Борьба с вредным влиянием газа и песка

Нефтяной газ в скважине выполняет работу по подъему жидкости с забоя на поверхность. Однако значительное коли­чество свободного газа на приеме насоса приводит к уменьшению коэффициента наполнения насоса а_н вплоть до нарушения подачи.

Известно несколько методов борьбы с вредным влиянием свободного газа на работу насосов. Уменьшением доли вредного пространства К_ВР можно добиться повышения коэффициента наполнения ан. При отсут­ствии влияния вредного пространства (Квр = 0) работа насоса устойчива с любым даже самым низким коэффициентом напол­нения. Это достигается либо применением насоса с нагнета­тельным клапаном в нижней части плунжера (НСН-2, НСВД), либо увеличением длины хода плунжера (длинноходовой насос, правильная посадка плунжера над всасывающим клапаном), либо одновременным увеличением длины хода плунжера при одновременном уменьшении диаметра насоса. Однако тип наcoca всегда должен быть правильно подобран / к условиям скважины.

Основной метод борьбы — уменьшение газосодержания в жидкости, поступающей в насос. При увеличении погружения насоса под динамический уровень увеличивается давление на приеме Рпр, как следствие, уменьшается объем св.газа за счет сжатия и больше газа растворяется в нефти. Если дав­ление р_пр становится больше давления насыщения нефти га­зом рн, то св.газа вообще нет на этой глубине, т.е. вредное влияние газа прекращается. Поэтому перед входом в прием насоса осуществля­ют сепарацию (отделение) газа от жидкости и отвод его в за­тр. пр-во, а оттуда перепуск в выкидную линию, где Р меньше давления газа. Сброс газа в атмосферу недопустим. В результате сепарации часть естественной энергии газа теряется и не используется для подъема жидкости. Эффективность сепарации может быть повышена созданием условий для коалесценции (объединения) пузырьков газа в большие пузырьки, скорость всплывания которых больше. Это особенно важно при откачке нефти с пенообразованием.

При наличии фонтанных проявлений целесообразно не се­парировать газ у приема насоса, а использовать его энергию на подъем жидкости наряду с энергией, которую сообщает на­сос. Для этого под насосом устанавливают хвостовик до глу­бины, по возможности, выделения газа.

Можно выделить следующие четыре группы методов борь­бы с песком при насосной эксплуатации.

- Наиб.эфф.метод — предупреждение( осущ посредством либо уст-ки спец.фильт­ров на забое, либо крепления призабойной зоны ) и регу­лирование( уменьшением отбора жидкости ) поступления песка из пласта в скважину. При этом нужно обес­печить плавный запуск песочной скв последовательным увеличением длины хода, числа качаний или подливом чи­стой жидкости в скважину через затр.простр (20-25% от дебита).

- Обеспечение выноса на поверхность значительной части песка, поступающего в скв.

- Песочные якори (сепа­раторы) и фильтры, устанав­ливаемые у приема насоса, осуществляют сепарацию пес­ка от жидкости. Работа песоч­ных якорей основана на гра­витационном принципе. В якорях прямого и обратного действия ж-ть изменяет направление движения на 180°, песок отде­ляется под действием силы тяжести и осаждается в пе­сочном «кармане», при запол­нении которого якорь извлека­ют на поверхность и очища­ют. Условием эффективной работы является существование в коре скорости восходящего потока жидкости, меньшей скорости осаждения песчинок. Применение песочных якорей — не основной, а вспомогательный метод борьбы с пес­ком. Этот метод эффективен для скважин, в которых поступле­ние песка непродолжительно и общее количество его невелико.

Противопесочные фильтры, устанавливаемые у приема на­соса, предупреждают поступление в насос песчинок средних и крупных размеров (более 0,01 мм в зависимости от соотноше­ния размеров песчинок и каналов материала фильтра). Вследствие быстрого засорения (забивания, заиливания) противопесочные фильтры не нашли широкого распространения. Их целесообразно помещать в кор­пус с «карманом» для осаждения песка (не образуется забой­ная пробка, уменьшается скорость заиливания) или сочетать с песочным якорем.

- Однако полностью избежать вредного влияния песка не удается. Некоторое его количество поступает в насос и приво­дит к износу пары плунжер — цилиндр и клапанов. Поэтому используются специальные насосы для песочных скважин (абразивостойком исп и нов.конструкций с защитои трущейся пары плунжер - цилиндр.)

Для предотвращения образования осадка песка на штанго­вой колонне устанавливают скребки-завихрители (С-З). С-З предс. соб. болванку со спиральными про­точными канавками на наружной пов-ти для пропуска ж-ти. D скребка несколько меньше dвн НКТ. При движении штанг создается завихрение струи, что препятствует оседанию песка над насосом. При ос­тановке СК песок, находящийся в ж-ти, оседает на верх­ние торцовые площадки С-З, а не на плун­жер насоса. Их применяют также и для борьбы с отложениями парафина в НКТ, и для предотвращения истирания штанг в наклонных скв.