Штанговые глубинные насосы

Қысқаша негізгісі

Установка — это привод на устье (станок-качалка превращает вращение двигателя в качание), колонна штанг и плунжерный насос с двумя шариковыми клапанами: нагнетательным в плунжере и всасывающим внизу цилиндра.
При ходе вверх нагнетательный клапан закрыт, и вес столба жидкости над плунжером несут штанги; при ходе вниз он открыт, а столб лежит на всасывающем клапане, то есть на трубах. Этот переход нагрузки дважды за цикл растягивает и отпускает штанги и трубы.
Теоретическая подача — площадь плунжера, умноженная на длину хода и число качаний в сутки. Фактическая меньше: коэффициент подачи складывается из потери хода на растяжение штанг и труб, неполного наполнения цилиндра, утечек и усадки нефти.
Наибольшая нагрузка на устьевой шток — вес штанг в жидкости плюс нагрузка от жидкости (перепад давления на плунжере, умноженный на его площадь) плюс инерция; наименьшая — вес штанг в жидкости минус инерция.
Динамограмма — запись нагрузки на устьевой шток по его ходу. В идеале это параллелограмм; его искажения показывают газ в цилиндре, неполное заполнение, утечки в клапанах, трение, обрыв штанг.
Производительность насоса обычно больше притока. Если уровень откачан до приёма, цилиндр заполняется не полностью, и плунжер бьёт по жидкости. Режим подбирают по динамическому уровню и динамограмме; газ отводят в затрубье, а вредное пространство насоса делают как можно меньше.

Негізгі қатынастар

q_{\text{т}} = 1440\,A_{\text{пл}}\,S\,n

теоретическая подача, м³/сут: площадь плунжера в м², ход в м, число качаний в минуту

\alpha_{\text{п}} = \dfrac{q}{q_{\text{т}}}

коэффициент подачи

P_{\text{ж}} = (p_{\text{вых}} - p_{\text{пр}})\,A_{\text{пл}}

нагрузка от жидкости

P_{\uparrow} = P'_{\text{шт}} + P_{\text{ж}}, \qquad P_{\downarrow} = P'_{\text{шт}}

статические нагрузки на шток при ходе вверх и вниз

S_{\text{пл}} = S - \dfrac{P_{\text{ж}} L}{E}\left(\dfrac{1}{A_{\text{шт}}} + \dfrac{1}{A_{\text{тр}}}\right)

ход плунжера: ход штока минус удлинение штанг и незаякоренных труб

Жиі қателіктер

Считать нагрузку от жидкости по глубине спуска насоса, а не по динамическому уровню: столб в затрубье подпирает плунжер снизу.
Забывать, что ход плунжера короче хода устьевого штока, — особенно при большом плунжере, глубоком спуске и незаякоренных трубах.
Сравнивать давления при расчёте сжатия газа в цилиндре в избыточных, а не в абсолютных величинах.
Увеличивать число качаний, когда цилиндр и так заполняется не полностью: подача не вырастет, а удары и износ вырастут.
Судить о насосе по одной динамограмме, не зная уровня, давления в затрубье и дебита.

Сабақтан кейін сіз

назвать узлы установки от электродвигателя до всасывающего клапана и объяснить, что делает каждый;
проследить цикл работы насоса: какой клапан открыт и что несёт вес столба жидкости при ходе вверх и при ходе вниз;
рассчитать теоретическую подачу и коэффициент подачи и разложить потери подачи на составляющие;
оценить нагрузки на устьевой шток, удлинение штанг и труб и длину хода плунжера;
прочитать простую динамограмму: отличить нормальную работу от влияния газа, неполного заполнения цилиндра, утечек в клапанах и обрыва штанг;
объяснить, как управляют откачкой по динамическому уровню и чем борются с газом, песком, отложениями и износом в искривлённом стволе.

Из чего состоит установка

В уроке о выборе способа механизированной добычи штанговый насос описан в двух словах: привод на устье качает колонну штанг, а она — плунжер насоса на глубине. Здесь разберём установку по частям, сверху вниз — по пути, которым энергия идёт от электросети к жидкости.

СызбаШтанговая насосная установка (схема, не в масштабе; скважина укорочена). Станок-качалка превращает вращение двигателя в качание балансира; колонна штанг внутри насосно-компрессорных труб (НКТ) передаёт движение плунжеру; жидкость поднимается по НКТ в выкидную линию, а газ, отделившийся у приёма насоса, собирается в затрубном пространстве над динамическим уровнем (отвод газа из затрубья на схеме не показан).

Станок-качалка (pumping unit) — механизм, который превращает вращение в качание. Электродвигатель (реже газовый двигатель) вращается с частотой от нескольких сотен до полутора тысяч оборотов в минуту. Клиноремённая передача и редуктор снижают её до нескольких оборотов в минуту — обычно от 3 до 12, редко больше 15–20. На выходном валу редуктора сидят кривошипы с противовесами; шатуны соединяют их с задним плечом балансира — балки, которая качается на опоре стойки. На переднем плече закреплена головка балансира (horsehead): её дуга очерчена из центра качания, поэтому канатная подвеска, огибающая головку, движется строго по вертикали — по оси скважины.

К подвеске крепится полированный шток (устьевой шток, polished rod) — верхнее звено колонны штанг. Гладким его делают ради уплотнения: на устье шток плотно охватывает набивка устьевого сальника (stuffing box) — она удерживает давление скважины, пока шток скользит сквозь неё вверх и вниз. Ниже сальника — отвод в выкидную линию; отдельный отвод выведен из затрубного пространства.

Противовесы нужны потому, что без них двигатель работал бы рывками: при ходе вверх он поднимал бы штанги и жидкость, а при ходе вниз штанги сами тянули бы механизм. Противовес запасает энергию, когда штанги идут вниз, и отдаёт её, когда они идут вверх, — как противовес лифта. Правильно уравновешенный станок нагружает двигатель примерно одинаково на обоих ходах (расчёт — в углублённом разделе об уравновешивании).

Узлы установки по пути энергии — от сети к жидкости

Узел: Электродвигатель, ремённая передача, редуктор
Что делает: дают медленное вращение с большим крутящим моментом
По-английски: prime mover, V-belt, gear reducer

Узел: Кривошип, шатун, балансир
Что делает: превращают вращение в качание
По-английски: crank, pitman, walking beam

Узел: Противовесы
Что делает: выравнивают нагрузку на двигатель между ходом вверх и ходом вниз
По-английски: counterweights

Узел: Головка балансира, канатная подвеска
Что делает: ведут шток строго по вертикали
По-английски: horsehead, bridle

Узел: Полированный шток, устьевой сальник
Что делает: передают движение в скважину и уплотняют устье
По-английски: polished rod, stuffing box

Узел: Колонна штанг
Что делает: передаёт движение и усилие плунжеру
По-английски: sucker rod string

Узел: Цилиндр, плунжер, два клапана
Что делает: поднимают жидкость
По-английски: barrel, plunger, travelling and standing valves

Узел	Что делает	По-английски
Электродвигатель, ремённая передача, редуктор	дают медленное вращение с большим крутящим моментом	prime mover, V-belt, gear reducer
Кривошип, шатун, балансир	превращают вращение в качание	crank, pitman, walking beam
Противовесы	выравнивают нагрузку на двигатель между ходом вверх и ходом вниз	counterweights
Головка балансира, канатная подвеска	ведут шток строго по вертикали	horsehead, bridle
Полированный шток, устьевой сальник	передают движение в скважину и уплотняют устье	polished rod, stuffing box
Колонна штанг	передаёт движение и усилие плунжеру	sucker rod string
Цилиндр, плунжер, два клапана	поднимают жидкость	barrel, plunger, travelling and standing valves

Оборудование стандартизовано: размеры штанг, насосов и станков-качалок задают стандарты Американского нефтяного института (API) и стандарты стран СНГ, поэтому узлы разных изготовителей взаимозаменяемы — редкое для механизированной добычи удобство. Кроме балансирных станков-качалок применяют безбалансирные приводы — цепные и гидравлические, в том числе длинноходовые, с ходом 6 м и больше; насос и штанги у них те же.

Колонна штанг

Насосные штанги (sucker rods) — стальные стержни круглого сечения длиной около 8 м (в американской практике — 25 или 30 футов, то есть 7,6 или 9,1 м) с резьбовыми головками на концах; их свинчивают муфтами. Обычные диаметры — 16, 19, 22 и 25 мм (5/8, 3/4, 7/8 и 1 дюйм); встречаются и тоньше, и толще. Колонна штанг в скважине глубиной полтора километра — это стальная струна из почти двухсот звеньев, которая одновременно тянет, пружинит и трётся о трубы.

Штанги работают на усталость: за каждый цикл нагрузка меняется от наименьшей к наибольшей и обратно. При шести качаниях в минуту это больше трёх миллионов циклов в год. Поэтому прочность колонны определяют и наибольшее напряжение, и размах его изменения за цикл: чем больше размах, тем меньше допустимое наибольшее напряжение (эту зависимость описывает диаграмма Гудмана). В коррозионной среде — в минерализованной воде и особенно в присутствии сероводорода — допустимое напряжение дополнительно снижают. Обрывы и отвороты штанг — в числе самых частых причин подземного ремонта скважин с ШГН.

Верхние штанги несут вес всех нижних и вес жидкости, нижние — почти только нагрузку от жидкости. Поэтому колонну часто делают ступенчатой (tapered rod string): вверху — штанги большего диаметра, внизу — меньшего. Колонна получается легче при той же прочности, а станок-качалка и редуктор нагружены меньше.

