Тема: Системы динамометрирования УШГН

Автоматический анализ формы динамограммы и вычисление дебита скважины с ШГН по форме динамограммы позволяют решать значительное количество задач по оптимизации процессов нефтедобычи. Наиболее известные и актуальные:

· Прогноз неисправностей оборудования.

По форме динамограммы автоматически вычисляются качественные коэффициенты, описывающие вероятности различных неисправностей насосного оборудования. Архивирование данных коэффициентов и анализ тенденций изменения их за длительный промежуток времени позволяют прогнозировать необходимую очередность обслуживания и ремонтов.

· Экономия энергоресурсов на малодебитных скважинах.

Скважина переводится в режим периодической откачки, но конец откачки определяется по срыву подачи, вызванного увеличением газового фактора после опускания динамического уровня до приема насоса. Срыв подачи вычисляется автоматически по форме динамограммы. Кроме прямой экономии электроэнергии, увеличивается межремонтный период эксплуатации скважины ввиду исключения холостой работы насоса.

· Построение кривой восстановления давления (КВД)

в скважинах методом переменных периодов накопления. В результате строится график, по которому геолог может установить оптимальный режим откачки данной скважины. Основное достоинство данного метода- полная дистанционность и автоматизация, не надо многократно выезжать с приборами на скважину.

· Корреляция колебаний дебита

с изменениями в системе ППД позволяют скорректировать режимы эксплуатации отдельных скважин при анализе детального графика дебитов.

· Сокращение затрат на профилактические работы:

увеличение межремонтного периода; устранение затрат времени на проверку хорошо работающих скважин; сокращение затрат на поиск неисправности, так как ремонтникам предположительно известна причина аварии.

· Увеличение объема продукции:

контроль длительности периодов откачки в течении времени позволяет вовремя определить износ насоса или утечки в НКТ, исключая тем самым потери продукции из-за холостой работы насоса; сокращение простоев из-за аварийных ремонтов приводит к получению максимального объема продукции. Достигается режим рациональной эксплуатации продуктивного пласта.

· Непрерывный технологический контроль фактического энергопотребления каждой автоматизированной скважины при одновременном замере дебита позволяет вычислять удельные энергозатраты на тонну добытой нефти.

Все современные системы динамометрирования можно подразделить:

1) по способу установки:

– переносные;

– стационарные.

2) по конструктивному исполнению:

- измерительные комплексы;

- моноблочные приборы;

3) по месту расположения измерительных преобразователей:

а) датчика усилия:

- на штоке,

- между траверсами канатной подвески;

б) датчика положения (перемещения):

- на балансире станка-качалки,

- на валу кривошипа;

4) по производителю:

- отечественные;

- зарубежные.

Переносные диагностические комплексы, как правило, включают в себя датчик усилия, измеряющий поперечную деформацию полированного штока, датчик перемещения, выполненный на основе измеряющего ускорение акселерометра, и портативный контроллер для записи данных и последующего их сохранения на ЭВМ.

Достоинствами таких систем являются:

1) малые затраты на проведение исследований (одним комплектом оборудования можно контролировать несколько скважин);

2) во-вторых, простота установки датчиков (не требующая во многих случаях остановки процесса откачки);

3) отсутствие необходимости в телеметрических каналах передачи данных.

Недостатками переносных систем являются:

1) относительно низкие метрологические характеристики, не позволяющие с высокой степенью достоверности воспроизвести исходную форму динамограммы (усилие и перемещение измеряются косвенными методами и зависят от целого ряда факторов)

2) невозможность осуществлять непрерывный контроль.

В случае стационарной системы наиболее корректным является расположение датчика усилия между траверсами канатной подвески, так как в этом случае усилие прикладывается непосредственно к измерительному преобразователю, исключая промежуточные элементы. Неудобствами, связанными с необходимостью разгрузки траверсы, можно пренебречь, так как монтаж датчика усилия производится только при первичной установке и после ремонтов скважин.

Для развертки динамограмм используются как датчики положения, так и датчики перемещения. В стационарных системах целесообразно использовать датчик положения, фиксирующий нижнюю и верхнюю мертвые точки хода штока. Выбор именно датчика положения, а не перемещения, обуславливается тем, что датчики перемещения с необходимыми метрологическими характеристиками получаются неоправданно дорогими для массового оснащения ими всех контролируемых скважин. Встроенные во многие системы датчики перемещения на основе интегральных акселерометров не позволяют определить параметры движения штока с необходимой точностью, особенно при низких частотах качаний и небольших амплитудах.

Еще одним необходимым элементом стационарной системы динамометрирования является контроллер, осуществляющий съем информации с датчиков и ее передачу на диспетчерский пункт по телеметрическим каналам. Информация может передаваться по проводным линиям, по радиоканалу или с использованием линий электропередачи.

Выбор конкретного способа передачи определяется в каждом конкретном случае наличием каналов телемеханики, удаленностью от диспетчерского пункта, рельефом местности и другими параметрами.

Среди отечественных систем динамометрирования следует выделить диагностические комплексы производства ООО «Микон» (г. Набережные Челны), НПФ «Интек» (г.Уфа), ТНПВО «Сиам» (г. Томск), НПП «Грант» (г. Уфа) и другие.

ООО «Микон» выпускает динамографы как с накладными, так и со встраиваемыми междутраверсными датчиками нагрузки. В обоих случаях перемещение определяется при помощи акселерометра. Датчик междутраверсной установки может иметь цифровой или токовый выходной сигнал.

Выпускаемая НПП «Грант» стационарная система динамометрирования ДДС-04 состоит из тензорезисторного датчика усилия междутраверсной установки и устанавливаемого на валу кривошипа датчика положения, фиксирующего моменты прохождения штоком нижней и верхней

мертвых точек. Датчик усилия содержит три цилиндрических упругих элемента, расположенных в направляющих колодцах корпуса по окружности под углом 120. Такая конструкция обеспечивает высокую чувствительность измерения усилия и независимость результатов измерения от неплоскостности опорных поверхностей. Все элементы системы ДДС-04 имеют взрывобезопасное исполнение.