Использование давления жидкости при замене гпна.

С начала разработки ГПНА спускали в скважину на насосных трубах, как и глубинные насосы других типов. Спуск и подъем их для замены связан с затратами тяжелого физического труда и длительными простоями скважины. Поэтому к надежности и долговечности глуб. н.у. всех типов предъявляются повышенные требования. Однако, при эксплуатации глубоких скважин, продукция которых содержит абразивные или агрессивные примеси, насосное оборудование приходится заменять часто через две-три недели. Поэтому для транспортировки ГПНА к забою и на поверхность был использован поток рабочей жидкости. В скважину оборудованную свободным ГПНА, на трубах спускается специальное седло, снабженное обратным клапаном, отделяющем жидкости, находящейся в скважине. После сбрасывается свободный ГПНА и потоком рабочей жидкости, подаваемой насосом, попадает в седло. После достижения ГПНА седла давление жидкости возрастает, и погружной агрегат начинает работать, откачивая продукцию скважины на поверхность. Для подъема ГПНА из скважины жидкость при помощи четырехходового крана, устанавливаемого на «подъем», направляется в другую колонну труб и пройдя через окна в седле, создает усилие, действующее на ГПНА снизу, выталкивает его из седла в колонну НКТ и с помощью резиновой манжеты-свабы, поднимает его к устью скважины. Агрегат, достигший устья скважины, захватывается ловителем и одновременно автоматически отключается силовой насос.

Свободные ГПНА диаметром 63мм может заменить один человек, затрачивая на это при глубине скважины 2000м 1,5-2 часа.

Современные ГПНУ позволяют добывать от нескольких кг до 400-600т,сут жидкости и даже 1000т,сут. Глубина отбора жидкости доходит до 4000м – это очень важное преимущество по сравнению с насосами других типов. Длина хода поршней у погружных агрегатов достигает1м, число ходов 30-60. Погружной агрегат, сбрасываемый в НКТ диаметром 73мм имеетвнешний диаметр 58мм, длину 4м, вес 45кг. Опыт работы в СССР с отечественными установками ГПН показал, что сбрасываемые погружные агрегаты могут работать в среднем с межремонтным периодом 9 месяцев (270) сут. НКТ и пакеры не поднимались по несколько лет. Опыт эксплуатации показал, что смешивание добытой и рабочей жидкости при подъеме их по обсадной колонне, приводило к снижению относительного содержания газа, а так же смол и парафинов в смеси и незначительному их отложению на обсадных трубах.

Основы расчета гпну.

Схему ГПНУ выбирают в зависимости от объема добычи и размера обсадной колонны скважины. При сбрасываемом ГПН можно применять при следующих параметрах:

1) При замкнутой схеме циркуляции рабочей жидкости двух параллельных колоннах НКТ и установке пакера в скважине – для добычи до 100 , если диаметр обсадных труб 168мм и около 20, если диаметр обсадных труб 146мм.

2) При смешивании рабочей жидкости с добываемой, одной колонной НКТ и пакере – для добычи до 500, если диаметр о.т. 168мм и до 300, если диаметр о.т. 146мм.

При больших подачах необходимо применять погружные агрегаты, спускаемые в скважину на колонне НКТ. Объем подачи рабочей жидкости зависит от диаметра, длины хода и частоты ходов плунжера двигателя погружного агрегата. При расчете этого объема необходимо учесть утечки жидкости в системе. Для определения давления рабочей жидкости составляют уравнения равновесия сил, действующих на плунжеры двигателя и насоса при их ходе вверх и вниз. Для агрегата, действующего при ходе вверх:

При ходе вниз

Где - площади сечения плунжера двигателя, штока и плунжера насоса.

- давление поднимаемой жидкости у глубинного насоса с учетом потерь напора в подъемной колонне и давления у устья скважины.

- давление подпора у плунжера, возникающего из-за погружения насоса под динамический уровень с учетом сопротивления.

- сумма сил трения плунжеров и штока и инерционных сил.

– суммы сил, обусловленных сопротивлениями потока жидкости в агрегате при ходе вверх и вниз соответственно.

– давление рабочей жидкости у погружного насоса при ходе вверх и вниз соответственно.

Из этих уравнений находят неизвестные давления рабочей жидкости ().

Давление рабочей жидкости у поверхностного насоса

Где - давление рабочей жидкости вгидродвигателе.

- гидравлическое сопротивление трубопровода

- давление столба жидкости в трубах.