Кроме стальных применяют стеклопластиковые штанги — лёгкие и стойкие к коррозии, но плохо переносящие сжатие — и непрерывные штанги без муфт, которые меньше истирают трубы. В самом низу колонны нередко ставят несколько тяжёлых штанг большого диаметра (sinker bars): их вес помогает колонне идти вниз и не даёт нижним штангам сжиматься и изгибаться.

Колонна штанг движется вниз только под собственным весом — толкать её сверху нельзя: штанги, попавшие под сжатие, изгибаются и быстро ломаются от усталости. Отсюда предел числа качаний. В верхней точке шток начинает двигаться вниз с ускорением, и штанги должны за ним успевать.

Предельное число качаний по свободному падению штанг

n_{\text{пред}} = \frac{30}{\pi}\sqrt{\frac{2g}{S}} \approx \frac{42{,}3}{\sqrt{S}}

мұндағы:

$n_{\text{пред}}$ число качаний в минуту, при котором ускорение штока в верхней точке равно ускорению свободного падения, мин⁻¹
$S$ длина хода устьевого штока, м
$g$ ускорение свободного падения, 9,81 м/с², м/с²

Бірліктер: $S$ — метры, $g$ — м/с², $n$ — качания в минуту

Мына жағдайда орындалады

шток движется по гармоническому закону: наибольшее ускорение равно $\omega^2 S/2$ , где $\omega = \pi n/30$ — угловая скорость кривошипа в радианах в секунду;
штанги падают с ускорением $g$ , без жидкости и трения. В жидкости они падают медленнее — вес уменьшен выталкивающей силой, движению мешает трение, — поэтому формула даёт верхнюю границу, а не рабочее значение.

При большем числе качаний шток уходит вниз быстрее, чем штанги успевают падать: подвеска разгружается, а затем нагрузка возвращается ударом. Чем длиннее ход, тем меньше допустимое число качаний. На практике для обычного станка-качалки берут не больше примерно 0,7 этого предела, а в вязкой нефти, где штанги «зависают», — ещё меньше.

Басқа бірліктер жүйелерінде (1)

Промысловые единицы (oilfield)

n_{\text{пред}} = \sqrt{\frac{70\,500}{S\,[\text{in}]}}

$S$ — дюймы, $n$ — качания в минуту.

$70\,500 \approx (30/\pi)^2\cdot 2g$ при $g = 386$ дюймов/с². Точное значение — около 70 400; в справочниках принято округлённое.

Насос и цикл его работы

Сам насос устроен просто. В цилиндре (barrel) ходит полый плунжер (plunger), подвешенный на штангах. Клапанов два, оба шариковые: шар лежит на седле, поток снизу приподнимает его и проходит, а обратный поток прижимает шар к седлу. Нагнетательный клапан (travelling valve) стоит в плунжере и движется вместе с ним; всасывающий клапан (standing valve) неподвижен и закрывает низ цилиндра. Плунжер уплотнён в цилиндре очень малым зазором — от сотых до десятой доли миллиметра — либо кольцами или манжетами.

По способу спуска насосы делят на два типа. Невставной (трубный) насос (tubing pump): цилиндр спускают на НКТ как часть колонны труб, а плунжер — потом на штангах. Плунжер может быть почти во весь внутренний диаметр труб, подача больше, но, чтобы заменить цилиндр, приходится поднимать трубы. Вставной насос (insert pump) собирают на поверхности и целиком спускают на штангах внутрь НКТ, где он садится в замковую опору; чтобы его сменить, достаточно поднять штанги, зато диаметр плунжера меньше.

СызбаРабота клапанов штангового насоса (схема). При ходе вверх нагнетательный клапан закрыт, плунжер поднимает столб жидкости, а через открытый всасывающий клапан цилиндр заполняется. При ходе вниз всасывающий клапан закрыт и держит столб жидкости, а плунжер опускается сквозь жидкость, пропуская её через открытый нагнетательный клапан.

Цикл работы насоса

1
Ход вверх: нагрузку берут штанги
Плунжер трогается вверх. Давление столба жидкости сверху прижимает шар нагнетательного клапана к седлу — клапан закрыт, и плунжер, как поршень, поднимает весь столб жидкости в трубах. Вес столба висит на штангах — за вычетом силы, с которой жидкость под плунжером подпирает его снизу.
2
Ход вверх: цилиндр заполняется
Под плунжером давление падает. Когда оно становится ниже давления на приёме, жидкость из скважины приподнимает шар всасывающего клапана и идёт в цилиндр вслед за плунжером. Столб жидкости в трубах поднимается, и его верхняя часть уходит в выкидную линию.
3
Ход вниз: нагрузку берут трубы
Плунжер трогается вниз. Давление под ним растёт; всасывающий клапан закрывается и теперь сам держит столб жидкости — через цилиндр его вес передаётся трубам.
4
Ход вниз: жидкость переходит в пространство над плунжером
Когда давление под плунжером сравнивается с давлением над ним, нагнетательный клапан открывается, и плунжер опускается сквозь жидкость, оставляя её над собой. Штанги несут только собственный вес в жидкости. В нижней точке цикл начинается заново.

Подача насоса и коэффициент подачи

ШГН — объёмный насос: за каждое качание — двойной ход, вверх и вниз, — он вытесняет объём, равный площади плунжера, умноженной на длину хода. Теоретическую подачу получают, умножив этот объём на число качаний в сутки.

Теоретическая подача штангового насоса

q_{\text{т}} = 1440\,A_{\text{пл}}\,S\,n, \qquad A_{\text{пл}} = \frac{\pi D^2}{4}

мұндағы:

$q_{\text{т}}$ теоретическая подача — объём, который плунжер вытеснял бы за сутки при ходе, равном ходу устьевого штока, м³/сут
$A_{\text{пл}}$ площадь поперечного сечения плунжера, м²
$D$ диаметр плунжера, м
$S$ длина хода устьевого (полированного) штока, м
$n$ число качаний (двойных ходов) в минуту, мин⁻¹

Бірліктер: метры, квадратные метры, качания в минуту; результат — м³/сут

Мына жағдайда орындалады

ход плунжера равен ходу устьевого штока, цилиндр целиком заполняется жидкостью, утечек нет — отклонения от этого учитывает коэффициент подачи;
в практике стран СНГ в формулу подставляют ход устьевого штока; в методике API объём считают по ходу плунжера, и потеря хода в объёмный КПД не входит. Сравнивая коэффициенты из разных источников, это нужно проверять.

Подача пропорциональна квадрату диаметра плунжера, длине хода и числу качаний. Одну и ту же подачу дают разные сочетания этих трёх величин; выбор между ними определяют нагрузки (следующий раздел).

Басқа бірліктер жүйелерінде (2)

Метрические промысловые единицы

q_{\text{т}}\,[\text{м}^3/\text{сут}] = 1{,}131\cdot 10^{-3}\;D^2\,[\text{мм}^2]\;S\,[\text{м}]\;n\,[\text{мин}^{-1}]

$D$ — мм, $S$ — м, $n$ — качания в минуту, $q_{\text{т}}$ — м³/сут.

$1{,}131\cdot 10^{-3} = 1440\cdot(\pi/4)\cdot 10^{-6}$ : 1440 минут в сутках, $\pi/4$ — переход от диаметра к площади, $10^{-6}$ — из мм² в м².

Промысловые единицы (oilfield)

q_{\text{т}}\,[\text{bbl/d}] = 0{,}1166\;D^2\,[\text{in}^2]\;S\,[\text{in}]\;n\,[\text{мин}^{-1}]

$D$ и $S$ — дюймы, $n$ — качания в минуту, $q_{\text{т}}$ — баррели в сутки.

$0{,}1166 = (\pi/4)\cdot 1440/9702$ : в барреле 42 галлона по 231 кубическому дюйму, то есть 9702 кубических дюйма.

Фактическая подача, как правило, меньше теоретической. Отношение первой ко второй — коэффициент подачи; в англоязычной литературе близкое понятие — объёмный КПД насоса (volumetric efficiency).

Коэффициент подачи и его составляющие

\alpha_{\text{п}} = \frac{q}{q_{\text{т}}} = \alpha_{\text{х}}\,\alpha_{\text{н}}\,\alpha_{\text{ут}}\,\alpha_{\text{ус}}

мұндағы:

$\alpha_{\text{п}}$ коэффициент подачи, —
$q$ фактическая подача жидкости, замеренная на поверхности, м³/сут
$\alpha_{\text{х}}$ доля хода устьевого штока, которая доходит до плунжера: $S_{\text{пл}}/S$ ; остальное — упругое удлинение штанг и труб, —
$\alpha_{\text{н}}$ коэффициент наполнения: доля объёма, описанного плунжером, которую занимает жидкость; остальное — свободный газ, —
$\alpha_{\text{ут}}$ доля, остающаяся после утечек через зазор плунжера, клапаны и резьбы труб, —
$\alpha_{\text{ус}}$ усадка, $1/B_{\text{ж}}$ : жидкость на приёме содержит растворённый газ и занимает больший объём, чем на поверхности; $B_{\text{ж}}$ — объёмный коэффициент жидкости при условиях приёма, —

Бірліктер: безразмерные доли единицы

Мына жағдайда орындалады

сомножители считаются независимыми — это удобное приближение для поиска главной причины потерь, а не точный закон;
подача замерена при установившемся режиме, а не сразу после пуска.

