Меню

Выбор оборудования штанговой насосной установки



Вопрос 4.31. Подбор оборудования для штанговой насосной установки

Первый этап — определение (выбор) насоса. Задаваясь его произ­водительностью, определяют с учетом коэффициента наполнения, равного 0,8, его диаметр при различных сочетаниях длин ходов числа двойных качаний п. Последние определяют по паспорту станка-ка­чалки, если он уже установлен на скважине, либо назначают с учетом параметров балансирных станков-качалок.

При этом необходимо стремиться к возможно большей длине хода плунжера насоса, так как это позволяет применять насос меньшего диаметра (меньше величины утечек, меньше силы трения) и умень­шает число циклов нагружения штанг (это также увеличивает их дол­говечность).

Второй этап — подбор колонны штанг. Определив диаметр насо­са, длину хода плунжера и число качаний, определяют (подбирают) конструкцию колонны штанг, после чего подсчитывают деформацию колонны.

Третий этап -выбор колонны труб. Трубы, как правило, подбира­ют из конструктивных соображений, исходя из типа насоса — встав­ного или трубного. После чего их проверяют на прочность. Желатель­но применять равнопрочные трубы с высаженными концами, обеспе­чивающие максимальную глубину спуска насоса. Подобрав колонну труб, определяют ее деформацию при работе насоса.

Четвертый этап — выбор типа станка-качалки. По результатам пер­вых грех этапов определяют необходимую длину хода точки подвеса штанг с учетом деформации штанг и труб, а также максимальную на­грузку на полированный шток. На основании этих данных подбирают станок-качалку, удовлетворяющий требуемым параметрам. Если такого станка нет среди применяемых моделей (например длина получается

завышенной), повторяют первые два этапа, задаваясь маркой насоса, обеспечивающего необходимую производительность.

Выбранный станок-качалка должен обладать некоторым запасом максимальной величины нагрузки в точке подвеса штанг, в длине хода и числе качаний, чтобы впоследствии при эксплуатации скважин была возможность изменять их как в сторону уменьшения, так и увеличе­ния.

После выбора модели станка-качалки рассчитывают уравновеши­вание и проверяют соответствие необходимого максимального кру­тящего момента паспортному его значению.

Тип наземной части установки определяется, исходя из условий ее работы. Балансирные станки-качалки с балансирным уравновеши­ванием используют на мелких скважинах с небольшим числом кача­ний. Наиболее универсальны установки с роторным и комбиниро­ванным уравновешиванием.

Пятый этап— выбор приводного электродвигателя. Для этого, зная тангенциальное усилие на пальце кривошипа, определяют мощность приводного двигателя, частота вращения вала которого назначается исходя из передаточного отношения редуктора и клиноременной пе­редачи.

Выбор оборудования и режимов работы по изложенной выше ме­тодике — сложная и трудоемкая задача, для решения которой А.Н. Адониным была составлена диаграмма (рис. 4.40, 4.41). Для станков — ка­чалок по ГОСТ 5866-66. Диаграмма дает возможность быстро подби­рать оборудование по заданным значениям дебита и высоты подъема жидкости.

Диаграммы построены на основе следующих исходных данных:

— плотность откачиваемой жидкости принята равной 900 кг/м 3 ;

— динамический уровень находится у приема насоса;

— коэффициент наполнения насоса равен 0,85.

Сплошные ломаные линии указывают границы зон применения станка-качалки одного типа, а пунктирные — границы областей в этих зонах.

Каждой зоне области соответствует насос (плунжер) определен­ного диаметра в мм (на диаграмме показан цифрой в кружке).

При подборе оборудования глубиннонасосной установки и режи­ма его работы сначала определяют тип станка-качалки и диаметр плунжера глубинного насоса, которые находят пересечением проек­ций дебита и глубины спуска насоса на осях Q и Н.

Тип насоса определяют в зависимости от глубины подвески. При глубинах больше 1000 м следует применять вставные насосы.

Конструкция колонны штанг и труб определяется с помощью дан­ных таблицы 1.11 [12].

Рис. 4.40. Диаграмма Адонина А.М. для базовых моделей станков-качалок

Рис. 4.41. Диаграмма Адонина А.М. для модифицированных моделей станков-качалок

Рис. 4.43. Диаграмма области применения станков — качалок СКЭ-3,5-5600

(чистая зона) и СК10-3-5600 (заштрихованная зона)

при числе качаний 12 в мин.

