МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

Расчёт и подбор штанговой колонны

После определения параметров откачки (D, S, n, Hн) можно переходить к просчёту и подбору штанговой колонны равнопрочной по длине. Штанговая колонна рассчитывается с учетом сил граничного и вязкого трения. Если данные о вязкости откачиваемой среды в полости НКТ отсутствуют, то для определения эффективной вязкости водогазонефтяных эмульсий применяется расчетный метод по собранным данным в рамках промысловых исследований. При откачивании вязких нефтей из скважин с условно вертикальным профилем нагрузки на штанги формируются преимущественно от вязкости продукции, а в скважинах с наклонным профилем к ним прибавляются силы полусухого трения штанг в плунжерной паре и о трубы, причем силы гидродинамического трения дают прирост составляющей полусухого трения по причине повышения натяжения штанг, которые располагаются выше или ниже деформированного участка.

В скважинах с наклонным профилем силы трения в подземной составляющей штанговой установки способны достигать существенных значений, поэтому скорость движения штанговой колонны вниз уменьшается, и при высоких скоростях откачивания полированный шток отстает от головки балансира, приводя к удару плунжера и снижая надежность колонны штанг. Приняв,что штанга и головка балансира станка-качалки при перемещении вниз двигаются синхронно, рассчитывается допускаемая скорость откачивания.

По скважинам Самотлорского месторождения сформирована зависимость η = f(p_пр) для групп скважин с отличающимися дебитами и построены графические зависимости по средневзвешенным значениям коэффициентов подачи и давлений на приемах насосов на основании статистических данных для различной производительности скважин.

Q = 0-5 м3/сут η = pпр/(10,47 + 0,52pпр)	Q = 5-10 м3/сут η = pпр/(0,868 + 3,044pпр)	Q = 10-20 м3/сут η = pпр/(0,36 + 2,042pпр)	Q = 2-40 м3/сут η = pпр/(0,232 + 1,161pпр)

Графики аппроксимированы функциональной зависимостью:

В практике, на предприятиях, занимающихся нефтедобычей, для подбора штанговых колонн применяют разные диаграммы и таблицы. Подбор штанговых колонн по подобным таблицам дает адекватные результаты только для скважин с условно вертикальным профилем, в которых значение нагрузки на штанги увеличивается от насоса к поверхности земли по линейной закономерности. В скважинах с наклонно направленным и искривлённым профилем в зависимости от геометрии и искривленности ствола скважины изменение изгибающих и осевых усилий имеет нелинейный характер. Поэтому, пользуясь методикой БашНИПИнефти, расчет и подбор конструктива штанговой колонны производится для каждой отдельно взятой скважины. Для этого выполняется расчет нагрузок по каждой из ступеней штанговой колонны, результаты анализируются, выполняется вариативный подбор количества штанг в каждой ступени и определяется оптимальная конструкция штанговой колонны.