Факторы, снижающие, подачу ШСН, подразделяются на постоянные и переменные.К постоянным факторам относятся:влияние свободного газа в откачиваемой жидкости;уменьшение полезного хода плунжера по сравнению с ходом точки подвеса штанг за счет упругих деформаций насосных штанг и труб;уменьшение объема откачиваемой жидкости (усадка) в результате ее охлаждения на поверхности и дегазации в сепарационных устройствах.К переменным факторам, изменяющимся во времени относят:утечки между цилиндром и плунжером, которые зависят от степени износа и наличия абразивных примесей в откачиваемой жидкости; утечки в клапанах насоса из-за их (инертности) не мгновенного закрытия и открытия и, главным образом из-за износа и коррозии;утечки через не плотности в муфтовых соединениях НКТ, которые (все время) постоянно подвергаются переменным нагрузкам. Переменные факторы, сводящиеся и различного рода утечкам, меняются во времени и поэтому их трудно определить расчетным путем, за исключением утечек через зазор между плунжером и цилиндром. Это приводит к тому, что коэффициент подачи 
вновь спущенного в скважину насоса, после незначительного его снижения в начальный период в результате приработки плунжера, затем стабилизируется и длительное время остается практически постоянным. Затем он заметно начинает снижаться в результате износа клапанов, их седел и увеличения зазора между плунжером и цилиндром.Наряду с этим может произойти и резкое уменьшение коэффициента подачи в результате смещения втулок насосов, отворотов и не плотностей в муфтах.Таким образом, результирующий коэффициент подачи насоса можно представить как произведение нескольких коэффициентов, учитывающих влияние на него подачу различных факторов:
-(
)- коэффициент наполнения цилиндра насоса жидкостью, учитывающий влияние свободного газа;
- коэффициент, учитывающий влияние уменьшения хода плунжера;
- коэффициент утечек, учитывающий наличие неизбежных утечек жидкостей при работе насоса;
- коэффициент усадки, учитывающий уменьшение объема жидкости при достижении его поверхностных емкостей.
Влияние газа в откачиваемой жидкости учитывается коэффициентом наполнения цилиндр насоса. Он равен отношению объема жидкости Vж, поступивший в насос, ко всему объему смеси Vсм
состоящему из объема жидкости Vж и объема свободного газа Vг: 
где R- газовый фактор при температуре Тпр и давление Рпр на приеме насоса.Формула (10) не учитывает наличие в ШСН вредного пространства и его влияние на коэффициент наполнения при откачке газированной жидкости. Формула (10) дает завышенной 
- коэффициент наполнения.Вредным пространством ШСН называют объем, заключенной между всасывающим и нагнетательным клапанами насоса при крайнем нижнем положении плунжера. При ходе плунжера вниз газожидкостная смесь (ГЖС) под ним сжимается до давления, равного давлению над плунжером, которое достаточно велико. Газ растворяется в жидкости и в частности, в той, которая находится во вредном пространстве. При последующем ходе вверх давление под плунжером падает до давления на приеме насоса. Растворенный газ выделяется и задерживается открытие всасывающего клапана, пока давление не упадет до давления приема. В результате под плунжер поступает меньшее количество смеси. Коэффициент наполнения цилиндра насоса, учитывающий вредное пространство насоса, предложенный А.С. Вирновским, имеет вид:
где 
- доля вредного пространства от VS,
-объем, описанной плунжером за ход вверх;
- объем вредного пространства;
- общий объем под плунжером при его крайнем верхнем положении.но 
следовательно 
отсюда 
Объем жидкости, поступившей в насос за очередной ход плунжера вверх, будет меньше первоначального объема 
на величину объема жидкости во вреднем пространстве Следовательно
огда коэффициент наполнения равен
отсюда с учетом, что 
получим 
Это формула дает заниженные значения коэффициента наполнения, так как исходит из предложения мгновенного выделения и растворения газа во вредном пространстве.Известные несколько формул для определения коэффициента наполнения насоса, которые дают указания 
в пределах 
Поэтому наиболее достоверное определение коэффициента как среднего между его максимальным и минимальным значениями т.е.