Рис. 4.44. Диаграмма области применения станков качалок СК8-3,5-4000

(чистая зона) и СК12-2.5-4000 (заштрихованная зона)

при числе качаний 12 в мин.

Для определения числа качаний при заданной производительно­сти глубинного насоса при максимальной длине хода используют соотношение:

где максимальное число качаний, установленное для стан­ка-качалки;

— максимальная добыча, соответствующая верхней гра­нице поля данного насоса, в м 3 /сут;

— заданная добыча в м 3 /сут.

Аналогичные диаграммы были созданы и для станков — качалок по ГОСТ 5866-76, которые обычно приводятся в паспорте станка -качалки.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ПОДБОРА ШТАНГОВЫХ СКВАЖИННЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК

В качестве основы для подбора скважинных штанговых на­сосных установок часто используется универсальная методика подбора скважинных насосных установок, разработанная на ка­федре машин и оборудования нефтяной и газовой промышлен­ности Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина [7, 18, 19, 20].

Вышеназванная методика была доработана в соответствии с промысловыми данными и полученными величинами допускае­мых приведенных напряжений для насосных штанг, в первую очередь — бывших ранее в эксплуатации.

Основные положения уточненной методики подбора скважин­ных штанговых насосных установок приведены ниже.

1.По исходным данным (пластовые и скважинные условия, шданный дебит) определяем динамический уровень.

При этом учитывается «водяная подушка», остающаяся на участке «забой скважины — прием насоса» после проведения подземного ремонта скважины и переменная плотность смеси «вода — нефть — газ».

Плотность смеси р определяется по исходным данным (плот­ности нефти, газа и воды, обводненность, газовый фактор, пла­стовые температура и давление, геотермический градиент, дав­ление насыщения, кривая разгазирования). Практически этот этап работы полностью повторяет пункты № 1 — 15 методики под­бора УЭЦН.

2.Используя коэффициент сепарации и допустимую величи­ну свободного газа на приеме насоса, определяем минимально-возможную глубину спуска насоса.

3.По заданному дебиту определяем типоразмер базового скважинного насоса,(из формулы Qид = 1440 η Fнac S· п для насо­сов обычного исполнения и Qид = 1440 η нас.1 Fнас.2) • S· n для насосов типа ННД и ННГ,где Fнас.1 и Fнас.2 — площади 1-й и 2-й ступеней насоса), принимая, что среднее число качаний п = 6,0 в мин., средняя длина хода S = 2,5 м, коэффициент подачи нового или отремонтированного насоса η= 0,8. После расчета диаметра и выбора стандартного типоразмера насоса выбираем два-три соседних типоразмера (в большую и меньшую сторону) и определяем для них скорость откачки — произведение п • S.

4.По типоразмеру насоса и глубине спуска определяем (пред­варительно) максимальные и минимальные нагрузки в точке подвеса штанг по формулам:

где Ршт = Σ (qi Li g Kарх);где qi масса 1-го метра штанг; Li длина ступени штанг; i = 1 и 2; Kарх = 1 – ρж/ρст — коэффициент Архимеда; L2 = Lподв(1 – Kнас); L1 = Lподв(Kнас); Kнас коэффици­ент, равный диаметру рассматриваемого насоса в мм, деленный на 100.

Читайте также:  Как сделать оборудование для трактора

Для насосов обычного исполнения

для насосов исполнения ННД и ННГ

где Ндин — динамический уровень; Рбуф — буферное давление; Fнас— эффек­тив­ные площади плунжеров рассматриваемого насоса.

(7.83)

где α и а — кинематические коэффициенты станка-качалки,

; , где п — частота ходов в минуту;

где f1 — площадь поперечного сечения нижней ступени ко­лонны штанг; f2 площадь поперечного сечения верхней ступе­ни колонны штанг; суперход плунжера для современных усло­вий работы ШСНУ практически равен нулю.

fтр площадь поперечного сечения материала колонны НКТ.

(7.85)

(7.86)

(7.87)

где Lподв — длина подвески насоса, м; μж — вязкость откачиваемой жидкости; S — длина хода, м; п — частота ходов, мин -1 .

