Научно-технический журнал

«Нефтепро-
мысловое дело»

ISSN 0207-2351

Нефтепромысловое дело
№ 2 (650), Февраль 2023 г.
Назад в номер Заказать статью в электронной библиотеке
Нераскрытые свойства инерционных сил колонны насосных штанг в динамограммах скважинных штанговых насосных установок

УДК: 622.276.53
DOI: 10.33285/0207-2351-2023-2(650)-29-34

Авторы:

ИШМУРЗИН АБУБАКИР АХМАДУЛЛОВИЧ1,
ИШМУРЗИНА НАЗЫРА МУХАМЕДЖАНОВНА2,
МУСТАФИН ВАЛЕРИЙ ЮРЬЕВИЧ3
1 Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия
2 Башкирский государственный университет, Уфа, Россия
3 Башнефть-добыча, Уфа, Россия

Ключевые слова: вертикальная линия в динамограмме, исходное состояние колонны штанг, вынужденные и собственные колебания колонны насосных штанг, удлинение хода плунжера от действия инерционных сил

Аннотация:

На всех современных динамограммах скважинных штанговых насосных установок (СШНУ) при смене направления хода полированного штока имеются вертикальные линии, по всей вероятности относящиеся к инерционным силам. При смене направления хода колонны штанг возникают два вида инерционных сил, различных по своей природе, – вынужденные и собственные колебания. Вынужденные колебания генерируются действием станка-качалки, а собственные – упругостью колонны штанг, реагированием на снятие сжимающей нагрузки после открытия нагнетательного клапана при ходе вниз. Аналогичный процесс происходит и при ходе колонны штанг вверх, когда после открытия всасывающего клапана растягивающая нагрузка ослабевает.

Причастность к появлению вертикальных нагрузок в динамограмме от действия сил вынужденных и собственных колебаний не должна вызывать разночтений. Однако проблема "вертикальных линий" в научных трудах не обсуждается или обходится общими рассуждениями, что в большей степени относится к вынужденным колебаниям. Концепция выяснения ситуации с вертикальной линией авторами ставится более широко: от выяснения свойств колебаний до их успешного сочетания с основными процессами. Эти задачи решены поэтапно.

Первая задача заключалась в выяснении причины появления вертикальной линии. Если она появляется в момент остановки полированного штока при подходе к нижней точке – это действие инерционных сил замедления движения колонны штанг; если в момент начала движения полированного штока вверх – это действие инерционных сил ускорения; если в момент "простоя" станка-качалки (СК) – это действие сил собственных колебаний. Проверка данного постулата реализована снятием динамограммы с приостановкой работы СК в ее нижнем положении.

Вторая задача заключалась в дифференциации сил вынужденных и собственных колебаний в динамограмме, третья – математическое сопровождение методики исследований. По результатам проведенных исследований выявлены нераскрытые до настоящего времени свойства инерционных сил колонны штанг в динамограммах СШНУ.

Список литературы:

1. Адонин А.Н. Добыча нефти штанговыми насосами. – М.: Недра, 1979. – 213 с.

2. Белов И.Г. Исследование работы глубинных насосов динамографом. – М.: Гостоптехиздат, 1960. – 128 с.

3. Вирновский А.С. Теория и практика глубинно-насосной добычи нефти // Избранные труды ВНИИ. – М.: Недра, 1971. – 183 с.

4. Щуров И.В. Повышение эффективности эксплуатации скважин за счет оптимизации кинематических характеристик штанговых насосов: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.17. – Самара, 2002.

5. Ишмурзин А.А., Галимов А.М., Мустафин В.Ю. Результаты промысловых испытаний скважинного штангового насоса с дополнительным клапаном в верхней части цилиндра // Нефть, газ и бизнес. – 2014. – № 7. – С. 29–33.

6. Ишмурзин А.А., Мустафин В.Ю., Ишмурзина Н.М. Математическая модель скважинного штангового насоса с отсекающим клапаном в верхней части цилиндра // Всерос. науч.-техн. конф. 75 лет нефтяному образованию в Республике Башкортостан: тезисы докл. Всерос. науч.-техн. конф. посвящ. 70-летию УГНТУ. – Уфа, 2018. – С. 96.

7. Ишмурзин А.А., Ишмурзина Н.М., Мустафин В.Ю. Математическая модель скважинного штангового насоса с отсекающим клапаном в верхней части цилиндра // Нефтепромысловое дело. – 2019. – № 3. – С. 40–44. – DOI: 10.30713/0207-2351-2019-3-40-44

8. Пат. 2184844 Рос. Федерация, МПК Е21В 47/00. Устройство для контроля работы глубинного штангового насоса / В.А. Кузнецов, В.М. Люстрицкий, И.В. Щуров. – № 2001112064/03; заявл. 03.05.2011; опубл. 10.07.2002, Бюл. № 19.

9. Люстрицкий В.М. К расчету гидродинамического трения штанг в насосном нефтяном подъемнике // Нефтепромысловое дело. – 2001. – № 8. – С. 19–21.

10. Ishmurzin А.А., Mustafin V.U. Effective course of pumping of a well rod pump // Published under licence by IOP Publishing Ltd AGRITECH-VI-2021 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 981 (2022) 032064 IOP Publishing doi:10.1088/1755-1315/981/3/032064/1