У исправной установки коэффициент подачи обычно лежит между 0,6 и 0,8. Важнее самого числа то, из чего оно сложилось: потерю хода считают по закону Гука, наполнение видно на динамограмме, усадку дают свойства нефти (Модель «чёрной нефти»: газосодержание и объёмные коэффициенты), а на утечки приходится остаток — и он растёт по мере износа насоса.

Есептеу мысалыТеоретическая подача и коэффициент подачи

Бастапқы деректер (шартты)

Диаметр плунжера $D$: 44 мм
Длина хода устьевого штока $S$: 2,5 м
Число качаний $n$: 6 в минуту
Замеренная подача жидкости $q$: 22 м³/сут

Шешім

Площадь плунжера: $A_{\text{пл}} = \pi\cdot 0{,}044^2/4 = 15{,}21$ см².
Объём за одно качание: $15{,}21\cdot 10^{-4}\cdot 2{,}5$ м³ $= 3{,}80$ л; качаний в сутки $6\cdot 1440 = 8640$ .
Теоретическая подача: $q_{\text{т}} = 1{,}131\cdot 10^{-3}\cdot 44^2\cdot 2{,}5\cdot 6 = 32{,}84$ м³/сут.
То же в промысловых единицах: $D = 1{,}732$ in, $S = 98{,}43$ in; $0{,}1166\cdot 1{,}732^2\cdot 98{,}43\cdot 6 = 207$ bbl/d — то же самое, потому что в кубометре 6,29 барреля.
Коэффициент подачи: $\alpha_{\text{п}} = 22/32{,}84 = 0{,}67$ .
Предел числа качаний по свободному падению штанг: $42{,}3/\sqrt{2{,}5} = 26{,}8$ в минуту; рабочий ориентир — около 0,7 от него, то есть 19. Шесть качаний — с большим запасом.

Жауап: Теоретическая подача — 32,84 м³/сут, фактическая — 22 м³/сут: коэффициент подачи 0,67.

Бұл нені білдіреді. Насос недодаёт треть расчётного объёма. Это обычная картина, и сама по себе она не говорит о неисправности. Куда уходит эта треть, покажут расчёт нагрузок и хода плунжера в следующем разделе и динамограмма. Данные примера условные.

Нагрузки на штанги и длина хода плунжера

На устьевой шток действуют вес колонны штанг, нагрузка от жидкости и силы, связанные с движением: инерция, трение, колебания. Начнём со статики — как если бы насос работал очень медленно.

Вес штанг в жидкости. Штанги погружены в жидкость, заполняющую трубы, и выталкивающая сила уменьшает их вес — как у обсадной колонны в буровом растворе (Расчёт обсадных колонн). Вес в жидкости равен весу в воздухе, умноженному на коэффициент плавучести.

Нагрузка от жидкости (fluid load). При ходе вверх на плунжер сверху давит столб жидкости в трубах — это давление на выкиде насоса, — а снизу давление на приёме. Разность давлений, умноженная на площадь плунжера, и есть нагрузка от жидкости. Давление на приёме создаётся столбом жидкости в затрубье от динамического уровня до насоса и давлением газа над ним, поэтому насос поднимает жидкость как бы не со своей глубины, а с динамического уровня (перепад давления насоса).

Статические нагрузки на устьевой шток

\begin{aligned} P_{\uparrow} &= P'_{\text{шт}} + P_{\text{ж}}, \qquad P_{\downarrow} = P'_{\text{шт}},\\ P'_{\text{шт}} &= m_{\text{шт}}\,g\,L\,k_{\text{пл}}, \qquad P_{\text{ж}} = (p_{\text{вых}} - p_{\text{пр}})\,A_{\text{пл}} \end{aligned}

мұндағы:

$P_{\uparrow},\ P_{\downarrow}$ нагрузка на устьевой шток при ходе вверх и при ходе вниз, Н
$P'_{\text{шт}}$ вес колонны штанг в жидкости, Н
$m_{\text{шт}}$ масса одного метра штанг с муфтами, кг/м
$L$ длина колонны штанг (по стволу), м
$k_{\text{пл}}$ коэффициент плавучести, $1 - \rho/\rho_{\text{ст}}$ ; $\rho$ — плотность жидкости в трубах, $\rho_{\text{ст}} = 7850$ кг/м³ — плотность стали, —
$P_{\text{ж}}$ нагрузка от жидкости, Н
$p_{\text{вых}},\ p_{\text{пр}}$ давление на выкиде и на приёме насоса, Па
$A_{\text{пл}}$ площадь плунжера — полная, без вычета сечения штанг, м²

Бірліктер: СИ; оба давления избыточные или оба абсолютные — в формулу входит их разность

Мына жағдайда орындалады

очень медленное движение: без инерции, трения и колебаний;
скважина вертикальная; в наклонной вес штанг считают по глубине спуска по вертикали, а не по длине колонны, и трение штанг о трубы там увеличивает нагрузку при ходе вверх и уменьшает при ходе вниз;
колонна штанг одного диаметра; для ступенчатой колонны веса ступеней складывают;
нагрузку от жидкости считают по полной площади плунжера именно потому, что вес штанг взят в жидкости; если взять вес штанг в воздухе, давление на выкиде умножают на площадь плунжера за вычетом сечения штанг, а давление на приёме — по-прежнему на полную площадь; результат практически тот же (вывод — в углублённом разделе);
не учтена сила, с которой давление на устье выталкивает шток из сальника, — обычно доли килоньютона.

Разность нагрузок при ходе вверх и при ходе вниз равна нагрузке от жидкости. Она тем больше, чем больше плунжер и чем глубже динамический уровень; вес штанг растёт с глубиной спуска и диаметром штанг. Станок-качалка должен выдержать наибольшую нагрузку, а штанги — миллионы циклов от наименьшей до наибольшей.

Басқа бірліктер жүйелерінде (2)

Метрические промысловые единицы

P_{\text{ж}}\,[\text{кН}] = 0{,}1\,(p_{\text{вых}} - p_{\text{пр}})\,[\text{МПа}]\;A_{\text{пл}}\,[\text{см}^2]

давления — МПа, площадь плунжера — см², нагрузка — кН.

1 МПа на площади 1 см² — это 100 Н, то есть 0,1 кН.

Промысловые единицы (oilfield)

P_{\text{ж}}\,[\text{lbf}] = 0{,}340\;\gamma\;D^2\,[\text{in}^2]\;H_{\text{дин}}\,[\text{ft}]

$\gamma$ — относительная плотность жидкости (вода = 1), $D$ — диаметр плунжера в дюймах, $H_{\text{дин}}$ — глубина динамического уровня в футах; давления на устье в трубах и в затрубье приняты равными.

$0{,}340 = 0{,}433\cdot\pi/4$ : 0,433 psi на фут — градиент давления пресной воды (psi — фунт-сила на квадратный дюйм), $\pi/4$ — переход от квадрата диаметра к площади.

Динамика. Колонна штанг — это несколько тонн стали, которые дважды за цикл останавливаются и разгоняются в обратную сторону. Проще всего оценить инерцию, считая, что штанги движутся как одно целое, а шток — по гармоническому закону. Тогда наибольшее ускорение, выраженное в долях $g$ , даёт фактор динамичности (acceleration factor).

Фактор динамичности и нагрузки с учётом инерции

\begin{aligned} K_{\text{д}} &= \frac{\omega^2 S}{2g} = \frac{S\,n^2}{1790},\\ P_{\max} &\approx P'_{\text{шт}} + P_{\text{ж}} + K_{\text{д}}\,P_{\text{шт}}, \qquad P_{\min} \approx P'_{\text{шт}} - K_{\text{д}}\,P_{\text{шт}} \end{aligned}

мұндағы:

$K_{\text{д}}$ фактор динамичности: наибольшее ускорение штока в долях $g$ , —
$\omega$ угловая скорость кривошипа, $\pi n/30$ , рад/с
$S$ длина хода устьевого штока, м
$n$ число качаний в минуту, мин⁻¹
$P_{\text{шт}}$ вес штанг в воздухе, $m_{\text{шт}}\,g\,L$ : инерция определяется массой, и выталкивающая сила на неё не влияет, Н
$P_{\max},\ P_{\min}$ оценка наибольшей и наименьшей нагрузки на шток за цикл, Н

Бірліктер: $S$ — метры, $n$ — качания в минуту; нагрузки — в любых одинаковых единицах

Мына жағдайда орындалады

гармоническое движение штока; у обычного станка-качалки ускорение в нижней точке больше, а в верхней меньше гармонического;
штанги жёсткие и движутся как одно целое; упругие колебания, инерция жидкости и трение не учтены;
оценка годится для небольших глубин и чисел качаний; при проектировании применяют методики, основанные на решении волнового уравнения для колонны штанг (например, API RP 11L, в нынешнем обозначении — TR 11L).

Наибольшая нагрузка приходится на начало хода вверх: штанги уже несут жидкость и разгоняются вверх. Наименьшая — на начало хода вниз. Инерция растёт пропорционально длине хода и квадрату числа качаний: удвоив число качаний, получаем вчетверо большую добавку.

Басқа бірліктер жүйелерінде (2)

Метрические единицы

K_{\text{д}} = \frac{S\,[\text{м}]\;n^2}{1790}

$S$ — м, $n$ — качания в минуту.

$1790 = 1800\,g/\pi^2$ при $g = 9{,}81$ м/с² (точнее 1789). В русскоязычных справочниках часто приводят $S\,n^2/1440$ : в это выражение заложена поправка на конечную длину шатуна — при отношении радиуса кривошипа к длине шатуна 1 : 4 ускорение в начале хода вверх в 1,25 раза больше гармонического ( $1800/1{,}25 = 1440$ ).

