РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБРЫВОВ ПО ДЛИНЕ КОЛОННЫ ШТАНГ

 

Исследованиями,          выполненными          в            НГДУ

«Бугурусланнефть», установлено, что распределение обрывов по длине колонны штанг не подчиняется закономерностям, по которым наибольшая аварийность приходится на верхнюю часть колонны для насосов с диаметрами 32 и 43 мм. Для насосов среднего диаметра распределение обрывов по колонне распределяется равномерно.

Установлено, что в ЦДНГ-1 93 % обрывов штанг диаметром 19 мм и 48 % - диаметром 22 мм происходит в нижней третьей части колонны. На установках ШСНУ ЦДНГ-4 НГДУ «Бугу­русланнефть» эти данные выглядят так: в нижней третьей части происходит 63 % обрывов штанг диаметром 19 мм. Расчеты показывают, что на колонну штанг в ЦДНГ-1 действует среднее приведенное напряжение, равное 45 МПа, а в ЦДНГ-4 - 35 МПа, что значительно ниже допустимых значений для сталей, из которых изготовлены штанги.

Следовательно, в условиях НГДУ «Бугурусланнефть» в нижней части колонны действуют разрушающие силы, которыми являются силы, сосредоточенные у плунжера, направленные против движения штанг при ходе их вниз и вызывающие сжатие нижней части штанговой колонны.

Известно, что штанги переносят растягивающие нагрузки лучше, чем сжимающие. При движении вниз колонна встречает сопротивление жидкости в цилиндре, трение плунжера о цилиндр и штанг о жидкость. Возможно возникновение ударных нагрузок при различных скоростях движения колонны и жидкости.

Перечисленные факторы ведут к интенсивному сжатию и возникновению продольного изгиба штанг, которые вызывают резкое повышение напряжений, вызывающих обрыв.

Суммарная сила, вызывающая продольный изгиб штанг, Gj,3r определяется по формуле [43, 45 и др.]

 

G» =oazp./,6+»>I.-/jH^L)^iLJ,    (2.15)

где L - глубина спуска колонны штанг, м; рж - плотность жидкости, кг/м3; f^ - площадь поперечного сечения штанг, см2; пк - число нагнетательных клапанов; FnjI - площадь сечения плунжера, см2; /о - площадь сечения седла клапана, см2; (д, - кинематическая вязкость жидкости, м2/с; d - диаметр плунжера, см; do - диаметр отверстия в седле клапана, см.

Выполненные по ряду скважин НГДУ «Бугурусланнефть» расчеты показали, что сила, вызывающая продольный изгиб, достигает значений, превышающих допустимую. Это обстоятельство подтверждает полученные данные о распределении обрывов штанг по длине колонны.

Приведенный анализ позволил установить:

1) на некоторых скважинах наземное и подземное оборудование по своим характеристикам не соответствует его добывным возможностям;

2) не    всегда    режим    работы    оборудования    является

 

оптимальным для системы пласт - насос;

 

3)        продольный    изгиб    колонны    следует   устранять   или
уменьшать  с  помощью  тяжелого  низа  или  других  известных
технических средств.

Промысловые исследования и теоретические расчеты, выполненные на объектах НГДУ «Бугурусланнефть», позволили наметить план конкретных мероприятий, реализация которого в последующем позволила улучшить технико-экономические показатели работы фонда скважин, эксплуатируемых ШСНУ.