9. 4 Ұңғымаларды зерттеу құралдары

Жоғарыда айтылып өткендей, ұңғымалардың гидродинамикалық зерттеуінің теориялық негіздері оларды пайдалануының тәсіліне тәуелді емес. Зерттеу технологиясы мынаған тәуелді. Түп қысымын сұйық деңгейі бойынша тереңдік манометрлердің көмегімен немесе эхолоттың көмегімен анықтауға болады [5,6].

Манометрлерді (аз габаритті) құбыраралық кеңістіктің өтпелі қимасын арттыру үшін құбырларды ұңғыма ортасынан алыс орналастыруға мүмкіндік беретін эксцентрлі планшайбадағы тесік арқылы сыммен сорапты – компрессорлы құбырлар мен шегендеу колоннасы арасындағы сақиналы саңылауға түсіреді. Сондай – ақ, сораптан төмен орналастырылатын арнайы манометрлер қолданылады. Оның мәліметтерін жер бетіне беру кабель арқылы жүреді. Бұл манометрлер қымбат, олар ұңғымадан сорап көтерілгенде ғана алынады. Сондықтан әдетте арнайы зерттеулер үшін қолданылады. Манометрді сақиналық қеністікке түсіру кейде СҚК мен шегендеу құбырларының түйісу орындарында оның істен шығуымен аяқталады. Сондықтан, штангалы сораптармен жабдықталған ұңғымаларды көбінесе ұңғымадағы деңгейлерді өлшейтін аспап – эхолот (статикалық және динамикалық) көмегімен зерттейді. Деңгейлер жағдайы мен сұйықтықтың белгілі тығыздығы бойынша қабаттық және түптік қысымды анықтайды.

9.6-суретте эхометриялық қондырғының принциптік схемасы келтірілген. Сұйықтық деңгейінен көрінетін пневматикалық және шатынаған шартылдақтан пайда болатын дыбыс толқыны күшейткіш 2 арқылы тіркеу аспабымен байланысқан 1 микрофонмен қабылданады. Аспап 3 жазғыштан, 5 лентадан және лента қозғалысын тұрақты жылдамдығын v (50 немесе 100 мм/с) қамтамасыз ететін 4 лентасозғыш механизмінен тұрады. Деңгейдің жатыс тереңдігін ұңғымада дыбыстың таралу жылдамдығы мен уақыты бойынша анықтайды. Дыбыс жылдамдығын өлшеу үшін сұйық деңгейіне жақын сағадан белгілі бір қашықтықта құбырларға құбырлардың біреуінің муфтасына бекітілген және шегендеу және сораптық құбырлар арасындағы сақиналық қеңістіктің 60 - 65 % - ын жабатын репер орнатады. Дыбыс толқынының таралу жылдамдығы келесі формуламен есептеледі:

мұнда l - реперді орнату тереңдігі; t - толқынның сағадан реперге дейін және керісінше өтетін уақыты, ол саға мен репер арасындағы лента ұзындығының L_p лента қозғалысының белгілі жылдамдығына қатынасымен анықталады (9.7- сурет).

Ұңғымадағы сұйықтық деңгейінің сағадан қашықтығы келесідей болады:

мұнда v - лента қозғалысының жылдамдығы; Т - толқынның сұйық -тық деңгейіне дейін және кері қайту уақыты (T = L/v).

	9.6- сурет. Эхометриялық қондырғы схемасы
	9.7- сурет. Типтік эхограмма

Сорапты қондырғының жұмысын бақылау үшін конструкциялары мен жұмыс істеу принциптері әр түрлі динамографтарды пайдаланады. 9.8- суретте плунжер жүрісінің ұзындығына байланысты балансир басындағы (сағалық штоктағы) жүктемені өлшеуге мүмкіндік беретін гидравликалық динамографтың схемасы көрсетілген. Аспапты арқандық ілмекке оның траверстері 10 иінтірек пен 9 мессдозды қысатындай етіп орнатады, оның 8 қуысында жүктеме геликсті 7 серіппеге берілетін сұйық қысымына ауыстырылады. Сол кезде 6 қаламұш бланкіде жүктеме графигін сызады.

