Шкив. шкив. 3 Рекомендации по подбору штанговой колонны
 Скачать 171.63 Kb.
|
|
3.2.Рекомендации по подбору штанговой колонны Основной задачей подбора штангового насоса является выбор такой его теоретической производительности и глубины спуска, при которых будет достигаться максимальный дебит установки при соблюдении всех ограничений и условий. Одним из основных элементов УШГН является колонна штанг, конструкция которой во многом определяет режим работы насосной установки. С целью снижения вероятности обрыва штанговой колонны рекомендуется следующее: 1. При подборе насосной установки выбирать диаметр насоса и частоту качаний минимально необходимыми для обеспечения заданной производительности установки при максимальной длине хода привода. 2. При внедрении трёхступенчатой штанговой колонны рекомендуемая длина третьей ступени (утяжелённого низа) – 70-100 м, адиаметреёдолженсоответствовать диаметру первой ступени. 3. Диаметр и класс штанг (группа прочности) подбираются в зависимости от расчётного напряжения в штангах. Эту величину можно определить расчётным способом по методике К.Р.Уразакова, реализованной в КИС «АРМИТС» или с использованием рекомендованной Инженерным центром программы. 4. Учитывая, что в ОАО «Татнефть» находится в эксплуатации большое количество штанг, отработавших больше нормативного срока, при подборе штанговых колонн из бывших в употреблении штанг целесообразно обеспечивать повышенные коэффициенты запаса прочности. 5. При каждом подземном ремонте и существенном изменении условий эксплуатации необходимо проводить проверочный расчет подбора скважинного насосного оборудования. При выборе конструкции штанговых колонн, отработавших длительные сроки (более шести лет), принять допустимое приведённое напряжение в штангах для установок с насосом: • Н-29 и 32 мм — 40 Н/мм2; • Н-38 и 44 мм — 46 Н/мм2; • Н-57 и 70 мм — 50 Н/мм2. При невозможности выполнения данного условия для предотвращения уста- лостного обрыва провести полную замену штанговой колонны на новую. 6. При внедрении новых подвесок штанговых колонн обеспечить выполнение следующих рекомендаций: • не допускать составления одноступенчатых или отдельных ступеней многоступенчатых колонн из штанг различных марок или класса; • значение величины допускаемого приведённого напряжения при расчёте штанговых колонн не должно превышать 0,9 от [σприв]; • для обеспечения качественного учёта на каждый комплект штанг оформить паспорт; • обеспечить эксплуатацию колонны штанг в течение всего срока службы на одной скважине; • производить замену при необходимости только комплектами с выдачей гарантийного паспорта; • не допускать в случае обрыва штанговой колонны установку случайной или находившейся в работе штанги (полуштанги) на место оборвавшейся. 7. Соответствие марки стали, применяемой для изготовления штанг, классу штанг (группе прочности) по стандарту API и условиям их эксплуатации представлено в табл. 3.5. Таблица 3.5. Область применения насосных штанг и значения допускаемого приведённого напряжения Показатели штанг Класс штанг по материалу (стандарт API) Условия эксплуатации штанг Марка стали Вид термической обработки Группа коррозионности продукции, нефтяных скважин Диапазон условных размеров насосов, мм Допускаемое приведённое напряжение в штангах, Н/мм2, не более 40 Нормализация С Некоррозионная От 27 до 95 69 Нормализация с последующим поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ Д От 27 до 51 118 От 57 до 95 98 20Н2М Нормализация К Некоррозионная От 27 до 95 88 Среднекоррозионная (с присутствием Н 2 S) 59 Нормализация с по- следующим поверх- ностным упрочнени- ем нагревом ТВЧ Д Некоррозионная От 27 до 51 127 От 57 до 95 108 Среднекоррозионная (при отсутствии Н 2 S) От 27 до 95 98 30ХМА Нормализация и вы- сокий отпуск с по- следующим поверх- ностным упрочнени- ем ТВЧ Д Некоррозионная От 27 до 51 127 От 57 до 95 108 Среднекоррозионная От 27 до 95 88 15Н3МА Нормализация К Высококоррозионная (с присутствием Н 2 S) От 27 до 95 118 Нормализация