Дослідження протектора насосних штанг

Abstract

Під час експлуатації свердловин штанговими насосними установками часто спостерігаються відмо- ви свердловинного обладнання, особливо колон насосних штанг та колон насосно-компресорних труб. Найчастіше відмови колони насосних штанг відбуваються на викривлених ділянках свердловин внаслідок їх тертя до колони насосно-компресорних труб. У результаті спрацювання матеріалу зменшується поперечний переріз насосної штанги, що призводить до її обриву. Для підвищення терміну експлуатації як колон насосних штанг, так і колон насосно-компресорних труб застосовуються спеціальні пристрої – протектори. Проаналізувавши існуючі конструкції протекто- рів, виявлено, що окрім захисту від спрацювання необхідною їх функцією повинна бути здатність амортизувати удари колони насосних штанг до колони насосно-компресорних труб. З метою вирішення цієї проблеми запропоновано нову конструкцію протектора, що передбачає можливість амортизації за рахунок форми конструктивних елементів – пелюсток. З використанням імітаційного моделювання встановлено величину радіального зусилля, що може сприйматися пелюстками протектора, перевірено міцність різьбового з’єднання насосних штанг та визначено величину гідравлічних втрат під час руху флюїду у колоні насосно-компресорних труб у випадку використання протектора.

При эксплуатации скважин штанговыми насосными установками часто наблюдаются отказы сква- жинного оборудования, особенно колонн насосных штанг и колонн насосно-компрессорных труб. Чаще всего отказы колонны насосных штанг возникают на искривленных участках скважин вследствие их трения о колону насосно-компрессорных труб. В результате изнашивания материала уменьшается поперечное сечение насосной штанги, что приводит к ее обрыву. Для повышения срока эксплуатации как колонн насосных штанг так и колонн насосно-компрессорных труб применяются специальные устройства – протекторы. В результате анализа существующих кон- струкций протекторов установлено, что кроме защиты от износа необходимой их функцией должна быть способность амортизировать удары колонны насосных штанг о колону насосно-компрессорных труб. С целью решения этой проблемы предложена новая конструкция протектора, которая предусматри- вает возможность амортизации за счет формы конструктивных элементов – лепестков. С использованием имитационного моделирования установлено величину радиального усилия, которое может восприни маться лепестками протектора, проверена прочность резьбового соединения насосных штанг и установлена величина гидравлических потерь при движении флюида в колонне насосно-компрессорных труб при использовании протектора.

While wells are operated with pumping units, failures in downhole equipment may occur, particularly failures of rod and flow strings. Failures in rod strings often occur at well curved sections as a consequence of their friction on flow strings. Hence, material wear performance causes the reduction of the rod cross section and, thus, leads to it break. To increase the working service of rod and flow strings special tools – protective covers are used. Having analyzed the existing protective cover structures it has been defined that their necessary function, instead of protecting from wear must be the ability to absorb the shocks of rod strings on flow strings. To solve this problem a new protective cover design is proposed. The protective cover design provides for the absorption due to the shape of its structural elements – lobes. Applying the imitation modeling, a value of radial stress is defined; thread connection strength of rod strings is tested, and hydraulic loss value during fluid flow in flow strings while using the protective cover is defined.