Мета роботи полягає у підвищенні ефективності експлуатації штангових глибинно-насосних установок на основі вивчення умов руху і навантаженості колони штанг у вертикальних і викривлених свердловинах. Задачі досліджень. 1. Виконати аналіз факторів, які впливають на умови роботи штангової глибинно-насосної установки, навантаженість колони насосних штанг. 2. Дослідити кінематику і динаміку верстатів-качалок колони штанг і погружного насосу. 3. Визначити навантаження які діють на колону штанг на викривлених ділянках і встановити умови руху колони штанг з врахуванням сил опору на викривлених ділянках. 4. Визначити вплив повздовжнього згину колони штанг в нижній частині на її навантаженість. 5. Вивчити навантаженість колони штанг з двома послідовними насосами на різних рівнях. 6. Провести експериментальні лабораторні дослідження впливу викривлення свердловин на опір рухові штанг. ЗМІСТ Стор. ВСТУП 5 РОЗДІЛ І МЕХАНІКА ШТАНГОВОЇ ГЛИБИННО-НАСОСНОЇ УСТАНОВКИ 9 1.1 Схема штангової глибинно-насосної установки 9 1.2 Схеми свердловин 12 1.3 Умови роботи глибиннонасосних штанг 15 1.4 Сили, які діють на підземну частину штангової насосної установки 20 1.5 Максимальне зусилля в точці підвісу штанг 22 1.6 Сили тертя в підземній частині штангової насосної установки 24 1.7. Навантаження на штанги у викривлених свердловинах 25 1.8 Використання двох послідовно розташованих плунжерних насосів на одній колоні штанг 31 1.9 Повздовжній згин нижніх штанг 37 Мета і задачі досліджень 42 РОЗДІЛ 2 КІНЕМАТИЧНИЙ АНАЛІЗ ВЕРСТАТІВ-КАЧАЛОК І ПЛУНЖЕРА ПОГРУЖНОГО НАСОСУ 43 2.1 Кінематика безбалансирних верстатів- качалок 43 2.2. Спрощені формули кінематики балансирних верстатів-качалок 49 2.3. Навантаження механізмів верстатів-качалок при неповному зрівноважуванні 55 12.4. Аналітичне дослідження руху плунжера погружного насосу при І гармонійному русі точки підвісу штанг 61 2.5 Дослідження руху плунжера в балансирних верстатах-качалках 71 Висновки 77 РОЗДІЛ З ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ НАВАНТАЖЕНОСТІ КОЛОНИ ШТАНГ У ВИКРИВЛЕНИХ СВЕРДЛОВИНАХ 78 3.1 Характеристика сил опору при переміщенні штанг у викривленій свердловині 78 3.2 Умови при яких колону штанг можна розглядати як гнучку нитку.. 84 3.3 Умови руху колони штанг вниз 88 3.4 Сили в колоні штанг при русі вверх 93 3.5 Навантаження штанг в нижній частині колони 104 3.6 Рівняння пружної лінії колони штанг 108 3.7 Розв'язок рівнянь пружної лінії колони штанг 113 3.7.1 Розв'язок рівняння для першої ділянки колони штанг 113 3.7.2 Розв'язок рівняння для другої ділянки колони штанг 119 3.7.3 Визначення віддалі між плунжером і центраторами 122 3.8 Визначення сил притискання штанг на викривлених ділянках і раціональне розташування центраторів 123 3.9 Деформація штанг і зменшення ходу плунжера 128 3.10 Максимальне навантаження на штанги в точці підвісу 136 Висновки 141 РОЗДІЛ 4 НАВАНТАЖЕННЯ КОЛОНИ ШТАНГ З ДВОМА ПОСЛІДОВНО РОЗТАШОВАНИМИ НАСОСАМИ 143 4.1 Статичні навантаження і деформації колони штанг з двома плунжерними насосами 143 4.2 Динамічні навантаження в колоні штанг з двома насосами 150 4.3 Аналіз рівняння руху плунжерів і навантажень в штангах 156 Висновки 159 РОЗДІЛ 5 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ 160 5.1 Призначення установки та задачі експериментального дослідження 160 5.2 Дослідження залежності навантаження на штанги від кута інахилу свердловини 165 5.3 Спуск в свердловину і запуск в роботу здвоєних насосів 172 5.4 Порівняння теоретичних розрахунків з реальними одержаними на свердловині 176 Висновки 179 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 180 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 182 ДОДАТКИ 193