Промысловые единицы (oilfield)

K_{\text{д}} = \frac{S\,[\text{in}]\;n^2}{70\,500}

$S$ — дюймы, $n$ — качания в минуту.

то же выражение при $g = 386$ дюймов/с²: точное значение около 70 400, в справочниках принято 70 500.

Потеря хода. Под нагрузкой от жидкости штанги удлиняются по закону Гука. При ходе вниз нагрузка переходит на трубы: теперь удлиняются они, а штанги укорачиваются. Пока нагрузка переходит со штанг на трубы и обратно, плунжер относительно цилиндра не движется. Поэтому ход плунжера короче хода устьевого штока на сумму этих удлинений.

Удлинение штанг и труб и ход плунжера

\lambda_{\text{шт}} = \frac{P_{\text{ж}}\,L}{E\,A_{\text{шт}}}, \qquad \lambda_{\text{тр}} = \frac{P_{\text{ж}}\,L}{E\,A_{\text{тр}}}, \qquad S_{\text{пл}} = S - \lambda_{\text{шт}} - \lambda_{\text{тр}}

мұндағы:

$\lambda_{\text{шт}},\ \lambda_{\text{тр}}$ упругое удлинение колонны штанг и колонны труб под нагрузкой от жидкости, м
$E$ модуль Юнга стали, около 207 000 МПа, Па
$A_{\text{шт}}$ площадь сечения тела штанги, м²
$A_{\text{тр}}$ площадь сечения металла труб (стенки), м²
$L$ длина колонны штанг и труб до насоса, м
$S_{\text{пл}}$ длина хода плунжера относительно цилиндра, м

Бірліктер: СИ

Мына жағдайда орындалады

колонна штанг одного диаметра; для ступенчатой колонны удлинения ступеней складывают: $\lambda_{\text{шт}} = (P_{\text{ж}}/E)\sum L_i/A_i$ ;
трубы не заякорены; если низ труб закреплён якорем, $\lambda_{\text{тр}} = 0$ ;
статика: при больших глубинах и числах качаний инерция штанг добавляет плунжеру ход (углублённый раздел);
штанги стальные; у стеклопластиковых модуль упругости в несколько раз меньше, и удлинение соответственно больше.

Потеря хода растёт с глубиной спуска и с диаметром плунжера (через нагрузку от жидкости) и уменьшается с ростом сечения штанг. Она не зависит от длины хода, поэтому при длинном ходе теряется меньшая его доля.

Басқа бірліктер жүйелерінде (1)

Промысловые единицы (oilfield)

\lambda\,[\text{in}] = \frac{12\;P_{\text{ж}}\,[\text{lbf}]\;L\,[\text{ft}]}{E\,[\text{psi}]\;A\,[\text{in}^2]}

нагрузка — фунты силы, длина колонны — футы, площадь — квадратные дюймы, удлинение — дюймы.

12 — число дюймов в футе; модуль Юнга стали около $30\cdot 10^6$ psi.

Есептеу мысалыНагрузки и ход плунжера для скважины урока

Бастапқы деректер (шартты)

Насос: плунжер 44 мм ( $A_{\text{пл}} = 15{,}21$ см²) на глубине $L = 1200$ м; скважина вертикальная
Режим: $S = 2{,}5$ м, $n = 6$ мин⁻¹; замеренная подача 22 м³/сут
Штанги: стальные 22 мм, одна ступень; с муфтами 3,1 кг/м
Трубы: НКТ 73 × 5,5 мм, без якоря
Жидкость: плотность 950 кг/м³; динамический уровень 950 м
Давления на устье (избыточные): в трубах 1,0 МПа, в затрубье 0,2 МПа
Для разложения коэффициента подачи: объёмный коэффициент жидкости на приёме 1,04; утечки — около 3 % подачи

Шешім

Давление на выкиде — давление на устье плюс столб жидкости в трубах: $p_{\text{вых}} = 1{,}0 + 950\cdot 9{,}81\cdot 1200\cdot 10^{-6} = 12{,}18$ МПа. На приёме — давление в затрубье плюс столб от уровня до насоса (250 м): $p_{\text{пр}} = 0{,}2 + 2{,}33 = 2{,}53$ МПа. Перепад на плунжере — 9,65 МПа.
Нагрузка от жидкости: $P_{\text{ж}} = 0{,}1\cdot 9{,}65\cdot 15{,}21 = 14{,}68$ кН.
Вес штанг в воздухе: $P_{\text{шт}} = 3{,}1\cdot 9{,}81\cdot 1200 = 36\,493$ Н, то есть 36,49 кН. Коэффициент плавучести: $1 - 950/7850 = 0{,}879$ . Вес в жидкости: $P'_{\text{шт}} = 36\,493\cdot 0{,}879 = 32\,077$ Н, то есть 32,08 кН.
Статические нагрузки: при ходе вверх $32{,}08 + 14{,}68 = 46{,}76$ кН, при ходе вниз 32,08 кН.
Фактор динамичности: $K_{\text{д}} = 2{,}5\cdot 6^2/1790 = 0{,}0503$ ; инерционная добавка $0{,}0503\cdot 36{,}49 = 1{,}8$ кН. Оценка: $P_{\max} \approx 49$ кН, $P_{\min} \approx 30$ кН.
Сечение штанг: $\pi\cdot 0{,}022^2/4 = 3{,}80$ см²; сечение стенки труб: 11,66 см². Удлинение штанг: $\lambda_{\text{шт}} = \dfrac{14\,678\cdot 1200}{2{,}07\cdot 10^{11}\cdot 3{,}80\cdot 10^{-4}} = 0{,}224$ м; труб — тем же расчётом с их сечением: $\lambda_{\text{тр}} = 0{,}073$ м.
Ход плунжера: $S_{\text{пл}} = 2{,}5 - 0{,}224 - 0{,}073 = 2{,}20$ м, то есть $\alpha_{\text{х}} = 0{,}88$ . С якорем на трубах было бы 2,28 м.
Коэффициент подачи этой скважины — 0,67 (предыдущий пример). На остальные три сомножителя приходится $0{,}67/0{,}88 = 0{,}76$ . При объёмном коэффициенте жидкости 1,04 и утечках около 3 % коэффициент наполнения $\alpha_{\text{н}} = 0{,}76\cdot 1{,}04/0{,}97 = 0{,}81$ .

Жауап: Станок-качалка должен выдерживать на штоке около 49 кН; из 2,5 м хода до плунжера доходит 2,20 м; примерно 19 % объёма цилиндра занимает газ.

Бұл нені білдіреді. На упругость штанг и труб уходит 12 % хода; якорь на трубах вернул бы около 25 % этой потери. Но главная потеря здесь — наполнение: примерно пятую часть объёма цилиндра занимает газ. Это предположение проверяют динамограммой (следующий раздел). Наибольшая нагрузка всего на 4 % выше статической: при шести качаниях в минуту инерция мала. Данные примера условные.

Выбор режима. Одну и ту же теоретическую подачу дают разные сочетания диаметра плунжера, длины хода и числа качаний. Они не равноценны — и это видно, если сравнить нагрузки.

Есептеу мысалыТри способа получить одну подачу

Бастапқы деректер (шартты)

Скважина, штанги и трубы: как в предыдущем примере; ход $S = 2{,}5$ м
Варианты плунжера: 32, 44 и 57 мм
Теоретическая подача во всех вариантах: 32,84 м³/сут — как у насоса 44 мм при 6 качаниях в минуту

Шешім

Число качаний при той же подаче обратно пропорционально площади плунжера, то есть квадрату диаметра: для 32 мм — $6\cdot(44/32)^2 = 11{,}3$ , для 44 мм — 6, для 57 мм — $6\cdot(44/57)^2 = 3{,}6$ в минуту.
Нагрузка от жидкости при том же перепаде 9,65 МПа пропорциональна площади плунжера: 7,76, 14,68 и 24,63 кН.
Потеря хода на удлинение штанг и труб пропорциональна этой нагрузке: 0,16, 0,30 и 0,50 м, то есть 6, 12 и 20 % хода.
Статическая нагрузка при ходе вверх: 39,8, 46,8 и 56,7 кН. С инерцией ( $K_{\text{д}} = S n^2/1790$ ): 46,4, 48,6 и 57,4 кН.
Циклов нагружения штанг за год: 5,96, 3,15 и 1,88 млн.

Жауап: С малым плунжером нужно 11,3 качания в минуту вместо 6, с большим — только 3,6; зато большой плунжер нагружает штанги до 56,7 кН вместо 46,8 и теряет на растяжение 20 % хода.

Бұл нені білдіреді. У малого плунжера статическая нагрузка заметно меньше, но большую часть выигрыша съедает инерция, а штанги проходят за год почти вдвое больше циклов. Большой плунжер с редкими качаниями экономичнее по энергии, но сильнее всего нагружает штанги, станок-качалку и редуктор и теряет пятую часть хода на растяжение. Обычно предпочитают длинный ход и умеренное число качаний, а диаметр плунжера берут наименьший из тех, что дают нужную подачу без чрезмерной скорости. Данные примера условные.

Из этих расчётов виден и предел возможностей ШГН. Чем глубже насос, тем большая часть допустимой нагрузки на штанги уходит на вес самих штанг и тем меньше остаётся на жидкость; одновременно растёт потеря хода. Поэтому с глубины около двух километров штанговым насосом удаётся поднять не больше сотни–полутора сотен кубометров жидкости в сутки, а с увеличением глубины возможная подача быстро падает (области применения способов).

