+86-13052798822
ул. Ляохай, 9, р-н Иньчжоу, г. Телин, пров. Ляонин, Китай
+86-13052798822
2026-09-21
Газ в добываемой жидкости может существенно изменить условия работы штангового насоса. При высоком газосодержании часть объема насосной камеры занимает газ вместо жидкости, из-за чего снижается фактическое заполнение насоса, изменяется работа клапанов и может становиться нестабильной подача.
Поэтому, если в скважине увеличивается газовый фактор или появляются признаки нестабильной добычи, недостаточно просто увеличить число ходов насоса. Сначала необходимо определить, какое количество свободного газа поступает к насосу, как изменился динамический уровень и насколько эффективно насос заполняется жидкостью.
Для диагностики важно рассматривать газ не отдельно, а вместе с конструкцией насоса, работой клапанов, режимом качания и условиями притока.
Основная проблема возникает в тот момент, когда газ вместе с пластовой жидкостью поступает в рабочую камеру насоса.
Насос рассчитан на перемещение жидкости во время возвратно-поступательного движения плунжера. Если часть рабочего объема занимает газ, фактический объем жидкости, перемещаемой за цикл, уменьшается.
Упрощенно процесс можно представить следующим образом:
увеличение свободного газа → уменьшение доли жидкости в насосной камере → снижение наполнения → уменьшение фактической подачи.
При этом реальная картина зависит от давления, глубины установки насоса, динамического уровня, свойств жидкости и количества свободного газа.
Поэтому одинаковое газосодержание не обязательно приведет к одинаковому результату на разных скважинах.
Коэффициент наполнения показывает, насколько фактическое заполнение рабочей камеры соответствует ее геометрической возможности.
Если вместо жидкости в насос поступает значительное количество газа, объем жидкости за один цикл уменьшается.
В результате насос может продолжать совершать нормальные механические ходы, но фактическая подача жидкости будет ниже расчетной.
Это одна из причин, почему при диагностике нельзя оценивать работу насоса только по длине хода и числу ходов в минуту.
Необходимо сопоставлять:
Именно совокупность этих параметров позволяет понять, действительно ли причиной снижения добычи является недостаточное заполнение насоса.
При высоком содержании свободного газа может возникнуть ситуация, когда газ занимает значительную часть рабочего объема и препятствует нормальному перемещению жидкости.
Такое состояние часто называют газовой пробкой или газозапиранием.
Проблема заключается не только в том, что в насос попадает газ. Важно, что газ может нарушить нормальный цикл приема и нагнетания жидкости.
В результате возможны:
При этом газовая пробка не обязательно означает механическую неисправность самого насоса. Причина может находиться в условиях поступления газа и жидкости к приему насоса.
Клапаны являются одним из наиболее чувствительных элементов системы при изменении состава добываемой жидкости.
Для нормальной работы необходимо, чтобы всасывающий и нагнетательный клапаны своевременно открывались и закрывались и обеспечивали движение жидкости в требуемом направлении.
Если в рабочей камере присутствует большое количество газа, условия работы клапанов меняются.
При диагностике необходимо учитывать:
Особенно важно учитывать сочетание газа и механических примесей. Песок и другие частицы могут дополнительно изнашивать шар и седло клапана, поэтому нестабильная работа в газопесчаной скважине не должна автоматически связываться только с газом.
Снижение добычи часто воспринимается как признак износа насоса.
Однако при наличии большого количества газа возможна другая ситуация.
Если плунжер и цилиндр находятся в приемлемом состоянии, но насос получает недостаточный объем жидкости из-за газа, фактическая подача также может уменьшиться.
Поэтому при снижении дебита необходимо последовательно проверить:
Не изменились ли условия притока жидкости?
Не увеличилось ли количество свободного газа?
Достаточно ли жидкости поступает в насос?
Обеспечивают ли они нормальный цикл приема и нагнетания?
Не увеличился ли зазор между плунжером и цилиндром из-за износа?
Такой подход помогает отличить проблему с заполнением от механического износа оборудования.
Динамический уровень является одним из важных параметров при анализе работы штангового насоса.
Если уровень жидкости изменяется, меняются и условия поступления жидкости к насосу.
При низком динамическом уровне и одновременно высоком содержании свободного газа вероятность проблем с заполнением становится особенно важной для анализа.
Поэтому при газовых осложнениях необходимо смотреть не только на газовый фактор, но и на:
Это позволяет понять, поступает ли к насосу необходимый объем жидкости или насос начинает работать в условиях недостаточного заполнения.
Когда дебит снижается, естественной реакцией может быть увеличение числа ходов в минуту.
Но если причиной снижения производительности является недостаточное заполнение из-за газа, простое увеличение скорости работы насоса может не решить проблему.
Более высокая частота качаний изменяет время, доступное для поступления жидкости в рабочую камеру.
Поэтому перед изменением режима необходимо проверить:
Главный принцип: сначала необходимо определить причину снижения подачи, а затем менять режим работы.
На практике одного признака недостаточно.
