21Факторы, влияющие на коэффициент подачи установки

К основным факторам, определяющим коэффициент подачи ус­тановки, можно отнести:

1 Коэффициент наполнения скважинного насоса —. Этот коэффициент характеризует степень заполнения цилиндра насоса при такте всасывания жидкостью, поступающей из скважины. Так как продукция скважины в общем случае состоит из жидкой и газовой фаз, то при такте всасывания часть объема цилиндра насоса может заполняться газовой фазой, выделяющейся из жидкости, что снижа­ет коэффициент наполнения насоса жидкостью (<1). Сложные процессы, связанные с фазовыми переходами в цилиндре насоса, тре­буют специального рассмотрения, что и будет сделано ниже.

2 Упругие деформации штанг и труб, приводящие к разности между длиной хода полированного штока и длиной хода плунже­ра, характеризуемые коэффициентом _: _ =S_пл / S (9.11)

Если при работе СШНУ определяющими являются статические нагрузки, то длина хода плунжера S_пл всегда меньше длины хода полированного штока S на величину упругих деформаций штанг и труб за насосный цикл : = S-S_пл (9.12)

При определенных режимах работы СШНУ значительную роль начинают играть динамические, в частности, инерционные нагруз­ки от веса штанг в продукции и веса самой продукции. Инерционные нагрузки приводят к увеличению длины хода плунжера S_пл в сравнении с длиной хода полированного штока S, которая харак­теризуется величиной _i

В соответствии с этим, а также учитывая выражение (9.12), мож­но записать: S_пл = S -  + _I (9.13)

Подставляя (9.13) в (9.11), получим: _ = (S -  + _i )/ S =1- ( + _i)/ S

Рассмотрим возможные соотношения между  и _I :

При  = _i; _= 1;

при >i _ < 1;

при < i _ > 1.

Таким образом, коэффициент, учитывающий упругие дефор­мации, таков: _ ^  1.

3 Рассмотрим влияние утечек продукции скважины как в самом насосе (зазор «цилиндр—плунжер», клапаны), так и на пути дви­жения продукции от насоса до устья (через резьбовые соединения НКТ, через возможные нарушения труб за счет их протертости штангами и т.п.). Обозначим суммарные утечки продукции через Q_ут Коэффициентом утечек _ут назовем отношение объема утечек Q_ут к условно теоретической подаче Q_Т.УСЛ: _ут = Q_{у т} / Q _Т.УСЛ 9.15

Анализ выражения (9.15) показывает, что при Q_{у т} = 0 _ут =0; при Q_уг = Q _Т.УСЛ _ут =1_- Таким образом, коэффициент, учитываю­щий утечки (1 -_ут), всегда меньше единицы.

Кроме перечисленных факторов, на коэффициент подачи влияет разница термобарических условий на глубине спуска насоса в сква­жине и поверхностных условий, при которых определяется факти­ческая подача, что связано не только с изменением объемов продук­ции, но и с фазовыми переходами (выделение газа из раствора).

4 Коэффициент, учитывающий объемные свойства продукции скважины (нефть, нефть + вода). Под этим коэффициентом будем понимать отношение фактической подачи жидкости в поверхностных условиях Q_фп к фактической подаче, приведенной к термоба­рическим условиям в скважине (в насосе) Q_фс:  = Q_фп / Q_фс: (9.16)

В общем случае коэффициент подачи  является произведени­ем всех рассмотренных коэффициентов, т.е.

 =  _ (1-_ут )  _об•(9.25)

Таким образом, если:  < 1, _ ^ 1, (1 -_ут ) < 1,  _об < 1, то чис­ленная величина коэффициента подачи нормально работающей на­сосной установки (СШНУ) может изменяться так:  ^  1, т.е., если коэффициент подачи насосной установки больше едини­цы, это не является абсолютным доказательством фонтанирования скважины через насос без дополнительных исследований работы установки. Если коэффициент подачи снижается до 0,5 и менее, требуется тщательная проверка работы установки в целом и при­нятие соответствующих решений