(7.88)

где Ртр.пл — механическое трение плунжера о цилиндр,

(7.89)

(7.90)

где γмах i — телесный угол искривления ствола скважины на i-м участке.

5. По максимальной нагрузке выбираем типоразмер станка-качалки и уточняем параметры работы установки — частоту и длину ходов.

В связи с тем, что на нефтяных промыслах практически ни­когда не используются режимы работы СК с максимальной дли­ной хода при максимальной нагрузке на головку балансира, про­верка СК по максимальному крутящему моменту на валу криво­шипа не производится.

6. По уточненным параметрам работы и кинематическим ко­эффициентам СК определяем точные значения сил при ходе вверх и вниз с учетом сил трения. Уточненные коэффициент трения и силу трения при этом рассчитываем по формуле, приведенной в работе Сабирова А.А. [21]:

(7.91)

где α — зенитный угол, β — азимутальный угол;

7. По величине силы трения в нижней части колонны штанг и силам сопротивления в скважинном насосе (трение в плун­жерной паре и противодавлении клапана) определяем длину «тя­желого» низа из штанг диаметром 19, 22, 25 или 28 мм.

(7.92)

и уточняем этот вес после округления длины «тяжелого» низа.

(7.93)

где q — масса погонного метра выбранных штанг, кг; L8 длина «тяжелого» низа, округленная до длины, кратной 8-и метрам; Kарх = 1 – ρж/ρст — коэффициент Архимеда.

Длина «тяжелого низа» округляется в большую сторону до числа, кратного 8.

8. По весу «тяжелого низа» и нагрузкам при ходе вверх и вниз выбираем длину нижней секции штанговой колонны диа­метром 19 мм, исходя из условия σпр = 0,7 [σпр ] в верхнем сечении этой секции.

(7.94)

где σмах — максимальное напряжение; σа — амплитудное на­пряжение.

Индекс «i» говорит о том, что в расчете используется не вся колонна штанг, а только ее нижняя часть, т.е.:

(7.95)

(7.96)

где fi — площадь поперечного сечения i-и ступени штанг.

(7.97)

Отсюда выбирается длина нижней ступени колонны штанг (при i = 1) L1

9. По длинам и весам «тяжелого низа» и нижней ступени штанговой колонны выбираем длину второй секции колон­ны диаметром 22 мм, исходя из того же условия прочности. При этом в формуле 7,143 i = 2, а вес Ртяж2 = Ртяж1 + Ршт1

Определяем суммарную длину «тяжелого низа», первой и вто­рой ступени колонны штанг. Если суммарная длина превышает глубину спуска насоса или равна ей (±5%), расчет штанг закон­чить, если меньше глубины спуска, то перейти к п. 10 настояще­го раздела методики.

10. Определяем длину третьей ступени штанговой колонны (диаметром 25 мм) аналогично предыдущим шагам. Проверяем длину колонны и сравниваем ее с глубиной спуска. Если длина меньше глубины спуска — перейти к 11 пункту.

11. Определяем длину четвертой ступени колонны штанг (ди­аметр 28 мм). Работа аналогична пунктам 8, 9, 10 настоящей методики.

12. Все расчеты по пп. 8—12 проводятся для штанг с опреде­ленным [σпр]. Если при принятой прочности необходимы 4 и более ступеней штанг с диаметрами более 25 мм, переходим к расчету штанг из более прочной стали (20Н2М, 15НЗМА или иной) с повышенным значением [σпр].

Кроме длин ступеней в компоновке колонны штанг необхо­димо определять места обязательной и желательной установки центраторов. В качестве критерия места обязательной установ­ки центраторов выбран темп набора кривизны более 1 град./10 м и/или зенитный угол более 12 град.; для желательной установки — темп набора кривизны более 0,4 град./10 м и/или зенитный угол более 6 град.

13. По величине максимальной и минимальной нагрузки и типу выбранного СК определяются параметры уравновешива­ния (например — радиус уравновешивания и количество контр­грузов на кривошипе станка-качалки).

Необходимо отметить, что на промыслах применяется боль­шое число других, часто достаточно упрощенных методик под­бора СШНУ, которые обеспечивают предварительный подбор оборудования без учета осложняющих промысловых факто­ров (сложная инклинометрия, влияние газа, механических при месей и т.д.).

Одной из наиболее известных методик такого рода является работа, сведенная в диаграмму Адонина и спе­циальные таблицы или номограммы.

