4Динамометрирование шсну, как метод контроля за работой насоса.
Диаграмму нагрузки на устьевой шток в зависимости от его хода называют динамограммой, а ее снятие –динамометрированием ШСНУ. В наиболее распространенном гидравлическом динамографе типа ГДМ-3 (рис. 3.20) действующая на шток нагрузка передается через рычаговую систему на мембрану камеры9, заполненную жидкостью (спиртом или водой), где создается повышенное давление. Давление жидкости в камере, пропорциональное нагрузке на шток, передается по капиллярной трубе 8 на геликсную пружину 7. При увеличении давления геликсная пружина разворачивается, а перо 6, прикрепленное к ее свободному концу, чертит линию на бумажном диаграммном бланке 5. Бланк закреплен на подвижном столике, который с помощью приводного механизма перемещается пропорционально ходу устьевого штока. В результате получается развертка нагрузки Р в зависимости от длины хода S. Для снятия динамограммы измерительную часть динамографа (месдозу и рычаг) вставляют между траверсами канатной подвески штанг, а нить 1 приводного механизма самописца прикрепляют к неподвижной точке (устьевому сальнику). Масштаб хода изменяют сменой диаметра шкива 2 самописца (1:15, 1:30, 1:45), а усилия – перестановкой опоры месдозы и рычага.
Динамограф предварительно тарируют. На рис. 3.19 показана теоретическая динамограмма.
Точка А – начало хода устьевого штока вверх АБ – восприятие нагрузки от веса жидкости после закрытия нагнетательного клапана. Отрезок бБ – потеря хода плунжера в результате удлинения штанг и сокращения труб, отрезок БВ соответствует ходу
плунжера вверх. При обратном ходе штока линия ВГ отображает разгрузку штанг от веса жидкости (трубы растянулись, а штанги сократились на длину отрезка П). В интервале ГА (ход плунжера вниз) нагрузка Рвнравна весу штанг в жидкости, а при ходе вверх Рвв – весу штанг и весу жидкости над плунжером.
Рис. 3.19. Теоретическая динамограмма ШСН
Рис. 3.20. Принципиальная схема гидравлического динамографа
и его установки между траверсами канатной подвески:
1 – нить приводного механизма, 2 – шкив ходового винта, 3 – ходовой винт столика, 4 ‑ направляющие салазки столика, 5 – бумажный бланк, 6 – пишущее перо геликсной пружины, 7 – геликсная пружина, 8 – капиллярная трубка, 9 – силоизмерительная камера, 10 – нажимной диск, 11 – месдоза (верхний рычаг силоизмерительной части), 12 – рычаг (нижний) силоизмерительной части
Фактическая динамограмма отличается от теоретической и ее изучение позволяет определить максимальную и минимальную нагрузки, длины хода штока и плунжера, уяснить динамические процессы в колонне штанг, выявить ряд дефектов и неполадок в работе ШСВУ и насоса (рис. 3.21).
Рис. 3.21. Практические динамограммы работы ШСН:
а – нормальная тихоходная работа; б – влияние газа; в – превышение подачи насоса над притоком в скважину; г – низкая посадка плунжера; д – выход плунжера из цилиндра невставного насоса; е – удары плунжера о верхнюю ограничительную гайку вставного насоса; ж – утечки в нагнетательной части; и – полный выход из строя нагнетательной части; к ‑ полный выход из строя всасывающей части; л - полуфонтанный характер работы насоса; м ‑ обрыв штанг (пунктиром показаны линии теоретической динамограммы); з – утечки во всасывающей части