с по- следующим поверх- ностным упрочнени- ем нагревом ТВЧ Д Некоррозионая От 27 до 51 167 От 57 до 95 147 Среднекоррозионная (с присутствием Н 2 S) От 27 до 95 118 15Х2НМФ Закалка и высокий отпуск или нормали- зация и высокий от- пуск Д Некоррозионная От 27 до 95 98 Среднекоррозионная (при отсутствии Н 2 S) От 27 до 95 88 15Х2ГМФ Закалка и высокий отпуск или нормали- зация и высокий от- пуск Д Некоррозионная От 27 до 95 98 Среднекоррозионная (при отсутствии Н 2 S) От 27 до 95 88 14X3ГМЮ То же Д Некоррозионная От 27 до 95 98 Среднекоррозионная (с присутствием Н 2 S) От 27 до 95 88 3.3. Расчёт фактического приведённого напряжения на штанговую колонну по динамограмме Для проверки правильности подбора ГНО необходимо определять факти- ческое напряжение в штангах. Эту величину можно определить расчётным спо- собом или по динамограмме по формуле Одинга: () а мах пр σσσ⋅ = , (3.11) где а σ = ( мах σ - min σ ) / 2 - амплитуданапряжений мах σ , min σ - максимальныеиминимальныенапряжения мах σ = Р мах / F шт ; min σ = Р мin / F шт , где Р мах и Р мin –максимальнаяиминимальнаянагрузка (подинамограм- ме), F шт –площадьпоперечногосеченияштангпервойступени. Пример Нагрузки по динамограмме: Р мах = 5000 кг (50000 Н) Р мin = 1700 кг (17000 Н) D шт = 22 мм –диаметрштангпервойступени Необходимо учесть, что часть нагрузки, действующей на полирован- ный шток, обусловлена повышенным трением сальников, которая состав- ляет около 2000 Н при ходе вверх и столько же при ходе вниз. Поэтому при выполнении расчётов нужно от максимальной нагрузки Рмах вычесть 200 кг, а к минимальной Рмin –добавить 200 кг (2000 Н). F шт = π· D 2 / 4 = 3,14 · 22 2 / 4 = 380 мм 2 – площадьштанги мах σ = (50000-2000) / 380 = 126,3 Н / мм 2 min σ = (17000+2000) / 380 = 50 Н / мм 2 а σ = (126,3 – 50) / 2 = 38,2 Н / мм 2 () 2 , 38 3 , 126 ⋅ = пр σ = 69,5 Н / мм 2 Восстановление работоспособности скважин без проведения подземного ремонта 4.1. Общие сведения Одной из основных причин выхода скважин из строя является неисправность или отказ глубинного насоса. Основными причинами прекращения или снижения подачи насосных установок наряду с износом или коррозией элементов насоса являются следующие: - отложение асфальтосмолосодержащих веществ в клапанных узлах; - засорение насоса « плавающим» мусором и материалом футеровки НКТ; - образование высоковязкой эмульсии. В этих случаях технология комплексного « реанимирования» скважин (получившая упрощённое название «реанимация») –являетсявысокоэффективным средством, позволяющим восстанавливать работоспособность УШГН без проведения подземных ремонтов. Идея «реанимирования» скважин возникла и была опробована в 1993 году, когда специалистами НГДУ «Альметьевнефть» был разработан и изготовлен универсальный накидной шкив электродвигателя, позволяющий оперативно увеличить частоту качаний СК. Несмотря на достаточно высокую эффективность (около 40%), данный метод имеет ряд недостатков - трудоёмкость установки, ограниченность применения по диаметру шкива и нерегулируемость (только двукратное увеличение числа качаний от первоначального).  Рис.4.1. Монтаж универсального шкива Как следствие, охват существующего парка станков-качалок реанимацией универсальным шкивом составляет не более 80%. Кроме того, из-за низкой мобильности при использовании универсальных шкивов и промывок ГНО увеличивается время простоя в ожидании этих видов реанимации, что приводит к дополнительным недоборам нефти. На современном этапе наиболее целесообразным и экономически выгодным является применение переносных станций с преобразователем частоты (СУСК) или частотных регулируемых электропреобразователей (ЧРЭП) для изменения числа качаний СК. К основным преимуществам частотного РЭП можно отнести следующие: - мобильность, быстрота и безопасность подключения. - 100% охват фонда скважин, в том числе оборудованных цепными приводами, в то время как охват фонда универсальными шкивами составляет не более 80% из-за ограниченности применения по диаметру шкива редуктора. |