МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

Допускаемая скорость откачки вязких жидкостей

Силы гидродинамического трения увеличиваются пропорционально повышению скорости откачки при других одинаковых условиях. Результатом является уменьшение скорости нисходящего перемещения штанговой колонны, и при значительных скоростях откачивания полированный шток начинает отставать от головки балансира, что в последствии приводит к удару и, как результат, к нонижению надежности колонны.

Кроме того, из экспериментальных зависимостей (на рисунке справа) видно, что коэффициент подачи η насосной установки с повышением скорости откчивания υ возрастает при подъёме на поверхность, всех возможных сред:

• кривая 1 - пластовая вода;
• кривая 2 - дегазированная нефть;
• кривые 3,4 - водонефтяные эмульсии.

Таким образом, скорость откачивания и эффективная работа насосной установки находятся в несколько противоречивой зависимости. Оптимальной является наибольшая скорость откачивания, котрая не позволяет полированному штоку отставать от головки балансира.

Используя зависимость А. С. Вирновского, можно вывести уравнение, при котором в точке подвеса штанг значение нагрузки равно нулю:

Формула скорости точки подвеса штанг при завершении начального изменения формы:

С допущениями можно принять:

При движении вниз линия динамограммы возможно коснётся нулевой точки из условия W = q по формуле:

Откуда следует, что наибольшее ускорение будет равняться ускорению свободного падения.

Следовательно наибольшая скорость:

Наибольшее значение скорости откачки определится, как:

Однако существующие закономерности применимы исключительно для расчета критического количества качаний при откачивании маловязких жидкостей.

Чтобы определить допускаемую скорость откачки требуется рассматривать задачу нисходящего перемещения штанговой колонны при откачивании вязких эмульсий, которые с точки зрения реологии ведут себя аналогично ньютоновским жидкостям.

Соответствует ли рекомендуемое количество качаний можно проверить по зависимости:

Кинематика движения головки балансира (кривая 1) и колонны штанг (кривые 2-6): (1): S = 3 м, n = 8-1 (2): μ=0,55 Па·с; α=5° (3): μ=0,77 Па·с; α=5° (4): μ=0,98 Па·с; α=5° (5): μ=1,18 Па·с; α=5° (6): μ=0,98 Па·с; α=25°

По методике, которая была ранее описана, выполнены расчеты для разных показателей вязкости продуктов скважин и режимов откачивания. Диаграмма слева есть результат данных расчётов, демонстрирующий, что при определенной скорости откачки, значении вязкости жидкости и угла смещения оси скважины от вертикальности, отставание полированного штока от головки балансира существенно возрастает.