Простой и наглядный способ выбора оборудования и перво­начального режима откачки — использование диаграмм и таб­лиц имеющихся в справочниках по добыче нефти и инструкци­ях [7, 13, 18].

Рассмотрим диаграмму, построенную для модернизирован­ного ряда станков-качалок, выпускавшихся по ГОСТ 5866-66.

При построении таких диаграмм по горизонтальной оси от­кладывают глубину спуска насоса, которая принята равной вы­соте подъема жидкости (погружение насоса под динамический уровень считается равным нулю). Это нужно иметь в виду, так как если погружение под динамический уровень составляет бо­лее 8—10% глубины спуска насоса (для разных диаметров насо­сов), то необходимо в принимаемую для выбора оборудования глубину спуска насоса вводить поправку.

При построении диаграмм принято, что противодавление на устье скважины также равно нулю. Поэтому, если фактическое противодавление больше 5 кгс/см 2 , необходима поправка.

По вертикальной оси откладывают подачу насоса в м 3 /сут. Предельные глубины спуска насосов прежде всего определя­ются двумя параметрами станка-качалки: максимальной до­пустимой нагрузкой на балансир в точке подвеса штанг и мак­симальным допустимым крутящим моментом на кривошип­ном валу станка. При этом сами величины нагрузок и момен­тов рассчитывают для максимальных длины хода, числа кача­ний и веса принятой рациональной конструкции штанговой колонны. Но иногда при применении станков-качалок с вы­сокими допускаемыми нагрузками на головку, а также штанг сравнительно малой усталостной прочности предельная глу­бина спуска насосов ограничивается усталостной прочностью штанг.

При построении диаграмм все расчеты максимальных и ми­нимальных нагрузок в точке подвеса штанг выполнены по фор­мулам А.С. Вирновского, а крутящих моментов по формуле Р.А. Рамазанова. Подача насосов рассчитывалась по форму­лам, приведенным в главе I, причем коэффициент наполнения насосов был принят равным 0,85.

Диаграмма рис. 7.72 разделена на области применения раз­личных станков, входящих в данный стандарт. Области ограни­чиваются сплошными ломаными линиями и различаются штри­ховкой. Область каждого станка-качалки состоит из полей стан­дартных диаметров насосов (указаны в кружочках). Границы поля каждого насоса обозначены пунктиром. Верхняя граница поля каждого насоса представляет собой кривую подачи данного на­соса при максимальной длине хода станка-качалки, указанного в его шифре, и максимальном числе качаний, указанном в таб­личке. Этот параметр не входит в шифр станка-качалки и выб ран нами потому, что применяемые обычно числа качаний не бывают почти никогда выше 15. Кроме того, применяемые таб­лицы для подбора штанговых колонн основаны на промысло­вых данных о работе скважин с числом качаний 10—15.

Читайте также:  Какое оборудование можно сделать своими руками

Рис. 7.72. Диаграмма для выбора насосного оборудования и режима откачки (станки-качалки по ГОСТ 5866-66)

Шифр станка-качалки и максимальное число качаний соответственно: I— lCK-1-0,6-100 и 15; П —2СК-1,25-0,9-260и 15; III— ЗСК-2-1,05-400 и 15; IV — 4СК-2-1,08-700; V — 5СК-4-2,1-1600 и 14; VI — 6СК-4-3-2500 и 12; VII— 7СК-8-3,5-4000 и 11; VIII— 7СК-8-3,5-6000 и 13; IX — 7СК-12-2,5-6000 и 13; X — 9СК-15-6-12000 и 8.

Для длин ходов, больших 1,8 м, максимальные числа качаний рассчитаны из условия приближенного сохранения отношения внешних сил инерции (возникающих от неравномерного движе­ния штанг и столба жидкости) к статической нагрузке в точке подвеса штанг. При этом относительные величины усилий, расша­тывающих станок-качалку, и амплитуды вибраций могут считаться в первом приближении одинаковыми у всех станков-качалок.

Существует несколько методов конструирования или состав­ления штанговой колонны — при помощи номограмм, таблиц и расчетных формул.

Для оперативного подбора колонны штанг можно пользоваться номограммами Я.А. Грузинова [13] и ТатНИПИнефти [17].

