viagra super force

+7(495) 123-XXXX  г. Москва

Выпуски журналов

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

А.А. Малюгин,  (Соискатель, Санкт-Петербургский государственный университет)

Д.В. Казунин,  (Д.т.н., доцент, главный научный сотрудник, Санкт-Петербургский государственный университет)

Серия «Естественные и Технические науки» # ЯНВАРЬ  2017

Скважинный штанговый насос
Предложена математическая модель динамики штанг и гидравлики цилиндра глубинной насосной установки для тренажерной системы реального времени. Модель учитывает содержание свободного газа в нефти на приеме насоса. На выходе модели получается динамограмма нагрузки на конце полированного штока. Представлены расчётные динамограммы, соответствующие штатному режиму работы насоса, а также работе с осложнениями или неисправностями.

Ключевые слова: Скважинный штанговый насос, полированный шток, газовое число, динамограмма.

 

Введение

Активное развитие нефтедобывающей отрасли, усложнение процессов бурения и добычи углеводородов требует качественной подготовки персонала. Это касается и подготовки операторов оборудования освоения скважин. Одним из способов добычи нефти из скважин является использование скважинного штангового насоса (СШН). Особенно актуально их применение для малодебитных скважин. Одним из основных инструментов контроля и диагностирования осложнений в процессе эксплуатации скважины штанговым насосом является динамометрия СШН, которая представляет собой получение диаграммы зависимости нагрузки на полированном штоке от положения его верхнего конца [1, 2, 3, 5].

Одним из направлений подготовки персонала является использование тренажерных систем реального времени, имитирующих рабочую среду для обучаемого. Важнейшей частью тренажерной системы являются математические модели объектов и процессов. Математическое модели могут использоваться в средствах обучения операторов или ознакомления с принципами работы установки. В данной статье описывается математическая модель динамики штангового насоса, позволяющая получить динамограммы на штоке в штатном режиме и при появлении осложнений разного типа. Данная модель использована в тренажере эксплуатации и освоения скважин. В работе внимание сосредоточено на математическом моделировании динамики штанг глубинного насоса и гидравлики цилиндра насоса.

На модель, работающую в составе тренажерной системы, налагается ряд специальных требований:

  • Параметры системы могут задаваться в широком диапазоне значений. Колонна штанг может конфигурироваться из различных частей и материалов с разными свойствами. Глубина скважины может достигать нескольких километров.
  • Модель должна имитировать определенный набор эффектов, имеющих место при эксплуатации реального оборудования. Должны воспроизводиться колебательные процессы, связанные с движением колонны с учетом наличия жидкости, ее газовым числом на приеме насоса.
  • Модель может работать как в реальном времени, так и в ускоренном режиме. Причем на одной вычислительной машине класса intel core i5 может запускаться параллельно до 6 моделей для скважин и насосов разной конфигурации.
  • Одним из результатов моделирования должна быть динамограмма полированного штока. Все расчетные величины должны быть адекватными в сравнении с реальными данными.
  • Важны аспектом обучения является отработка действий во внештатных ситуациях. Поэтому функциональность модели должна включать имитации осложнений и неисправностей: утечки и засорения в всасывающей и нагнетательной частях, прихват плунжера, низкая посадка плунжера и его заедание в верхней части цилиндра, влияние свободного газа в поступающей в цилиндр жидкости.

На рис. 1 представлена принципиальная схема СШН. Основными частями установки являются система штанг, плунжер, движущийся внутри цилиндра, всасывающий и нагнетательной клапан, насосно-компрессорные трубы (НКТ). Верхний конец штанг приводится в движение станком-качалкой [1, 2].

Исходя из требований к функциональности тренажера, была выбрана модель длинного упругого стержня в скважине. Движение верхнего конца колонны штанг задается через частоту и длину хода полированного штока. Сделаны следующие допущения:

  • Свободный газ, поступающий в объем под плунжером на приеме насоса , далее не растворяется и не выделяется в жидкости.
  • Рассматривается только растяжение колонны штанг, НКТ считаются абсолютно твердыми.
  • Скважина, НКТ и колонны штанг считается строго вертикальной. Эффекты изгиба НКТ не рассматриваются.
  • Игнорируется трение муфт соединения штанг и других узлов о стенки НКТ, кроме трения плунжера о стенку цилиндра насоса.

Читать полный текст статьи …


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Мищенко И. Т. Скважинная добычи нефти. М.: Нефть и газ, 2003. 816 с.
2. Щуров И. В. Технология и техника добычи нефти. М.: Недра, 1983, 510 с.
3. Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Скважинные насосные установки для добычи нефти. М.: Нефть и газ, 2002. 824 с.
4. Ковшов В. Д., Сидоров М. Е., Светлакова С. В. Моделирование динамограммы станка-качалки. Утечки в клапанах // Нефтегазовое дело. 2005, Т. 3, с. 47-54.
5. Ковшов В. Д., Сидоров М. Е., Светлакова С. В. Моделирование динамограммы станка-качалки. Нормальная работа насоса // Нефтегазовое дело. 2004, Т. 2, с. 75-81.
6. Лекомцев А.В. Оценка глубины подвески штанговых глубинных насосов в скважинах Уньвинского месторождения // Вестник ПНИПУ = State National Research Polytechnical University of Perm. Geology. Oil and Gas Engineering and Mining. Геология. Нефтегазовое и горное дело. - 2011. - № 1. - С. 85-93.
7. Топольников А.С. Моделирование динамических нагрузок на полированный шток станка–качалки при неисправностях в работе штангового насоса // Труды Института механики им. Р.Р. Мавлютова УНЦ РАН. - 2014. - № 10. – С. 95-101.
8. В. Б. Садов. Моделирование динамограмм с различными дефектами оборудования нефтяной скважины // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2013. – Т. 13. – № 1. – С. 16–25.
 



© 
А.А. Малюгин, Д.В. Казунин, Журнал "Современная наука: актуальные проблемы теории и практики".
 

 

 

 
SCROLL TO TOP

 Rambler's Top100 @Mail.ru