Научные основы проектирования и эксплуатации штанговых скважинных насосных установок с гидроприводом для добычи нефти

• Автор: Молчанов, Александр Георгиевич
• Шифр специальности: 05.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 393 с. : ил.

7 ' &<¥" г /' ,/Л
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РФ
АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. ГУБКИНА
На правах рукописи
МОЛЧАНОВ АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ШТАНГОВЫХ СКВАЖИННЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК С ГИДРОПРИВОДОМ
ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ
Специальность 05.04.07. Машины и агрегаты
нефтяной и газовой промышленности
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва 1998 г.
О Г Л А К Л Е Н И Е
10.Q5.98 "f"
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ГИДРОПРИВОДНЫЕ ШТАНГОВЫЕ СКВАЖИННЫЕ НАСОСНЫЕ
УСТАНОВКИ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ
1.1. Структурная схема и классификация насосных установок
1.2. Анализ конструктивных схем гидроприводных установок и
их сравнительная оценка
1.2.1. Установки с пневматическим уравновешиванием и закрытой схемой привода
1.2.2. Установки с пневматическим уравновешиванием и комбинированной схемой гидропривода
1.2.3. Установки с пневматическим уравновешиванием и открытой схемой гидропривода
1.2.4. Установки с грузовым уравновешиванием
1.2.5. Установки с использованием в качестве уравновешивающего груза колонны насоснокомпрессорных труб
1.2.6. Установки с динамическим (инерционным) уравновешиванием
1.2.7. Неуравновешенные и частично
уравновешенные установки
1.2.8. Установки с взаимным (групповым) уравновешиванием
1.3. Оценка влияния конструктивных признаков приводов
штангового скважинного насоса на основные параметры
установок
1.4. Постановка задач исследований
Оглавление
Глава 2. КИНЕМАТИКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА
2.1. Нагрузки, действующие на элементы привода установки
2.2. Особенности работы внутрискважинного оборудования при
уравновешивании привода ШСН колонной НКТ
2.3. Кинематика основных элементов привода ШСН
2.3.1. Кинематика приводов с грузовым уравновешиванием
2.4. Особенности кинематики гидравлических приводов ШСН
2.4.1. Кинематика приводов ШСН с
грузовым уравновешиванием
2.4.2. Кинематика приводов ШСН с
динамическим уравновешиванием
2.4.3. Обобщенное уравнение движения
точки подвеса штанг
2.5. Экспериментальные исследования кинематики
гидропривода ШСН
2.6. Выводы по главе
Глава 3. ДИНАМИКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА
3.1. Режим работы силового насоса привода ШСН
3.2. Максимальная нагрузка в точке подвеса штанг
3.3. Разработка способа и устройства для диагностирования
работы внутрискважинного оборудования при использовании гидравлического привода
3.4. Экспериментальные исследования динамики привода
3.5. Выводы по главе

Глава 1. Гшюопшюдные штанговые сквашнте установки для добыт нефт
Уравновешивание установки достигается подбором соотношения длин ходов точек подвеса штанг и труб, т.к. вес уравновешивающего груза - колонны НКТ - фиксирован.*1)
Опыт эксплуатации опытных установок, выполненных по описанной схеме, показал, что для расчета их уравновешивания использование теории, разработанной для балансирных станков-качалок, невозможно.
Установка содержит систему компенсации утечек, обеспечивающую стабилизацию объема рабочей жидкости, находящейся в штоковых полостях гидроцилиндров, механизм реверсирования и ряд аппаратов применяемых в гидравлических схемах объемного гидропривода.
К преимуществами описанной установки относятся:
- малая масса установки, примерно в 5 - 8 раз меньшая, чем масса балансирного станка-качалки и примерно в 2 - 3 раза меньше, чем гидропривод с грузовым или пневматическим уравновешиванием с аналогичными параметрами:
- монтаж непосредственно на фланце колонной головки без специального фундамента;
- выполнение привода ШСН в виде моноблока, полностью собранного и испытанного на заводе-изготовителе;
- малые габариты привода в плане, что обуславливает низкие затраты на транспортировку, такелажные работы и монтаж на скважине;
- малая трудоемкость обслуживания и ремонта;
- обеспечение значительных длин ходов точки подвеса штанг относительно колонны НКТ.
*1) Авторское свидетельство СССР N 292031 Гидроприводная
глубиннонасосная установка Приоритет 16.04.1969 г.
Авторское свидетельство СССР N 1603053 Гидроприводная
штанговая глубиннонасосная установка Приоритет 21.12.1988 г.