть ИССЛЕДОВАНИЕ ГЛУБИННОНАСОСНЫХ СКВАЖИН Для исследования глубиннонасосных скважин применяют спе­циальные глубинные манометры — лифтовые, которые устанавливают под насосом. Такие манометры спускают в скважины на трубах вместе с насосом. Часовой механизм манометра заводится на длительное время (до 10 суток и более). За этот период проводят весь цикл ис­следования скважины.

Исследование насосной скважины с непосредственным замером забойных давлений глубинным манометром связано с остановками скважины и потерей добычи нефти.

Поэтому такие исследования на­сосных скважин проводят в исключительных случаях:

при необ­ходимости определения пластовых давлений в различных частях залежи для построения карт изобар или для разовой проверки дан­ных, полученных при исследовании скважин другими методами.

В большинстве случаев при исследовании глубиннонасосных скважин находят зависимость «дебит — динамический уровень» или определяют забойное давление по высоте динамического уровня жидкости в скважине.

Расстояние от устья до динамического уровня измеряют эхоло­том или маленькой желонкой, спускаемой на проволоке в затрубное пространство скважины при помощи лебедки (аппарата Яков­лева).

Широкое распространение получили различные эхометрические установки для замера динамического уровня, основанные на прин­ципе отражения звуковой волны от уровня жидкости в затрубном пространстве скважин.

Если у устья скважины создать выстрелом или воздушной хло­пушкой звуковую волну, то эта волна, распространяясь по стволу скважины, дойдет до уровня жидкости, отразится от него и в виде эхо снова возвратится к устью скважины.

Момент возбуждения и возвращения звуковой волны отмечается пером прибора на ленте, движущейся с постоянной скоростью. Умножив время, прошедшее от момента возбуждения до возвращения волны, на скорость звука, получают расстояние, которое прошла звуковая волна, равное удвоен­ной глубине уровня.

Из элементарной физики известно, что звуковые волны распро­страняются в различных газах со скоростью 250—400 м/с в зависи­мости от природы газа, его плотности и температуры.

Приборы для определения уровней в скважинах, построенные на принципе отражения звуковой волны от уровня жидкости, назы­ваются эхолотами или эхометрами. В НГДУ широкое распростра­нение получили эхолоты конструкции В. В. Сныткина.

Рис. 1. Схема эхометрической установки.

Эхолот состоит из пороховой хлопушки 1, представляющей со­бой тройник из сваренных под углом двух цельнотянутых труб. Открытый конец прямой трубы (колена хлопушки), на который на­винчен конус, при помощи резиновой трубки герметично вставляется в отверстие планшайбы на устье скважины. В верхнем конце этой прямой трубы имеется ударник — устройство для возбуждения взрыва пороха, заряд которого помещен в специальной гильзе. В средней части трубы находится пламегаситель 2, представляющий собой металлическую шайбу с мелкими отверстиями, которая, по­нижая температуру пороховых газов, предотвращает взрыв газовой среды в межтрубном пространстве скважины. Выстрел производят ударом руки по ударнику.



В другой трубе, приваренной под углом к прямой трубе, помещен термофон 3. Это вольфрамовая нить, по которой протекает постоян­ный электрический ток силой 0,2—0,3 А, нагревающий ее до тем­пературы 100° С. Термофон получает питание от батарейки напря­жением 3—6 В. Звуковые импульсы, воздействуя на вольфрамовую нить, вызывают изменение ее температуры, в результате чего изменяется сила тока в цепи термофона. Это изменение силы тока в цепи термофона передается через усилитель 4 регулятору 5, ко­торый фиксирует соответствующие пики на диаграмме 6, движущейся с постоянной скоростью от электромоторчика 7. Эхолот питается от сети напряжением 220 В.

При создании взрыва в хлопушке звуковая волна распростра­няется по стволу скважины со скоростью звука, отражается от уровня жидкости и снова возвращается к устью скважины, где улавливается тер­мофоном. Так как определение скорости распространения звука в газовой среде скважины связано со значительными техническими трудностями, на колонне насосных труб устанавливают отража­тели звука — реперы, расстояние от которых до устья скважины предварительно точно измеряют. Репер (рис.2) представляет собой патрубок длиной 300—400 мм, который приваривают к верхнему торцовому концу муфты насосной трубы и спускают в скважину ближе к уровню жидкости, но так, чтобы он не мог ока­заться под уровнем.

Рис. 2. Схема установки ре­пера.

1насосная труба; 2репер; 3стопорный винт; 4обсадная ко­лонна.

Рис. 3. Типовая эхограмма.

По времени прохождения звуковой волны до репера (что фикси­руется на эхограмме) определяют скорость звука в скважине и по ней уже находят глубину стояния динамического уровня.

Лента прибора движется с постоянной скоростью, равной 100 мм/с, и по измеренному расстоянию между пиками (отражение волн рисуется на эхограмме в виде пик) можно определить время прохождения звука до репера и до уровня (рис.

3).

ИЗМЕРЕНИЕ НАГРУЗОК НА ШТАНГИ (ДИНАМОМЕТРИЯ) Для измерения нагрузок на штанги и определения качественных показателей работы глубинного насоса применяют приборы, назы­ваемые динамографами. Эти приборы записывают на бумаге значения нагрузок на сальниковый шток за одно двойное качание (вверх и вниз) в виде диаграммы. Записанная диаграмма называется динамограммой.

Рис. 4. Схема устройства карманного динамографа ГДМ3.