О возможном влиянии газа могут говорить несколько одновременно наблюдаемых изменений:
Но каждый из этих признаков может иметь и другие причины.
Например, снижение дебита также может быть связано с:
Поэтому газовую проблему необходимо подтверждать сопоставлением нескольких эксплуатационных параметров.
Сочетание газа и песка значительно усложняет эксплуатацию.
Газ в первую очередь влияет на условия заполнения и стабильность работы насоса.
Песок в первую очередь связан с абразивным износом:
В результате одна и та же скважина может одновременно иметь две разные проблемы:
газ → недостаточное заполнение;
песок → ускоренный износ.
Поэтому выбор оборудования для такой скважины должен учитывать оба фактора.
Недостаточно просто выбрать пескостойкую конструкцию или только газозащитное решение. Необходимо определить, какой фактор является основным и как они взаимодействуют в конкретных условиях.
Газ нельзя рассматривать полностью отдельно от свойств самой жидкости.
Если в скважине одновременно присутствуют высокая вязкость и свободный газ, условия работы насоса становятся более сложными.
Высокая вязкость влияет на движение жидкости, а газ — на ее фактическое содержание в рабочей камере.
Поэтому для таких скважин необходимо учитывать одновременно:
Именно поэтому стандартный подход «один насос для всех скважин с газом» не является технически обоснованным.
При наличии значительного количества газа производитель может рассматривать специальные конструктивные решения.
В зависимости от условий скважины могут использоваться:
Dongsheng уже предлагает специальные штанговые насосы для сложных условий, включая конструкции с принудительным открытием и закрытием клапанов. В каталоге компании также представлены решения, направленные на снижение влияния газа и предотвращение газозапирания.
Однако конкретное конструктивное решение должно определяться не только наличием газа, но и глубиной, дебитом, динамическим уровнем, температурой, вязкостью, песком и другими параметрами скважины.
Для нормальной эксплуатации рекомендуется отслеживать несколько показателей одновременно.
| Параметр | Что позволяет оценить |
| Дебит | Фактическую производительность |
| Газовый фактор / газосодержание | Уровень газового осложнения |
| Динамический уровень | Условия притока и наполнения |
| Давление | Рабочие условия системы |
| Длина хода | Режим работы насоса |
| Число ходов | Частоту циклов |
| Нагрузка на штанги | Механическое состояние системы |
| Клапаны | Герметичность и стабильность работы |
| Плунжер и цилиндр | Износ рабочей пары |
| Содержание песка | Риск абразивного износа |
Dongsheng в своих рекомендациях по эксплуатации также рассматривает газосодержание, динамический уровень, дебит, нагрузку, состояние рабочей пары и клапанов как взаимосвязанные параметры диагностики.
Если необходимо подобрать или заменить насос для газовой скважины, одного параметра «высокий газовый фактор» недостаточно.
Желательно предоставить:
Такой набор данных позволяет производителю понять, является ли основной проблемой газ, недостаточный приток, работа клапанов, износ рабочей пары или сочетание нескольких факторов. Аналогичный расширенный перечень параметров используется Dongsheng при техническом подборе насосов.
Если увеличение газосодержания регулярно сопровождается:
не всегда достаточно просто заменить отдельную деталь.
В таком случае необходимо пересмотреть всю систему:
условия скважины → приток жидкости → динамический уровень → газ → конструкция насоса → клапаны → рабочий режим.
Если проблема возникает регулярно, технический подбор насоса следует проводить заново с учетом фактических условий эксплуатации.
Dongsheng производит штанговые насосы и специальные конструкции для различных условий добычи. Компания выпускает более 100 видов насосов и комплектующих, включая стандартные API 11AX решения и специальные конструкции.
Производственная площадка компании превышает 20 000 м², годовой объем производства составляет более 20 000 нефтяных и специальных насосов. Производственная и испытательная база позволяет контролировать характеристики рабочих компонентов и адаптировать конструкцию под конкретные условия эксплуатации.
Для газовых скважин выбор конкретного решения должен выполняться на основании фактических параметров скважины, а не только по формулировке «высокий газовый фактор».
Газ влияет на штанговый насос прежде всего через изменение условий заполнения рабочей камеры. При высоком содержании свободного газа часть рабочего объема занимает газ вместо жидкости, что может привести к снижению фактической подачи, нестабильной работе и возникновению газозапирания.
Но снижение дебита не следует автоматически связывать с газом. Аналогичные признаки могут возникать при износе плунжера и цилиндра, проблемах с клапанами, пескопроявлении, изменении динамического уровня или неправильном режиме работы.
Поэтому правильная диагностика должна учитывать одновременно газосодержание, динамический уровень, дебит, работу клапанов, состояние рабочей пары и режим качания.
Если газовое осложнение подтверждается, следующим шагом является определение подходящего конструктивного решения: газозащитной конструкции, специальной клапанной системы, газового якоря или другого варианта оборудования.
Для технического подбора рекомендуется передать производителю полный набор данных по скважине и добываемой жидкости. Это позволяет определить не только подходящий типоразмер насоса, но и конструкцию, которая соответствует реальным условиям работы скважины.
