впливають параметри експлуатації і режиму відкачки ГНШУ, зокрема діаметр насоса, довжина ходу плунжера, число качань, глибина спуску насоса, температура на вибої і інші показники.
Число качань насосної установки має границю, змінюватися може в межах 5-15 качань в хвилину. Проміжки часу між зміною напрямку ходу повинні бути не менше тих, які необхідні для правильної роботи клапанів і для отримання певної продуктивності. При збільшенні числа качань збільшується максимальне навантаження на вузли установки, але мінімальне навантаження зменшується. При цьому спостерігаються різкі зміни перепадів навантаження, що погано вплине на вузли установки, нормальна робота всієї установки порушиться: виникнуть ударні навантаження на балансир, штанги і редуктор, установка швидко вийде з ладу, можливі обриви штанг від втоми металу від навантаження, самовідкручення штанг. Різкі зміни навантаження призведуть до втрати герметичності труб.
Для глибоких свердловин (з глибиною спуску насоса 1400 м і більше) характерні: великі абсолютні втрати довжини ходу плунжера від розтягу штанг і труб в залежності від статичного навантаження ваги стовпа рідини. Окрім цього, на довжину ходу плунжера впливають вимушені коливання і особливо власні пружні коливання штангової колони. Вимушені коливання завжди дають збільшення довжини ходу, порівнюючи з тою довжиною, яка отримується як різниця між довжиною ходу точки підвісу штанг і втратами на розтяг. Видовження від вимушених коливань тим більші, чим довша колона штанг і більше число качань. Під дією власних коливань штангової колони довжина ходу плунжера може збільшуватися, а може й зменшуватися за рахунок цих коливань. Третьою особливістю відкачки глибоких свердловин є ріст абсолютних і особливо відносних витікань рідини через зазор в плунжерній парі і в з’єднаннях насосних труб, пов’язаних з високим тиском стовпа рідини. Інтенсивність витікань з глибиною спуску збільшується. Робота на великих глибинах пов’язана з високою температурою, під впливом якої металеві деталі розширюються в об’ємі, підвищується тертя в плунжерній парі, що може привести до зносу в плунжерній парі , до заїдання або прихвату плунжера, а також перенапруження в штанговій колоні, що призводить до “змакаронювання” штанг, а також згину в нижній частині штанг і їх обриву. При збільшенні глибини спуску насоса вдвоє - інтенсивність зносу клапанів збільшується в 2.8 раз. З збільшенням глибини спуску насоса збільшується знос штангової колони, особливо в похилих свердловинах.
Збільшення діаметра плунжера насоса приводить до збільшення навантажень на штанги і труби, що збільшує їх поломки (обриви, самовідкручування, знос). Збільшення діаметру призводить до збільшення сили опору в клапанах, що може привести до згину нижньої частини штанг, “змакаронювання” штанг , при несприятливих умовах (сірководень) прискорює знос клапанів.
Збільшення довжини ходу плунжера несуттєво впливає на зусилля в точці підвісу штанг, тому на великих глибинах для отримання заданої продуктивності слід перейти на довгоходовий режим відкачки, при якому можна використовувати глибинні насоси малого діаметра. Зменшувати довжину хода не бажано, так як прийдеться збільшувати число качань, що супроводжується ростом навантажень в одиницю часу, що несприятливо подіє на насос і штанги.
Таким чином, в результаті проведеного аналізу причин виникнення і розвитку дефектів ГНШУ можна зробити висновок, що найбільш інформативними діагностичними параметрами є споживина потужність, навантаження в точці підвісу насосних штанг та віброакустичний сигнал, що являє собою вібраційне прискорення робочого органу глибинного насосу.
Отже розроблювана система діагностування ГНШУ для своєї роботи повинна використовувати параметри навантаження в точці підвісу колони штанг, вібраційного прискорення, споживаної потужностіі. Одночасне контролювання трьох параметрів дозволить більш якісно провести процедуру діагностування ГНШУ. Для отримання даних, по яким буде проводитися процес діагностування, необхідно розробити пристрій за допомогою якого буде проводитися відображення фізичних величин вібрації, навантаження, потужності у електричні сигнали, їх накопичення на певному протязі часу з подальшою передачею до ЕОМ.
Постановка задачі
Для складної динамічної системи, в якості якої обрана штангова насосно-глибинна установка для видобутку нафти (ШНГУ) необхідно:
Розробити адекватну математичну модель ГНШУ при роботі її у викривленій свердловині з використанням можливостей об’єктно-орієнтованого програмування, на принципах якого розроблений сучасний пакет прикладних програм MATLAB 6.0;
Розробити алгоритм діагностування технічного стану ШНГУ з врахуванням кривизни свердловини і діючого комплексу силових факторів.
В якості вхідної інформації прийняти типорозміри та експлуатаційні параметри реальних ШНГУ;
Врахувати реальні збурюючі сили, що діють на систему в процесі експлуатації і геометричні параметри стовбура свердловини. Для отримання збурюючої сили скористатися експериментальними даними (динамограмами роботи ШНГУ) та сучасними математичними методами обробки результатів експериментів.
5.Здійснити задачу розпізнавання відмов у системі на основі вибору раціональної структури словника ДО та побудови правила вирішення класу відмов системи по поточних значеннях цих ознак.
6.Результатом виконання проекту має бути розроблене програмне та алгоритмічне забезпечення процедури контролю поточного технічного стану штангової колони ГНШУ при роботі її у викривлений свердловині.