Исследование скважин, оборудованных ШСНУ

Исследование ШСНУ необходимо для изучения притока и построения индикаторной кривой, а также для изучения работы самого насоса и вывявления причин низкого коэффициента подачи.

Изменение отбора жидкости ШСНУ достигается либо изменением хода полированого штока перестановкой пальца шатуна на кривошипе, либо изменением числа качаний, сменой шкива на валу электродвигателя. В некоторых случаях можно изменить сменой размера насоса, однако эта оперция сложнее, так как требует осуществления спуско-подъемных работ на скважине.

При каждом изменении режима откачки после выхода скважины на установившийся режим,что определяется по стабилизации дебита, замеряется прямым или косвенным методом забойное давлениесозданы малогабаритные скважиные манометры диаметром 20-25 мм. Такие приборы могут быть спущены в межтрубное пространство скважины на стальной проволке через отверстие в планшайбе при эксцентричной подвеске НКТ на устье. Полученные таким образом данные о забойном давлении наиболее достоверны. Однако в глубоких искривленных скважинах, а также при малых зазорах в межтрубном пространстве бывают прихваты манометра и обрывы проволки. Для предотвращения этого используют так называемые лифтовые манометры, подвешиваемые к приемному патрубку ШСНУ и спускаемые в скважину вместе с НКТ. Эти манометры имеют часовой механизм с многосуточным заводом и фикситруют на бумажном бланке

динамику изменения давления на глубине спуска прибора в процессе трёх-четырехкратного изменения режимов откачки. Такой метод позволяет получить достаточно надежные результаты

 

исследования, однако он связан с необходимостью осуществления спуско-подъемных операций для спуска и подъема лифтового манометра. Поэтому эти замеры приурочивают к очередным

ремонтным работам на скважине или очередной смене насоса. В настоящее время лифтовые манометры по этой причине не находят применения.

К косвенным методам исследования скважины на приток относится замер глубины динамического уровня жидкости в межтрубном пространстве, устанавливающегося при том или ином режиме откачки специальными приборами – эхолотами.

Для выполнения измерения давления и уровня жидкости в затрубном пространстве скважины используется блок датчиков: эхометр, устанавливаемый на технологичесий патрубо устья скважины. В корпусе эхометра установлены аккустический датчик и датчик давления. Чувствительные элементы датчиков надежно изолированы от внешней агрессивной среды.

Эхометр, в зависимости от наличия, либо отсутствия избыточного давления, оснащается клапаном для стравливания порции газа или генератором акустического импульса («гармошка»)

Генератор импульса создает зондирующий сигнал, достаточный для эхометрирования практически любой скважины.

Обработка полученной эхограммы заключается в определении момента прихода отраженного импульса и пересчета полученного интервала времени в расстояние. Точность полученного результата прямо зависит от правильного определения скорости распространения зондирующего импулься в газовой среде затрубного пространства. Однозначных реомендаций по определению скорости не существуют, система предлагает пять вариантов:

- В режиме идентификации муфт НКТ;

- Расчет с учетом давления в затрубном пространстве;

- По таблице «давление-скорость»;

- Расчет с учетом химического состава газа в затрубном пространстве;

Динамографирование.

Снятие диаграммы нагрузки на полированный шток в зависимости от хода называется динамометрией ШСНУ. Она осуществляется силоизмерительным регистрирующим прибором -динамометром.

Сопоставление снятой на ШСНУ динамограммы с теоретической позволяет выяснить отклонение от нормальной работы установки в целом и дефекты в работе самого ШСН.

Регулярное обследование ШСНУ является обязательным, так как позволяет своевременно

предотвратить более серьезные осложнения. Динамограмма, кроме того, позволяет уточнить

 

 

режим откачки и по возможности его улучшить.