Номограмма Я.А. Грузинова приведена на рис. 7.73. На оси абсцисс отложены глубины спуска насоса, а на оси ординат — значения приведенных напряжений. Номограмма состоит из трех систем точек.

Рис. 7.73. Номограмма Я.А. Грузинова

Первая — совокупность сочетаний диаметров насо­сов и штанг — вместе с нулевой точкой номограммы позволяет определить начальные ординаты σпр . Вторая выражает сочетание чисел качаний п и длин ходов плунжера S и вместе с точкой 2500 позволяет определить углы наклонов графиков к оси абсцисс. Тре­тья — вспомогательная система для расчета ступенчатых колонн.

Пример. Определить значение приведенного напряжения в точкеподвеса штанг, пользуясь данными, приведенными ниже.

Глубина спуска насоса, м. 1000

Диаметр насоса, мм. 44

Число ходов плунжера в минуту. 12

Длина хода устьевого штока, м. 1,8

Диаметр ступеней колонны, мм:

Длина ступеней колонны, м:

Решение. Соединяем прямыми линиями начальную точку оси абсцисс О (см. рис. 7.73) с точкой 19 системы 7, находящейся на пунктирной линии D-44, и точку 2500 с точкой (12; 1,8) системы П. От точки 1000 на оси абсцисс проводим вертикаль вверх до пере­сечения с линией О-19 в точке А и из этой точки — прямую, параллельную линии 2500-1,8 до пересечения в точке С с верти­калью, проведенной вверх из точки 300 оси абсцисс σпр= 70 МПа.

По вертикали 300 — С опускаем из точки С отрезок CD, равный на высоте точки С отрезку ВБ между осью ординат и вспомога­тельной переводной линией 0—19—22 системы III.Через точку D проводим прямую DB, параллельную линии 2500—12—1,8 до пере­сечения с осью ординат σпр, в точке В. Величина ординаты ОВ и будет выражать собой значение приведенного напряжения σпр, рав­ного в рассматриваемом примере 63 МПа для первой ступени штанг.

Значение σпр для второй ступени штанг находим в точке С ‘ на пересечении прямой СС ‘ с ординатой. Оно составляет 70 МПа.

Следовательно, для заданных условий можно принять штан­ги из стали марки сталь 40 с допускаемым приведенным напря­жением σпр =70 МПа.

Номограмма Я.А. Грузинова, как и другие номограммы, состав­лена с использованием весьма приближенных формул элементар­ной теории работы насосной установки, поэтому значения приве­денных напряжений, определяемые по этой номограмме, существенно отличаются от фактических. Эта разница возрастает с увеличением диаметра насоса, глубины его спуска и скорости откачки.

Довольно широкое распространение на нефтяных промыслах страны получили таблицы типовых конструкций колонн насос­ных штанг, составленные АзНИПИнефть.

Источник

Тема: Насосная эксплуатация скважин. Выбор оборудования ШСНУ

Лабораторная работа №7

1. Основные теоретические положения

Штанговая скважинная насосная установка (ШСНУ) – плунжерный (поршневой) насос, устанавливаемый в скважине на большой глубине, который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны специальных штанг (рис. 1).

ШСНУ включает оборудование:

а) наземное – станок-качалку и оборудование устья;

б) подземное – НКТ, насосные штанги, скважинный насос и различные защитные устройства.

Проектирование ШСНУ состоит из двух этапов.

I. Выбор компоновки ШСНУ, т.е. взаимосвязанной совокупности следующих параметров: диаметр и тип скважинного штангового насоса, глубина его спуска и конструкция НКТ, а также типоразмер предварительно заданного станка-качалки.

II. Обоснование конструкции штанговой колонны, уточнение типоразмера станка-качалки и расчет других характеристик.

Рис. 1. Схема ШСНУ:

1 – скважинный насос невставной; 2 – колонна НКТ; 3 – колонна насосных штанг; 4 – шток сальниковый; 5 – канатная подвеска: 6 – фонтанная арматура с устьевым сальником;

2. Порядок расчета и подбора оборудования

1. Определяют плотность смеси по формуле (при высоком газовом факторе и В =(880+70+1100)/1,15=1906,5 кг/м 3 (1)

где r н – плотность нефти, кг/м 3 ;

r г – плотность газа, кг/м 3 ;

r в – плотность воды, кг/м 3 ;

G 0 – газовый фактор, м 3 /м 3 ;

B – обводненность скважиной продукции, %;

b н – объемный коэффициент нефти.