Величина R может быть определена через газовый фактор на поверхности 
измеренный при стандартных условиях, т.е. при температуре 
и атмосферном давлении 
после полной дегазации нефти.Влияние потери хода плунжера на коэффициент подачи насоса учитывается коэффициентом 
, который равен:
где S - длина хода точки подвеса штанг
действующий ход плунжера относительно цилиндра насоса;
- потеря хода плунжера за счет упругих деформаций штанг и труб.Эта потеря обусловлена тем, что при ходе вверх штанги дополнительно растягиваются от действия силы, равной произведению площади сечения плунжера на разность давления над и под плунжером, так как нагнетательный клапан при ходе вверх закрыт. Одновременно касание трубы отличаются, так как действовавшая на них при ходе вниз та же сила теперь при ходе вверх с труб снимается и воспринимается штангами. Величина этих деформаций может быть определена по формуле Гука.Кроме этого в штангах, которые двигаются приблизительно по синусоидальному закону, возникают инерционные силы.Эти силы в верхней мертвой точке (в.м.т.) направлены вверх в сторону, противоположную направлению силы тяжести, и поэтому уменьшает силу тяжести штанг. В нижней мертвой точке (н.м.т.) инерционные силы направлены вниз и увеличивают силу тяжести штанг. Это приводит к дополнительному сжатию (в в.м.т.) и удлинению (в н.м.т.) штанг, и в результате чего полезный ход плунжера в цилиндре несколько увеличивается. Это учитывается коэффициентом выигрыша хода К. С учетом поправки, коэффициент потери хода запишется следующим образом: 
К и определятся с учетом статических и динамических нагрузок (ниже)Влияние утечекУтечки возникают через зазор между плунжером и цилиндром насоса, в клапанах. Утечки в клапанах возникают, как правило, в изношенном насосе и отсутствует в нормально работающем. Они приводят к перетекающей жидкости под плунжер, при его ходе вверх. Поэтому количество жидкости, поступающей через всасывающий клапан насоса, будет меньше, так как часть цилиндра заполнена жидкостью за счет утечки. Утечки учитываются коэффициентом 
Подставляя в (7) значение коэффициента подачи согласно (9) и решение относительно 
получаем:
Если утечки q=0, то 
и фактическая подача равнялась бы 
Поскольку q>0 и 
то 
, следовательно
где q- объем жидкости, протекающей через зазор между плунжером и цилиндром и другие не плотности (
).Утечки происходят под воздействием перепада давления над и под плунжером. Поскольку этот перепад существует при ходе плунжера вверх, то утечки происходят в течение половины времени работы насоса. Для определения q предложено много методов и формул.Если зазор между плунжером и цилиндром рассматривать, как прямоугольную щель длиной 
, где D - диаметр плунжера; шириной 
, равной половине разности диаметров цилиндра и плунжера и протяженностью l, равна длине плунжера, по закону Пуазейля при ламинарном течении вязкой ньютоновской жидкости ее расход через такую щель равен
где 
- вязкость жидкости 
- перепад давления.В случае ШСН 
,где 
- давление нагнетания (давление над плунжером при ходе вверх);
- давление всасывания или давление при приеме насоса.Умножение (18) на 86400 (число сек в сутках) получим
Учитывая, что утечки происходят при ходе плунжера вверх, то необходимо результаты уменьшить вдвое таким образом 
При малых подачах насоса утечки составлять существенную долю от фактической подачи. Именно по этой причине длина плунжера делается достаточно большой – 1 метр и более.Влияние усадки жидкостиЧерез ШСН проходит некоторый объем нефти и воды при давлении и температуре на приеме насоса. Когда продукция попадает в товарный парк, она дегазируется и охлаждается. Это учитывается объемными коэффициентами нефти 
и воды 
. Объемные коэффициенты - величины непостоянные, они изменяются от температуры, давления и количества растворенного газа.В промысловых лабораториях или отраслевых институтах величины и определяются экспериментально и результаты представляются в виде графиков и таблиц.Коэффициент 
, характеризующий потерю подачи ШСН в результате изменения объема продукции при переходе от условий приема и стандартным условиям, определяется как
где Q
- дебиты нефти и воды при стандартных условиях в объемных единицах.По определению объемная обводненность продукции
откуда 
Подставим (22) в (21) получим
Поможем написать любую работу на аналогичную тему