Нагрузка на сальниковый шток определяется как параметрами насосной установки и режимом ее работы, так и состоянием насосного оборудования и характером работы отдельных его узлов. Например, при плохой работе нагнетательного клапана нагрузка от столба жид­кости будет восприниматься штангами частично или вообще не будет восприниматься. Таким образом, неисправности насосной установки и другие факторы, влияющие на работу оборудования, будут влиять на форму и размеры динамограммы, т. е. по динамограмме можно определить причину неисправности установки и своевременно при­нимать меры к ее устранению.

Будучи простым и удобным средством контроля за работой глубиннонасосного оборудования, динамографы нашли широкое при­менение. Известны динамографы гидравлические, механические, электрические. В НГДУ применяются гидравлические динамо­графы конструкции Г. М. Мининзона и др. На рис. 4 приведена принципиальная схема гидравлического карманного динамографа ГДМ3. Прибор состоит из двух основных частей: измерительной и самописца. Измерительная часть состоит из месдозы 11 и рычага 12. Полость 10 месдозы, заполненная жидкостью (спиртом или водой), перекрывается латунной или резиновой мембраной, на которую опи­рается поршень 9. Измерительную часть прибора вставляют между траверсами канатной подвески штанг, в которой растягивающие усилия штанг преобразуются в усилия, сжимающие месдозу. При этом рычаг 12 нажимает на поршень 9 и в полости месдозы создается давление, которое через капиллярную трубку 8 воспринимается манометрической геликсоидальной пружиной 7. При увеличении давления пружина разворачивается и прикрепленное к ней перо 6 чертит линию нагрузки. Бланк диаграммы прикреплен к столику 5 самописца. При движении динамографа вверх нить 1, прикреплен­ная одним концом к неподвижной части устьевого оборудования, сматывается со шкива 2, заставляя его вращаться вместе с ходовым винтом 3. При этом ходовая гайка (на рисунке не показана) вместе со столиком движется вверх по направляющим 4. В полости винта расположена спиральная возвратная пружина.





При ходе вверх пру­жина заводится, при ходе вниз — раскручивается и возвращает столик в первоначальное положение. Таким образом, столик с блан­ком повторяет движение сальникового штока в определенном мас­штабе. Длина записи хода сальникового штока зависит от диаметра шкива 2. Сменные шкивы позволяют записывать перемещения в мас­штабе 1 : 15, 1 : 30 или 1 : 45.

Для определения величины нагрузки по динамограмме динамо­граф предварительно тарируют при помощи разрывной или тарировочной машины. Динамографы ГДМ выпускают с пределами изме­рений 4000, 8000 и 10 000 кгс (т. е. от 40 до кН). Максимально допустимая погрешность прибора (по техническим нормам) состав­ляет +2%.

Простейшая теоретическая динамограмма работы глубинного насоса за один ход вверх и вниз имеет форму параллелограмма (рис. 5). По вертикальной оси отложены (в масштабе) нагрузки, дей­ствующие на сальниковый шток, а по горизонтальной (в масштабе) — перемещение сальникового штока. Нагрузка на шток по мере его перемещения вверх и вниз изменяется в следующем порядке.

Ход вверх. В конце хода вниз сальниковый шток и плунжер находятся в крайнем нижнем положении; при этом нагнетательный клапан насоса открыт, всасывающий клапан закрыт. На шток дей­ствует нагрузка только от штанг. Этому положению соответствует точка А на динамограмме. В момент начала движения сальникового штока вверх плунжер останавливается, нагнетательный клапан закрывается, и шток воспринимает нагрузку от штанг и столба жидкости в подъемных трубах. Под действием этой нагрузки штанги растягиваются, подъемные трубы разгружаются (давление столба жидкости в этот момент воспринимается плунжером) и сокращаются. В продолжение всего процесса растяжения штанг и сокращения труб плунжер остается неподвижным по отношению к цилиндру насоса, в то время как сальниковый шток перемещается на величину, равную сумме растяжения штанг и сокращения труб. Процесс восприятия штоком нагрузки от давления на плунжер столба жидко­сти записывается на диаграмме наклонной прямой АБ; линия Бб показывает величину перемещения сальникового штока в про­цессе действия нагрузки; она равна сумме величин растяжения штанг и сокращения труб. По окончании процесса восприятия нагрузки штангами начинается движение плунжера и открывается приемный клапан насоса; этому моменту на динамограмме соответствует точка Б. Дальнейшее движение сальникового штока и плунжера вверх до крайнего верхнего положения происходит при неизменной на­грузке; на динамограмме этот процесс изображается прямой БВ.

Рис. 5. Теоретическая динамограмма.

Нагрузка на сальниковый шток при этом движении равна силе тя­жести штанг, погруженных в жидкость, плюс нагрузка от давления столба жидкости на плунжер.

Ход вниз. В начале хода вниз всасывающий и нагнетатель­ный клапаны закрыты, сальниковый шток воспринимает нагрузку от штанг, погруженных в жидкость, и столба жидкости. Этому мо­менту соответствует точка В.

По мере движения сальникового штока вниз шток, штанги и плунжер разгружаются, передавая нагрузку на трубы, причем трубы растягиваются, а штанги сокращаются.

Плунжер остается непод­вижным по отношению к цилиндру насоса. Этот процесс на динамограмме изображается наклонной линией ВГ. Линия Гг на динамограмме определяет перемещение сальникового штока в процессе разгрузки; оно равно сумме величин сокращения штанг и растяже­ния труб. По окончании процесса разгрузки штока нагнетательный клапан открывается и начинается движение плунжера вниз;

этому моменту на динамограмме соответствует точка Г. Дальнейшее дви­жение сальникового штока и плунжера происходит при открытом нагнетательном клапане и неизменной нагрузке и изображается на динамограмме линией ГА. В точке А цикл возобновляется.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.