Известны динамографы механические, гидравлические, электрические, электромагнитные, тензометрические и другие. Однако наибольшее распространение получили гидравлические динамографы, в которых нагрузка передается на полированный шток. Динамографирование является основным методом контроля за состоянием глубинно-насосного оборудования ШСНУ. Динамографирование осуществляется с помощью различных типов динамографов, подразделяющихся по принципу действия преобразующего устройства на гидравлические (ИКГН-1, ГДМ-3) и электронные («Эхометр», Микон, Квантор, Сиддос).

Измерение нагрузок на устьевом штоке возможно двумя способами:

- Для количественного динамометрического анализа необходимы данные высокой степени точности, которые можно получить с помощью стационарного калиброванного датчика, измеряющего механическое напряжение; он устанавливается между траверсами канатной подвески исследуемой скважины;

- Для получения качественной информации, позволяющей судить об эффективности работы насоса и выявлять (диагностировать) некоторые неисправности подземного оборудования, используется С-образный облегченный датчик-струбцина, прикрепляемый при помощи зажима непосредственно к устьевому штоку. Такой датчик называется накладным. Принцип действия накладного датчика основан на замере изменения диаметра устьевого штока при изменении нагрузки.

На рисунке 2, а показана простейшая динамограмма нор­мальной работы насоса, которая имеет форму правильного па­раллелограмма. Силы трения направлены против движения, поэтому при ходе вверх они увеличивают нагрузку, а при ходе вниз — уменьшают. Инерционные нагрузки вызывают «инерци­онный поворот» динамограммы относительно нормального ее положения (рисунок 2, б). Волнистый характер линий обуслов­лен колебательными процессами в штангах

(рисунок 2, в). При значительных динамических нагрузках надежная расшифровка динамограмм из-за сложного их вида затруднительна. В таких условиях представляет интерес получение скважинных дина­мограмм, соответствующих нижнему концу штанговой колонны.

Рисунок 2. Динамограммы работы штангового насоса с учетом статических нагрузок и

сил трения (а), инерционных (б) и динамических (в) нагрузок В. м. т. и Н. м. т. – соответственно

верхняя и нижняя мертвые точки (стрелками показан ход записи динамограммы)

На рисунке 3 представлены практические динамограммы работы штангового насоса

Рисунок 3. Практические динамограммы работы штангового насоса:

а)-нормальная тихоходная работа; б)-влияние газа; в)-превышение подачи насоса над притоком в скважину; г)-низкая посадка плунжера; д)-выход плунжера из цилиндра не вставного насоса; е)-удары плунжера о верхнюю ограничительную гайку вставного насоса; ж)-утечки в нагнетательной части; з)-утечки во всасывающей части; и)-полный выход из строя нагнетательной части; к)-полный выход из строя всасывающей части; л)-полуфонтанный характер работы насоса; м)-обрыв штанг (пунктиром показаны линии теоретической динамограммы).

Практические динамограммы по виду всегда отличаются от тео­ретической, сопоставление с которой позволяет выявить де­фекты и неполадки в работе установки и насоса (рисунок 3).

Осложнения в эксплуатации насосных скважин обусловле­ны большим газосодержанием на

приеме насоса, повышенным содержанием песка в продукции (пескопроявлением), наличи­ем высоковязких нефтей и водонефтяных эмульсий, существен­ным искривлением ствола скважины, отложениями парафина и минеральных солей, высокой температурой и др.

В нефтепромысловой практике большое распространение получили электронные системы диагностирования механизированных скважин. Они позволяют производить следующие виды исследований:

- Определение уровня жидкости в скважине;

- Измерение величины затрубного давления;

- Снятие рабочих динамограмм;

- Измерение потребления электроэнергии двигателем СК;

- Формирование и энергонезависимое хранение отчета о проведенных исследованиях;

- Построение и графическое отображение снятых динамограмм, эхограмм и токовых нагрузок на экране дисплея;

- Ввод отчетов в персональный компьютер с целью их дальнейшей обработки.

Наличие в составе электронных систем персональных компьютеров типа «Note Book» или микропроцессоров, а также применение малогабаритных принтеров, дает возможность проводить полную обработку информации в полевых условиях с выдачей рекомендаций по оптимизации режима эксплуатации скважин и уравновешенности СК.