МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПОГРУЖНЫХ ПЛУНЖЕРНЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК С ПНЕВМОКОМПЕНСАТОРАМИ

Abstract

Актуальность. На сегодняшний день наиболее актуальной задачей механизированной добычи нефти является увеличениерентабельности эксплуатации низко-дебитного и осложненного фонда скважин. Одним из перспективных путей ее решения является совершенствование традиционных и разработка альтернативных технологий эксплуатации, в частности плунжерныхнасосныхустановокс погружным приводом.Эффективность работыпогружных плунжерных установок в значительной степени определяется нагрузкой, действующей на плунжер насоса. Существенный рост циклических переменных нагрузок на плунжер и привод обусловлен колебаниями давления в насосно-компрессорных трубах, возникающими вследствие неравномерной подачи насоса.Вышесказанное обуславливает актуальность разработки методов и технологий снижения колебаний (пульсаций) давления в насосно-компрессорных трубах погружных плунжерных установок. Объект: установка насосная плунжерная с погружным приводом, оборудованная пневматическими компенсаторами давления (пневмокомпенсаторами), работающая в стендовой скважине. Пневмокомпенсаторы представляют собой устройства, предназначенные для создания равномерного течения жидкости в насосно-компрессорных трубах. Цель: исследование эффективности пневмокомпенсаторов в составе плунжерных насосных установок с погружным приводом, анализ влияния технологических и геометрических параметров пневмокомпенсаторов на эффективность сглаживания колебаний давления и скорости потока в насосно-компрессорных трубах. Методы: разработка аналитической математической модели работы погружной плунжерной установки в стендовой скважине; проведение численных экспериментов для выявления закономерностей влияния технологических параметров пневмокомпенсаторов на эффективность их работы; физическое моделирование работы погружной плунжерной установки на стендовой скважине. Результаты. Получено аналитическое выражение, позволяющее для заданного закона изменения подачи насоса и энергоемкости системы пневмокомпенсаторов рассчитать динамику давления в насосно-компрессорных (насосно-компрессорных) трубах. В результате моделирования работы погружной плунжерной установки в стендовой скважине получена теоретическая барограмма изменения давления в насосно-компрессорных трубах в течение цикла откачки, которая хорошо согласуется с фактической барограммой. Моделированием работы погружной плунжерной установки, оборудованной пневмокомпенсаторами, показано значительное, практически на порядок, снижение пульсаций давления в насосно-компрессорных трубах и нагрузок на плунжер и привод. Проанализировано влияние суммарного объема и давления зарядки пневмокомпенсаторов на эффективность их работы. Даны практические рекомендации по расчету оптимального давления зарядки пневмокомпенсаторов.