Динамограмма

Заглянуть в насос на глубине нельзя, но о его работе рассказывает нагрузка на устьевой шток. Динамограмма (dynamometer card) — график нагрузки на шток в зависимости от его положения за один цикл. Её записывает динамограф — датчики усилия и перемещения на канатной подвеске или на штоке.

Форму идеальной динамограммы можно предсказать. Будь штанги абсолютно жёсткими, нагрузка менялась бы скачком в крайних точках: вверх шток шёл бы с нагрузкой $P_{\uparrow}$ , вниз — с $P_{\downarrow}$ , и получился бы прямоугольник. Упругость превращает его в параллелограмм: в начале хода вверх штанги растягиваются, а трубы укорачиваются, пока нагрузка от жидкости переходит на штанги, и шток за это время проходит путь $\lambda_{\text{шт}} + \lambda_{\text{тр}}$ . В начале хода вниз всё повторяется в обратном порядке.

ЕсептеуРасчётная статическая динамограмма скважины из примера: жёсткие штанги (пунктир) и упругие штанги с незаякоренными трубами (сплошная линия). А — нижняя точка, нагнетательный клапан закрылся; А–Б — штанги принимают нагрузку от жидкости; Б — всасывающий клапан открылся, плунжер пошёл вверх; В — верхняя точка; В–Г — нагрузка переходит на трубы; Г — нагнетательный клапан открылся, плунжер идёт вниз. Инерция и колебания не учтены.

Нижняя линия (Г–А) — вес штанг в жидкости. Верхняя линия (Б–В) — тот же вес плюс нагрузка от жидкости. Расстояние между ними по вертикали — нагрузка от жидкости, то есть перепад давления на плунжере: по нему можно оценить давление на приёме.
Наклонные линии — восприятие нагрузки (А–Б) и снятие нагрузки (В–Г). Их протяжённость по горизонтали — потеря хода; длина горизонтальных линий — ход плунжера.
Площадь фигуры — работа, которую шток совершает за цикл. Для идеальной динамограммы она равна $P_{\text{ж}}\,S_{\text{пл}}$ — работе по подъёму жидкости.

Реальная динамограмма отличается от параллелограмма даже у исправного насоса. На статические нагрузки накладываются инерция штанг и жидкости и упругие колебания колонны: волны растяжения бегут по штангам со скоростью звука в стали, около 5 км/с, отражаются от плунжера и возвращаются. Линии становятся волнистыми, а фигура перекашивается. Чем глубже насос и чем больше число качаний, тем сильнее искажения. Поэтому устьевую динамограмму глубоких скважин пересчитывают в плунжерную (pump card, downhole card) — нагрузку и перемещение у самого насоса, — решая волновое уравнение для колонны штанг; на ней неполадки насоса видны без помех.

Неполадки меняют форму динамограммы каждая по-своему, и это делает её главным средством диагностики ШГН. Самый частый случай — цилиндр, заполненный жидкостью не полностью.

ЕсептеуРасчётная статическая динамограмма той же скважины при наполнении цилиндра жидкостью на 81 %: остальной объём занят газом при давлении на приёме (сплошная линия). При ходе вниз плунжер сначала сжимает газ, и нагрузка снимается не сразу и не по прямой; нагнетательный клапан открывается в точке Г′, на 0,32 м позже, чем при полном заполнении (пунктир). Сжатие газа принято изотермическим, вредное пространство — заполненным жидкостью.

Как неполадки меняют динамограмму

Неполадка: Газ в цилиндре (gas interference)
Что происходит в насосе: при ходе вниз плунжер сначала сжимает газ, и нагнетательный клапан открывается с опозданием
Что видно на динамограмме: нагрузка снимается постепенно, по плавной кривой; полезный ход короче

Неполадка: Неполное заполнение при откачанном уровне (fluid pound)
Что происходит в насосе: над жидкостью в цилиндре газ очень низкого давления; плунжер доходит до жидкости и бьёт по ней
Что видно на динамограмме: нагрузка держится часть хода вниз, затем падает почти отвесно; после удара — колебания

Неполадка: Утечка в нагнетательном клапане, износ плунжера
Что происходит в насосе: при ходе вверх жидкость перетекает под плунжер, и он не удерживает столб на малой скорости
Что видно на динамограмме: нагрузка набирается медленнее и теряется раньше конца хода вверх: верхние углы срезаны

Неполадка: Утечка во всасывающем клапане
Что происходит в насосе: при ходе вниз жидкость уходит из цилиндра обратно в скважину
Что видно на динамограмме: нагрузка снимается медленнее и возвращается раньше конца хода вниз: нижние углы срезаны

Неполадка: Повышенное трение: парафин, вязкая эмульсия, искривлённый ствол
Что происходит в насосе: штанги трутся о трубы или вязнут в отложениях и вязкой жидкости
Что видно на динамограмме: при ходе вверх нагрузка выше, при ходе вниз ниже расчётной: фигура шире по вертикали

Неполадка: Обрыв или отворот штанг
Что происходит в насосе: плунжер не связан со штоком
Что видно на динамограмме: узкая полоса на уровне веса штанг в жидкости или ниже — тем ниже, чем выше место обрыва: шток несёт только часть колонны

Неполадка: Заедание плунжера
Что происходит в насосе: плунжер туго идёт в цилиндре: мешают песок или отложения
Что видно на динамограмме: резкие выбросы нагрузки в отдельных местах хода

Неполадка	Что происходит в насосе	Что видно на динамограмме
Газ в цилиндре (gas interference)	при ходе вниз плунжер сначала сжимает газ, и нагнетательный клапан открывается с опозданием	нагрузка снимается постепенно, по плавной кривой; полезный ход короче
Неполное заполнение при откачанном уровне (fluid pound)	над жидкостью в цилиндре газ очень низкого давления; плунжер доходит до жидкости и бьёт по ней	нагрузка держится часть хода вниз, затем падает почти отвесно; после удара — колебания
Утечка в нагнетательном клапане, износ плунжера	при ходе вверх жидкость перетекает под плунжер, и он не удерживает столб на малой скорости	нагрузка набирается медленнее и теряется раньше конца хода вверх: верхние углы срезаны
Утечка во всасывающем клапане	при ходе вниз жидкость уходит из цилиндра обратно в скважину	нагрузка снимается медленнее и возвращается раньше конца хода вниз: нижние углы срезаны
Повышенное трение: парафин, вязкая эмульсия, искривлённый ствол	штанги трутся о трубы или вязнут в отложениях и вязкой жидкости	при ходе вверх нагрузка выше, при ходе вниз ниже расчётной: фигура шире по вертикали
Обрыв или отворот штанг	плунжер не связан со штоком	узкая полоса на уровне веса штанг в жидкости или ниже — тем ниже, чем выше место обрыва: шток несёт только часть колонны
Заедание плунжера	плунжер туго идёт в цилиндре: мешают песок или отложения	резкие выбросы нагрузки в отдельных местах хода

Формы описаны для статической или плунжерной динамограммы; на устьевой их искажают колебания. Диагноз подтверждают замером уровня, давлений и дебита.

Одна форма — разные причины

Неполное заполнение цилиндра дают и газ, и нехватка притока, и засорённый приём насоса, а лечат их по-разному: газ отводят в затрубье, при нехватке притока уменьшают подачу, засорённый приём очищают. Чем ниже давление в цилиндре над жидкостью, тем резче снимается нагрузка: плавная кривая говорит о газе при заметном давлении на приёме, отвесное падение — об откачанном уровне или о закупоренном приёме. Различить их помогают динамический уровень и давление в затрубье: при засорённом приёме уровень остаётся высоким, а цилиндр всё равно заполняется не полностью.

Динамический уровень и режим откачки

Наибольший дебит скважина даёт при наименьшем забойном давлении (Индикаторная кривая притока), то есть когда динамический уровень держится немного выше приёма насоса. Но производительность насоса обычно выбирают с запасом, и она превышает приток. Тогда уровень постепенно снижается до приёма, цилиндр заполняется уже не полностью, и часть хода насос работает впустую — с ударами плунжера о жидкость (fluid pound), которые разбивают насос, штанги и редуктор.

Управляют этим тремя способами. Можно уменьшить подачу — число качаний или длину хода, — пока она не сравняется с притоком. Можно перевести скважину на периодическую эксплуатацию: насос работает, пока не откачает накопившуюся жидкость, затем стоит, пока уровень восстанавливается; время работы и простоя задают таймером по результатам замеров уровня. Третий способ — контроллер откачки (pump-off controller): станция управления непрерывно снимает динамограмму и останавливает привод или снижает число качаний, как только видит неполное заполнение.

Уровень измеряют эхолотом — акустическим уровнемером; саму операцию называют эхометрированием (acoustic fluid-level survey). На устье в затрубное пространство посылают звуковой импульс — выстрелом холостого заряда или порцией сжатого газа, — и микрофон записывает отражения. Слабые частые отражения приходят от муфт НКТ, сильное — от поверхности жидкости. Глубина уровня равна половине пути, пройденного звуком.

