Установка для исследования сил сопротивления движению колонны штанг в стволе скважины

.,)3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТ СТВ ВИД в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) К,Р,Уразаков, Р.Г,Султанов, Ю.Г.Валишин и В.З,Иннликаев (53) 622,276,531(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР 9 250797, кл. Е 21 В 41/00, 1967.Авторское свидетельство СССР У 505789, кл. Е 21 В 41/00, 1974. (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ КОЛОННЫ ШТАНГ В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ, содержащая имитатор скважины, расположенныйего полости имитатор колонны штанг,выполненный в виде гибкой пружиннойподвески, соединенной с датчикамии механизмом возвратно-поступательного движения, о т л и ч а ю. щ а яс я тем, что, с целью обеспечениявоэможности исследования колонны,штанг, оборудованной штанговым насосом, она снабжена штифтом, установленным с возможностью горизонтального перемещения, и двумя грузами,один иэ которых связан штоком с нижней частью гибкой пружинной йодвески,а другой груз связан со штифтом, причем свободный конец штифта взаимодействует со штоком первого груза.1 12Изобретение относится к добыченефти, в частности к лабораторнойизмерительной технике для определения сил трения, возникающих между колонной штанг и колонной насосно-компрессорных труб, а также для определения оптимального профиля скважины иисследования колебательных процессовв колонне штанг и др,Цель изобретения - обеспечениевоэможности исследования колонныштанг, оборудованной штанговым насосом,На чертеже схематично представлена установка для исследования силсопротивления движению колонны штангв стволе скважины,Установка для исследования снлсопротиьления движению колонны штангв стволе скважины смонтирована намонтажном щите 1, Механизм 2 возврат"но-поступательного движения связансо штоком 3 с помощью имитатора колонны штанг, выполненного в виде гибкой пружинной подвески, состоящейиэ грузов 4, пружин 5 и связи в виде проволоки б, проходящей внутриимитатора 7 скважины, На имитатореколонны штанг расположены тензодатчики 8, показания которых регистрируются с помощью самопишущего прибора 9.Установка имеет два груза 10и 11. Груз 10 связан штоком 3 снижней частью гибкой пружинной подвески, а груз 11 через направляющие ролики 12 связан со штифтом 13,установленным с возможностью горизонтального перемещения, причемсвободный конец штифта 13 нагружаетшток 3.Имитация веса жидкости на плунжере насоса производится с помощью грузов 10 и 11, штифта 13 и штока 3, Приходе штока 3 вверх на шток действует вес груза 10 и сила трения штифта 13, прижатого к штоку 3 с помощьюгруза 11, т.е. эти силы при ходевверх складываются, При ходе штоке 3 вниз вес груза 10 способствуетперемещению штока 3, а сила тренияштифта 13 о шток 3 препятствует ему,поэтому сила трения штифта о штоквычитается из веса груза 10. Грузы 10 и 11 подбираются таким образомчто сила трения штифта 13 о шток .3равна весу груза О, поэтому приходе штока вниз сила трения штифта 13 о шток 3 компенсируется весом25 а для хода внизр 2 Ря (ыт) угде Р - давление веса столба жидкости, Па;30 р - давление на приеме насоса,Па,- площадь сечения плунжеранасоса, см,1- площадь сечения штанг, смГ,35 Отношение К: - может служитьГхарактеристикой насоса с точки зрения определения сопротивления движению колонны штанг при моделировании.При использовании предложенноймодели скважинного штангового насоса,подобные условия работы могут бытьдостигнуты при Е, Рр рм)а г- силы сопротивлениядвижению штанговой колонны на модели при движении ее соот- ветственно вверхи вниз;шг - коэффициент тренияштифта 13 о шток 3. 55 09832 1груза 10, тем самым обеспечиваетсяразгрузка штанг от веса жидкости,как это происходит в реальных насосах после открывания нагнетательногоклапана в начале движения плунжеравниз. При ходе вверх сила, препятствующая движению штока, равна удвоенному весу груза 10. Вес груза 10 рас"считывается с учетом критерия подобия в зависимости от глубины моделируемой скважины и диаметра моделируемого насоса. Подбор груза 11производится по грузу 10 непосредственно на установке,Скважинный штанговый насос в.реальных условиях создает определенсное сопротивление Г движению штанговой колонны, ббусловленное весомстолба откачиваемой жидкости и диО аметром насоса. Для хода вверх штанговой колоннЫ величина этого сопро- тивления)( аР -Гзрю ври Ртр 0 ИП каз 479/4 ппмс ППП Патам ул.Проектная, 4 5Зная, выбирают соотношениягрузов 10 и 11, удовлетворяющих этому,условию,Определение сил сопротивлениядвижению имитатора колонны штанг вимитаторе 7 скважины производитсяс помощью графоаналитического вычитания показаний среднего датчика изпоказаний верхнего тенэодатчика, которые непрерывно фиксируются самописцем 9. Перемещение штока 3 непрерывно записывается карандашом 14 на бумажной ленте 15 лентопротяжного механизма 16, зто позволяет определять отставание перемещения штока 3 отперемещения возвратно-поступательного механизма 2, а также. потерю длиныхода штока из-за колебательных процессов, происходящих в имитаторе колонны штанг, Имитатор скважины выполнен в виде упругодеформируемой трубы,что позволяет придавать ему различную форму, моделируя искривленныескважины, Достижение необходимой фор"мы скважины обеспечивается перемещением модели насоса и лентопротяжного .механизма.Установка позволяет исследоватьвлияние искривления оси ствола скважины и колебательных процессов на па.раметры работы в целом и переноситьполученные результаты на реальные,условия,