9.8-сурет. Гидравликалық динамограф құрылғысының схемасы

Жүктемелер диаграммасы бір цикл (жүріс жоғары және төмен) бойы жазылады. Бланкісі бар қозғалмалы 5 үстелде 4 бағыттаушы бойынша қозғалады, себебі динамографты жоғары көтергенде бір ұшы сағалық жабдықтың қозғалмайтын бөлігіне байланған жіп 2 шкивтен бөлінеді, оны жүріс 3 бұрандамен бірге айналуға мәжбүр етеді. Соңғысы жүріс гайкасының (суретте көрсетілмеген) қозғалысын тудырады. Бұранданың гайкамен бірге айналуы кезінде оған бекітілген үстелше де қозғалады. Диаграммада белгілі бір масштабта сағалық штоктың жүріс ұзындығын жазады. Бұранданың қуысында аспаптың жоғары көтерілуі кезінде қайтару серіппесі бұралады, ал төмен қозғалғанда тарқатылады және үстелше бастапқы жағдайға келтіріледі.

Динамографты жобасымен арнайы өлшеулерді жүргізеді (жүріс ұзындығы мен жүктемелерді жазу масштабын анықтау үшін). 9.10-суретте теориялық динамограмма көрсетілген.

9.10- сурет Теориялық динамограмма

Ордината осі бойынша Р жүктемесі штангілерге алынған, ал абцисса осі бойынша плунжер жүрісінің ұзындығы S көрсетілген. А нүктесі сағалық штоктың жоғары қарай жүрісінің басталуына, АБ кесіндісі шегендеу қақпағы жабылғаннан кейін сұйық салмағының жүктемеге әсеріне сәйкес келеді. бБ кесіндісі штангілерді ұзарту мен құбырларды қысқарту нәтижесінде плунжер қадамының жоғалуын сипаттайды, БВ кесіндісі плунжердің жоғарыға қарай жүрісіне сәйкес келеді. Штоктың кері жүрісінде ВГ сызығы штанганың сұйық салмағынан жеңілдеуін көрсетеді (құбырлар созылады және штангалар гГ кесіндісінің ұзындығына қысқарды) ГА (плун­жердің төмен жүруі) интервалында тиелу Р_вн сұйықтағы штанга салмағына тең, ал жоғары көтерілгенде Рвв - штангілер мен плунжер үстіндегі салмаққа тең.

Теориялық динамограмманы (9.4) және (9.6) формулаларының көмегімен есептік әдіспен құрастыруға болады – әдетте динамикалық күштерді - үйкеліс және инерция күштерін ескермейді. Нақты динамограмма сорап пен барлық қондырғы бойынша түрлі ақаулар әсерінен теориялықтан белгілі бір шамада ауытқиды. Бұл қателіктер сипаты бойынша қондырғы түйіндеріндегі болжанатын немесе болып кеткен ауытқулар сипатталады.

9.11- суретте штангалы сорапты қондырғылардың барынша жиі кездесетін ақаулары көрсетілген нақты динамограммалары көрсетілген.

9.11- сурет. Штангалы терең сорапты қондырғылардың тәжірибелік динамограммалары. Сорапты пайдалану: а - қалыпты ақаулар; б - жоғары қысымды қабат газы берілісінің кезеңдік орындалмауы; в - ұңғымаларды пайдаланудың жартылай фонтанды әдісі; г - айдау клапанындағы ағатын жерлер; д - сораптың кеніштен сұйықтың үлкен құйылымын беруі; с - айдау клапанының толықтай істен шығуы; ж — айдау клапанындағы ағатын жерлер; з - сору клапанының толықтай істен шығуы; цифрлар диаграммалардың жазылу ретін білдіреді.

Мысал ретінде 9.11 д- суретте аз дебитті ұңғыманың диаграммасын толығырақ қарастырамыз. Оның оң жақ жоғарғы бөлігінде сораптың жұмысына әсер ететін газ қондырғыларға тән «газды мұрын» сызылған. Көрініп тұрғандай, плунжердің төмен қарай жүрісінің басында біраз уақыт балансир басына әсер ететін жоғары жүктеме сақталады. Бұл сорап цилиндріне төмен қысымды газдың түсуі әсерінен жүреді және ол плунжермен сығылғанша штангідегі жүктеме жоғары болып қала береді. Гидравликалық динамографтардан басқа түрлер (механикалық, электрлік және дистанционды телединамометрлеуі бар динамографтар қолданылады.