Глубина уровня по эхограмме

H_{\text{дин}} = \frac{v\,t}{2}, \qquad v = \frac{2\,N_{\text{м}}\,l_{\text{тр}}}{t_{\text{м}}}

мұндағы:

$H_{\text{дин}}$ глубина уровня жидкости в затрубном пространстве от устья, м
$t$ время от импульса до прихода отражения от уровня, с
$v$ средняя скорость звука в газе затрубного пространства, м/с
$N_{\text{м}}$ число муфт, отражения от которых сосчитаны на эхограмме, —
$l_{\text{тр}}$ средняя длина одной трубы НКТ, м
$t_{\text{м}}$ время прихода отражения от последней сосчитанной муфты, с

Бірліктер: метры, секунды, метры в секунду

Мына жағдайда орындалады

скорость звука одинакова по всей высоте газового столба; на деле она зависит от состава газа, давления и температуры, а определяют её по верхней части ствола;
если отражения от муфт не читаются, скорость берут по составу и давлению газа или по отражению от репера — отражателя, закреплённого на трубах на известной глубине;
глубина получается по стволу; в наклонной скважине её пересчитывают в вертикальную по инклинометрии.

Зная уровень и давление газа в затрубье, оценивают давление на приёме и забойное давление (как и с какими оговорками).

Есептеу мысалыУровень по эхограмме и давление на приёме

Бастапқы деректер (шартты)

Отражение от 50-й муфты: через 2,20 с
Средняя длина трубы: 9,6 м
Отражение от уровня: через 4,35 с
Насос и жидкость: глубина спуска 1200 м; плотность жидкости 950 кг/м³
Давления на устье (избыточные): в трубах 1,0 МПа, газа в затрубье 0,2 МПа

Шешім

Скорость звука: $v = 2\cdot 50\cdot 9{,}6/2{,}20 = 436{,}4$ м/с.
Глубина уровня: $H_{\text{дин}} = 436{,}4\cdot 4{,}35/2 = 949$ м — округлённо 950 м.
Погружение насоса под уровень: $1200 - 950 = 250$ м. Давление на приёме: $p_{\text{пр}} = 0{,}2 + 950\cdot 9{,}81\cdot 250\cdot 10^{-6} = 2{,}53$ МПа (избыточное).
Если бы уровень опустился до приёма, давление на приёме упало бы до давления газа в затрубье, 0,2 МПа, а нагрузка от жидкости на плунжер 44 мм выросла бы с 14,7 до 18,2 кН.

Жауап: Уровень — около 950 м, насос погружён под него на 250 м, давление на приёме — около 2,53 МПа.

Бұл нені білдіреді. Погружение 250 м — запас по притоку: насос ещё не откачал скважину, и подачу можно увеличивать, пока уровень не приблизится к приёму. Оценка давления на приёме по плотности дегазированной жидкости завышена, если жидкость в затрубье насыщена пузырьками газа. Данные примера условные.

Газ, песок, отложения и кривизна ствола

Газ. Свободный газ, попавший в цилиндр, занимает место жидкости и к тому же сжимаем. При ходе вниз плунжер сначала сжимает газ до давления на выкиде, и только потом открывается нагнетательный клапан. При ходе вверх газ, оставшийся под плунжером, сначала расширяется, и всасывающий клапан открывается с опозданием. Обе задержки отнимают полезный ход. Объём между клапанами в нижнем положении плунжера, в котором остаётся газ, называют вредным пространством (clearance volume).

Вредное пространство: задержка всасывания и условие газовой пробки

x_{\text{откр}} = l_{\text{вр}}\left(\frac{p_{\text{вых}}}{p_{\text{пр}}} - 1\right), \qquad \text{газовая пробка при}\quad 1 + \frac{S_{\text{пл}}}{l_{\text{вр}}} \le \frac{p_{\text{вых}}}{p_{\text{пр}}}

мұндағы:

$x_{\text{откр}}$ путь плунжера от нижней точки до открытия всасывающего клапана, м
$l_{\text{вр}}$ высота вредного пространства — его объём, делённый на площадь плунжера, м
$p_{\text{вых}},\ p_{\text{пр}}$ давление на выкиде и на приёме насоса, абсолютные, Па
$S_{\text{пл}}$ длина хода плунжера, м
$1 + S_{\text{пл}}/l_{\text{вр}}$ степень сжатия насоса — отношение наибольшего объёма под плунжером к наименьшему, —

Бірліктер: любые согласованные; давления абсолютные

Мына жағдайда орындалады

вредное пространство целиком занято газом — худший случай; жидкость, оставшаяся в нём, уменьшает объём газа и задержку;
идеальный газ, сжатие и расширение изотермические; при быстром сжатии газ нагревается и давление растёт быстрее, так что оценка сделана с запасом;
клапаны герметичны, потери давления в них не учтены.

Газ во вредном пространстве должен расшириться от давления на выкиде до давления на приёме, прежде чем в цилиндр войдёт новая порция. Если хода плунжера на это не хватает, клапаны перестают открываться: плунжер сжимает и расширяет одну и ту же порцию газа, подача прекращается. Это газовая пробка (gas lock). Чем ниже давление на приёме и чем больше вредное пространство, тем она вероятнее.

Есептеу мысалыВредное пространство и газовая пробка

Бастапқы деректер (шартты)

Давление на выкиде: 12,18 МПа (избыточное)
Давление на приёме: 2,53 МПа при уровне 950 м; 0,2 МПа, если уровень откачан до приёма (избыточные)
Ход плунжера $S_{\text{пл}}$: 2,20 м
Высота вредного пространства $l_{\text{вр}}$: 0,25 м и 0,05 м
Атмосферное давление: 0,10 МПа

Шешім

Абсолютные давления: на выкиде $12{,}18 + 0{,}10 = 12{,}28$ МПа, на приёме $2{,}53 + 0{,}10 = 2{,}63$ МПа. Отношение давлений — 4,67.
Вредное пространство 0,25 м: степень сжатия $1 + 2{,}20/0{,}25 = 9{,}8$ — больше 4,67, пробки нет. Но если вредное пространство занято газом, всасывающий клапан откроется лишь через $x_{\text{откр}} = 0{,}25\cdot(4{,}67 - 1) = 0{,}92$ м: теряется 42 % хода плунжера.
Вредное пространство 0,05 м: $x_{\text{откр}} = 0{,}05\cdot(4{,}67 - 1) = 0{,}18$ м, потеря 8 % хода.
Уровень откачан до приёма: на приёме $0{,}2 + 0{,}10 = 0{,}30$ МПа, отношение давлений 40,9. Степень сжатия 9,8 меньше этого отношения — насос с вредным пространством 0,25 м, набрав газа, запирается. При 0,05 м степень сжатия $1 + 2{,}20/0{,}05 = 45$ — больше 40,9, и насос справится (ход плунжера для простоты принят прежним).

Жауап: При уровне 950 м газовой пробки не будет, но вредное пространство 0,25 м, занятое газом, отнимает 42 % хода; при откачанном уровне такой насос запирается газом, а насос с вредным пространством 0,05 м — нет.

Бұл нені білдіреді. Вредное пространство в несколько сантиметров почти не мешает, а в четверть метра отнимает у насоса с газом больше трети хода и при откачанном уровне приводит к газовой пробке. Поэтому плунжер сажают как можно ближе к всасывающему клапану, а для скважин с газом выбирают насосы с нагнетательным клапаном в нижней части плунжера и длинным ходом. Данные примера условные.

Отвод газа в затрубье. Затрубное пространство соединяют с выкидной линией и держат в нём как можно меньшее давление: газ, отделившийся у приёма, уходит вверх по затрубью, минуя насос.
Спуск насоса ниже интервала перфорации. Жидкость идёт к приёму сверху вниз, а пузырьки газа всплывают: обсадная колонна работает как естественный сепаратор. Заодно это даёт наибольшую депрессию. Возможно это не всегда — нужен достаточно глубокий участок ствола ниже перфорации.
Газовый якорь (gas anchor) — сепаратор на приёме насоса. Поток заставляют повернуть вниз: жидкость уходит к приёму, а пузырьки всплывают в затрубье. В якоре пакерного типа продукцию по обводной трубке выводят в затрубье выше приёма, и жидкость стекает к насосу уже без газа.
Малое вредное пространство и длинный ход — чтобы газ, всё же попавший в цилиндр, выталкивался из него за каждый ход.
Достаточное погружение под уровень. Чем выше давление на приёме, тем меньше объём свободного газа (доля свободного газа на приёме) — ценой меньшей депрессии на пласт.

Кривизна ствола. В наклонном и искривлённом стволе штанги прижаты к трубам и истирают их и себя (Наклонно-направленные скважины: применение и профиль). На штанги ставят центраторы (rod guides) из износостойкого пластика и применяют штанговращатели, которые при каждом ходе немного поворачивают колонну, чтобы износ был равномерным. Полностью избавиться от износа так не удаётся, и в сильно искривлённых стволах штанговый насос уступает место другим способам.

Песок. Скорость жидкости в трубах при малых дебитах невелика, и песок выносится плохо: он оседает над насосом, заклинивает плунжер, истирает клапаны, сёдла и цилиндр. Помогают износостойкие материалы и специальные конструкции насосов, но возможности ШГН здесь ограничены.

Парафин и соли. Отложения парафина (асфальтосмолопарафиновые отложения, АСПО) на штангах и в трубах увеличивают трение и нагрузки, а соли забивают клапаны и приём насоса. Парафин удаляют скребками на штангах и промывками горячей нефтью или растворителем. Реагенты — ингибиторы парафина, солей и коррозии — обычно дозируют с устья в затрубное пространство: по нему они попадают к приёму насоса. Подать реагент ниже приёма можно только по отдельной трубке, а это усложняет конструкцию скважины. От отложения солей в самом пласте и на забое (Повреждение пласта и скин повреждения) защищает закачка ингибитора в пласт: оттуда он постепенно выносится с продукцией.

Ремонт. Сильная сторона ШГН — простота подземного ремонта: чтобы сменить вставной насос или оборванную штангу, достаточно лёгкого подъёмного агрегата. Такой ремонт сравнительно дёшев и быстр, и это одна из причин, по которым штанговые насосы остаются выгодными на малодебитных скважинах.

Движущийся механизм, давление и автоматический пуск

Станок-качалка — массивный механизм: противовесы и балансир движутся с большой силой, а привод может включиться сам — по таймеру или по команде контроллера после паузы на накопление жидкости. К движущимся частям не подходят, пока привод не остановлен, не обесточен и не заблокирован от пуска, а противовесы не опущены в нижнее положение и не зафиксированы тормозом. Устьевой сальник уплотняет шток под давлением; в продукции может быть сероводород. Установку динамографа, набивку сальника, перестановку пальцев кривошипа и противовесов выполняют обученные работники по утверждённым инструкциям. Материал урока — учебное объяснение, а не порядок работ.

Терминдер мен белгілер

ШГН: штанговый глубинный насос; так же называют всю установку — привод, колонну штанг и насос.
Станок-качалка: балансирный привод ШГН на устье: превращает вращение двигателя в возвратно-поступательное движение штока.
Полированный (устьевой) шток: верхнее звено колонны штанг, которое ходит через устьевой сальник; на нём измеряют нагрузку и ход.
Нагнетательный и всасывающий клапаны: шариковые обратные клапаны насоса: первый в плунжере (travelling valve), второй внизу цилиндра (standing valve).
Теоретическая подача $q_{\text{т}}$: объём, описанный плунжером за сутки при ходе, равном ходу устьевого штока.
Коэффициент подачи $\alpha_{\text{п}}$: отношение фактической подачи к теоретической; учитывает потерю хода, наполнение, утечки и усадку.
Нагрузка от жидкости $P_{\text{ж}}$: перепад давления на плунжере, умноженный на его площадь; при ходе вверх её несут штанги, при ходе вниз — трубы.
Динамограмма: запись нагрузки на устьевой шток в зависимости от его положения за цикл.
Вредное пространство: объём между клапанами в нижнем положении плунжера; газ, оставшийся в нём, задерживает всасывание.
Газовая пробка: состояние, при котором плунжер сжимает и расширяет газ в цилиндре, а клапаны не открываются.
Погружение под динамический уровень: высота столба жидкости в затрубье над приёмом насоса; вместе с давлением газа в затрубье задаёт давление на приёме.

Жиі қателіктер

Қате

«Нагрузка от жидкости на штанги — это вес столба жидкости в трубах от насоса до устья».

Шын мәнінде

Снизу плунжер подпирает давление на приёме — столб жидкости в затрубье над насосом. Нагрузку от жидкости определяет глубина динамического уровня с поправкой на давления на устье, а не глубина спуска.

Қате

«Чтобы поднять дебит, достаточно увеличить число качаний».

Шын мәнінде

Если цилиндр и так заполняется не полностью, подача не вырастет — вырастут инерционные нагрузки (пропорционально квадрату числа качаний), число циклов и удары. Сначала выясняют, чем ограничен дебит: насосом или притоком.

Қате

«Плунжер проходит столько же, сколько устьевой шток».

Шын мәнінде

Ход плунжера короче на удлинение штанг и незаякоренных труб под нагрузкой от жидкости. Потеря растёт с глубиной и диаметром плунжера; в примере урока это 12 % хода.

Қате

«Коэффициент подачи 0,65 означает, что насос изношен».

Шын мәнінде

Обычно большую часть потерь дают потеря хода, газ и усадка нефти, а на утечки приходится остаток. Износ подозревают, когда коэффициент подачи снижается со временем при тех же уровне и газе, и подтверждают динамограммой.

Қате

«Газовая пробка зависит только от количества газа».

Шын мәнінде

Она зависит от отношения давлений на выкиде и на приёме и от вредного пространства: насос запирается, когда его степень сжатия меньше этого отношения. Давления при этом берут абсолютные.

Толық: тереңдетілген

Откуда берутся формулы нагрузок

Выделим колонну штанг вместе с плунжером и сложим вертикальные силы. Вниз действуют вес штанг в воздухе и давление жидкости на верхний торец плунжера — на кольцо вокруг штанги. Вверх — нагрузка на устьевом штоке и давление в цилиндре, которое действует на всю площадь плунжера снизу.

Равновесие колонны штанг с плунжером

P = P_{\text{шт}} + p_{\text{вых}}\,(A_{\text{пл}} - A_{\text{шт}}) - p_{\text{ц}}\,A_{\text{пл}}

мұндағы:

$P$ нагрузка на устьевом штоке, Н
$P_{\text{шт}}$ вес штанг в воздухе, Н
$p_{\text{вых}}$ давление над плунжером — давление на выкиде насоса, Па
$p_{\text{ц}}$ давление в цилиндре под плунжером: при ходе вверх оно равно давлению на приёме, при ходе вниз — давлению на выкиде, Па
$A_{\text{пл}},\ A_{\text{шт}}$ площади плунжера и сечения штанги, м²

Бірліктер: СИ; давления избыточные

Мына жағдайда орындалады

статика; штанги одного сечения; давление жидкости на боковую поверхность штанг вертикальной силы не даёт;
потери давления в клапанах не учтены.

При ходе вниз $p_{\text{ц}} = p_{\text{вых}}$ , и остаётся $P_{\downarrow} = P_{\text{шт}} - p_{\text{вых}} A_{\text{шт}}$ . Давление на выкиде — это давление на устье плюс давление столба жидкости: $p_{\text{вых}} = p_{wh} + \rho g L$ . Слагаемое $\rho g L A_{\text{шт}}$ — выталкивающая сила, так что $P_{\text{шт}} - \rho g L A_{\text{шт}}$ — вес штанг в жидкости; остаётся малая добавка $-p_{wh} A_{\text{шт}}$ , которой пренебрегают. При ходе вверх $p_{\text{ц}} = p_{\text{пр}}$ , и к той же величине прибавляется $(p_{\text{вых}} - p_{\text{пр}})\,A_{\text{пл}}$ — нагрузка от жидкости на полную площадь плунжера.

Уравновешивание и мощность

При ходе вверх шток совершает работу против нагрузки $P_{\uparrow}$ , при ходе вниз штанги возвращают работу под нагрузкой $P_{\downarrow}$ . Противовес, приведённый к штоку, действует как постоянная сила, направленная против веса штанг. Его подбирают так, чтобы двигатель совершал одинаковую работу на обоих ходах.

Уравновешивающее усилие и мощность на устьевом штоке

C = P'_{\text{шт}} + \frac{P_{\text{ж}}}{2}, \qquad N_{\text{шт}} = \frac{P_{\text{ж}}\,S_{\text{пл}}\,n}{60}

мұндағы:

$C$ уравновешивающее усилие противовесов, приведённое к устьевому штоку (counterbalance effect), Н
$N_{\text{шт}}$ мощность на устьевом штоке: работа за цикл (площадь динамограммы), умноженная на число циклов в секунду, Вт
$P'_{\text{шт}},\ P_{\text{ж}}$ вес штанг в жидкости и нагрузка от жидкости, Н
$S_{\text{пл}}$ длина хода плунжера, м
$n$ число качаний в минуту, мин⁻¹

Бірліктер: СИ; $n$ — качания в минуту

Мына жағдайда орындалады

идеальная статическая динамограмма: без инерции, трения и газа в цилиндре; действительную мощность находят по площади записанной динамограммы;
на практике уравновешенность проверяют, сравнивая наибольший ток двигателя при ходе вверх и при ходе вниз.

При таком противовесе двигатель на каждом ходе совершает работу $P_{\text{ж}} S_{\text{пл}}/2$ : противовес берёт на себя весь вес штанг и половину нагрузки от жидкости. Мощность на штоке равна перепаду давления на плунжере, умноженному на объём, который плунжер описывает в секунду, — то есть гидравлической мощности насоса при полном заполнении.

Есептеу мысалыПротивовес и мощность для скважины урока

Бастапқы деректер (шартты)

Вес штанг в жидкости и нагрузка от жидкости: 32,08 и 14,68 кН
Ход плунжера и число качаний: 2,20 м; 6 в минуту
Замеренная подача и перепад давления насоса: 22 м³/сут; 9,65 МПа

Шешім

Уравновешивающее усилие: $C = 32{,}08 + 14{,}68/2 = 39{,}4$ кН.
Работа за цикл по идеальной динамограмме: $14{,}68\cdot 2{,}20 = 32{,}3$ кДж; мощность на штоке $N_{\text{шт}} = 32{,}3\cdot 6/60 = 3{,}23$ кВт.
Гидравлическая мощность по замеренной подаче: $N = 22\cdot 9{,}65/86{,}4 = 2{,}5$ кВт.
Двигатель обычно выбирают примерно вдвое мощнее расчётной мощности на штоке: около 6,5 кВт.

Жауап: Противовесы должны создавать на штоке около 39,4 кН; мощность на штоке — около 3,23 кВт, двигатель — порядка 6,5 кВт.

Бұл нені білдіреді. Гидравлическая мощность по замеренной подаче меньше мощности по идеальной динамограмме: часть объёма цилиндра занята газом, часть жидкости утекает, а объём дегазированной жидкости на поверхности меньше, чем в насосе. Двукратный запас двигателя покрывает трение штанг и жидкости, потери в редукторе и ремнях и неравномерность нагрузки за цикл. Данные примера условные.

Инерция штанг и прибавка хода плунжера

В статике ход плунжера всегда короче хода штока. В движении есть и обратный эффект. В нижней точке штанги тормозятся и разгоняются вверх: к их весу добавляется сила инерции, и колонна дополнительно удлиняется — так же, как стержень удлиняется под собственным весом. В верхней точке всё наоборот, и колонна укорачивается. Плунжер проходит ниже и выше, чем в статике. Эту прибавку хода в англоязычной литературе называют plunger overtravel.

Оценка инерционной прибавки хода плунжера

\lambda_{\text{ин}} \approx \frac{\rho_{\text{ст}}\,g\,L^2}{E}\,K_{\text{д}}, \qquad S_{\text{пл}} = S - \lambda_{\text{шт}} - \lambda_{\text{тр}} + \lambda_{\text{ин}}

мұндағы:

$\lambda_{\text{ин}}$ прибавка хода плунжера за счёт инерции штанг, м
$\rho_{\text{ст}}$ плотность стали, 7850 кг/м³, кг/м³
$L$ длина колонны штанг, м
$E$ модуль Юнга стали, Па
$K_{\text{д}}$ фактор динамичности, $S n^2/1790$ , —

Бірліктер: СИ

Мына жағдайда орындалады

стальная колонна постоянного сечения; гармоническое движение штока;
ускорение одинаково по всей длине колонны — без волновых эффектов; это оценка порядка величины, а не расчётная формула;
стержень длиной $L$ под собственным весом удлиняется на $\rho_{\text{ст}} g L^2/(2E)$ ; инерция добавляет долю $K_{\text{д}}$ этого удлинения в нижней точке и отнимает столько же в верхней — отсюда удвоение.

Прибавка растёт как квадрат глубины и квадрат числа качаний. В неглубоких скважинах при малом числе качаний она почти незаметна, а в глубоких при большом числе качаний возвращает заметную часть потерянного хода.

Басқа бірліктер жүйелерінде (1)

Промысловые единицы (oilfield)

\lambda_{\text{ин}}\,[\text{in}] \approx \frac{40{,}8\;L^2\,[\text{ft}^2]\;K_{\text{д}}}{E\,[\text{psi}]}

$L$ — футы, $E$ — psi, результат — дюймы.

$40{,}8 = 0{,}2836\cdot 144$ : удельный вес стали 0,2836 фунта силы на кубический дюйм и квадрат числа дюймов в футе.

Есептеу мысалыПрибавка хода в неглубокой и в глубокой скважине

Бастапқы деректер (шартты)

Скважина урока: $L = 1200$ м, $S = 2{,}5$ м, $n = 6$ мин⁻¹
Глубокая скважина с быстрым ходом: $L = 2400$ м, $S = 3{,}0$ м, $n = 10$ мин⁻¹

Шешім

Скважина урока: $K_{\text{д}} = 0{,}0503$ ; $\lambda_{\text{ин}} = \dfrac{7850\cdot 9{,}81\cdot 1200^2}{2{,}07\cdot 10^{11}}\cdot 0{,}0503 = 0{,}027$ м — против 0,30 м статической потери хода.
Глубокая скважина: $K_{\text{д}} = 3{,}0\cdot 10^2/1790 = 0{,}1676$ ; $\lambda_{\text{ин}} = \dfrac{7850\cdot 9{,}81\cdot 2400^2}{2{,}07\cdot 10^{11}}\cdot 0{,}1676 = 0{,}36$ м.

Жауап: В скважине урока инерция прибавляет плунжеру около 3 см хода, в глубокой скважине с быстрым ходом — около 36 см.

Бұл нені білдіреді. Вдвое большая глубина, ход 3,0 м вместо 2,5 и 10 качаний вместо 6 увеличили прибавку больше чем в десять раз. Поэтому на глубоких скважинах статический расчёт хода плунжера слишком пессимистичен, и ход находят по методикам, учитывающим колебания колонны. Данные примера условные.

Басқа тақырыптармен байланыс

Механизированная добыча: когда нужна и как выбрать способ — где штанговый насос уместен, а где лучше другой способ; перепад давления насоса и динамический уровень.
Индикаторная кривая притока — сколько даст пласт при снижении забойного давления — предел для любой подачи насоса.
Узловой анализ добывающей системы — насос как элемент добывающей системы: установившийся режим там, где подача равна притоку.
Модель «чёрной нефти»: газосодержание и объёмные коэффициенты — объёмный коэффициент и газосодержание нефти: усадка и свободный газ на приёме.
Заканчивание скважины: вскрытие пласта и лифтовая колонна — насосно-компрессорные трубы, затрубное пространство и конструкция скважины, в которую спускают насос.
Наклонно-направленные скважины: применение и профиль — профиль ствола, от которого зависят трение и износ штанг и труб.
Электроцентробежные насосы — электроцентробежные насосы — для больших подач, чем доступны ШГН.
Винтовые насосы и гибридные системы — винтовые насосы со штанговым приводом — для вязкой нефти и песка.

Өзіңізді тексеріңіз

1
Плунжер идёт вверх. Какие клапаны открыты и что несёт вес столба жидкости в трубах?
1. А.Оба клапана открыты; столб несут трубы
2. Б.Оба клапана закрыты; столб несут штанги
3. В.Нагнетательный закрыт, всасывающий открыт; столб несут штанги
4. Г.Нагнетательный открыт, всасывающий закрыт; столб несут трубы
Жауабын көрсету
Дұрыс жауап: В. Нагнетательный закрыт, всасывающий открыт; столб несут штанги
При ходе вверх давление столба прижимает шар нагнетательного клапана к седлу, и плунжер поднимает столб жидкости — его вес висит на штангах. Под плунжером давление падает, всасывающий клапан открывается, и цилиндр заполняется. При ходе вниз всё наоборот: столб лежит на закрытом всасывающем клапане, то есть на трубах.
2
Плунжер диаметром 57 мм, длина хода 3,0 м, 5 качаний в минуту. Какова теоретическая подача? Каков коэффициент подачи, если замерено 40 м³/сут?
Жауабын көрсету
$q_{\text{т}} = 1{,}131\cdot 10^{-3}\cdot 57^2\cdot 3{,}0\cdot 5 \approx 55{,}1$ м³/сут. Коэффициент подачи $40/55{,}1 \approx 0{,}73$ — в обычных пределах для исправной установки.
3
Плунжер 44 мм (площадь 15,2 см²) на глубине 1500 м, динамический уровень 1100 м, плотность жидкости 900 кг/м³, давления на устье в трубах и в затрубье одинаковы. Найдите нагрузку от жидкости и удлинение колонны стальных штанг диаметром 19 мм (сечение 2,84 см²).
Жауабын көрсету
Перепад на плунжере равен давлению столба жидкости высотой от устья до динамического уровня: $900\cdot 9{,}81\cdot 1100 \approx 9{,}71$ МПа. Нагрузка от жидкости $0{,}1\cdot 9{,}71\cdot 15{,}2 \approx 14{,}8$ кН. Удлинение штанг: $\lambda = \dfrac{14\,800\cdot 1500}{2{,}07\cdot 10^{11}\cdot 2{,}84\cdot 10^{-4}} \approx 0{,}38$ м. Глубина спуска входит в удлинение (длина штанг), но не в нагрузку от жидкости.
4
На динамограмме при ходе вниз нагрузка остаётся высокой почти до середины хода, а затем падает отвесно; эхолот показывает уровень у приёма насоса. Что происходит и что делать?
1. А.Утечка во всасывающем клапане; нужно менять насос
2. Б.Цилиндр заполняется наполовину, плунжер бьёт по жидкости; нужно уменьшить подачу или перейти на периодический режим
3. В.Насос работает нормально
4. Г.Обрыв штанг; нужен подземный ремонт
Жауабын көрсету
Дұрыс жауап: Б. Цилиндр заполняется наполовину, плунжер бьёт по жидкости; нужно уменьшить подачу или перейти на периодический режим
Уровень откачан до приёма: приток меньше подачи насоса, цилиндр заполняется частично, и плунжер проходит часть хода вниз под полной нагрузкой, пока не ударит по жидкости. Подачу приводят в соответствие с притоком — уменьшают число качаний или ход либо переводят скважину на периодическую эксплуатацию. При обрыве штанг динамограмма была бы узкой полосой ниже веса штанг.
5
Число качаний увеличили с 6 до 9 в минуту при той же длине хода. Как изменятся теоретическая подача и инерционная добавка к нагрузке?
Жауабын көрсету
Теоретическая подача пропорциональна числу качаний и вырастет в 1,5 раза. Фактор динамичности $K_{\text{д}} = S n^2/1790$ пропорционален квадрату числа качаний и вырастет в $1{,}5^2 = 2{,}25$ раза. Фактическая подача вырастет меньше, если приток или наполнение цилиндра этого не позволят.
6
Высота вредного пространства 0,2 м, ход плунжера 1,8 м, давление на выкиде 10 МПа (абсолютное). При каком давлении на приёме насос, заполнившийся газом, запрётся газовой пробкой?
Жауабын көрсету
Степень сжатия насоса $1 + 1{,}8/0{,}2 = 10$ . Пробка наступает, когда отношение абсолютных давлений на выкиде и на приёме достигает степени сжатия, то есть при давлении на приёме $10/10 = 1{,}0$ МПа (абсолютном) и ниже. Уменьшив вредное пространство до 0,05 м, получим степень сжатия 37 и предел около 0,27 МПа.

Жаңартылған: 3 октября 2026 г.