Источник

Выбор оборудования для штанговой насосной установки.

Основное назначение уравновешивающего устройства – накопление потенциальной энергии при ходе штанг вниз и отдаче её при ходе вверх. Потенциальная энергия превращается в работу, которая вместе с работой, совершаемой приводным двигателем, расходуется на перемещение точки подвеса штанги вверх. Задача уравновешивания привода скважинного насоса сводиться к определению таких параметров уравновешивающего устройства, которые в зависимости от условий работы установки позволили бы создать оптимальный режим работы двигателя и обеспечили бы приемлемые энергетические показатели установки.

Балансированный станок-качалку уравновешивают грузами, устанавливаемыми на балансире или кривошипе.

При выборе масс грузов в качестве критерия уравновешенности принимают следующие условия.

Работа, совершаемая двигателем при ходе штанг вверх и вниз, в течении двойного хода, постоянна:

Приравняв правые части выражений, получим:

где G – вес уравновешивающего груза.

Таким образом, вес уравновешивающего груза должен быть равен сумме весов колонны штанг в жидкости и половине веса столба пластовой жидкости, находящейся над плунжером скважинного насоса.

Выбор оборудования для штанговой насосной установки

Первый этап — определение (выбор) насоса. Задаваясь его произ­водительностью, определяют с учетом коэффициента наполнения, равного 0,8, его диаметр при различных сочетаниях длин ходов числа двойных качаний п. Последние определяют по паспорту станка-ка­чалки, если он уже установлен на скважине, либо назначают с учетом параметров балансирных станков-качалок.

Читайте также:  Прокат горнолыжного оборудования сочи

При этом необходимо стремиться к возможно большей длине хода плунжера насоса, так как это позволяет применять насос меньшего диаметра (меньше величины утечек, меньше силы трения) и умень­шает число циклов нагружения штанг (это также увеличивает их дол­говечность).

Второй этап — подбор колонны штанг. Определив диаметр насо­са, длину хода плунжера и число качаний, определяют (подбирают) конструкцию колонны штанг, после чего подсчитывают деформацию колонны.

Третий этап — выбор колонны труб. Трубы, как правило, подбира­ют из конструктивных соображений, исходя из типа насоса — встав­ного или трубного. После чего их проверяют на прочность. Желатель­но применять равнопрочные трубы с высаженными концами, обеспе­чивающие максимальную глубину спуска насоса. Подобрав колонну труб, определяют ее деформацию при работе насоса.

Четвертый этап — выбор типа станка-качалки. По результатам пер­вых грех этапов определяют необходимую длину хода точки подвеса штанг с учетом деформации штанг и труб, а также максимальную на­грузку на полированный шток. На основании этих данных подбирают станок-качалку, удовлетворяющий требуемым параметрам. Если такого станка нет среди применяемых моделей (например длина получается завышенной), повторяют первые два этапа, задаваясь маркой насоса, обеспечивающего необходимую производительность.

Выбранный станок-качалка должен обладать некоторым запасом максимальной величины нагрузки в точке подвеса штанг, в длине хода и числе качаний, чтобы впоследствии при эксплуатации скважин была возможность изменять их как в сторону уменьшения, так и увеличе­ния.

После выбора модели станка-качалки рассчитывают уравновеши­вание и проверяют соответствие необходимого максимального кру­тящего момента паспортному его значению.

Тип наземной части установки определяется, исходя из условий ее работы. Балансирные станки-качалки с балансирным уравновеши­ванием используют на мелких скважинах с небольшим числом кача­ний. Наиболее универсальны установки с роторным и комбиниро­ванным уравновешиванием.

Пятый этап— выбор приводного электродвигателя. Для этого, зная тангенциальное усилие на пальце кривошипа, определяют мощность приводного двигателя, частота вращения вала которого назначается исходя из передаточного отношения редуктора и клиноременной пе­редачи.

Выбор оборудования и режимов работы по изложенной выше ме­тодике — сложная и трудоемкая задача, для решения которой А.Н. Адониным была составлена диаграмма (рис. 13, 14). Для станков — ка­чалок по ГОСТ 5866-66. Диаграмма дает возможность быстро подби­рать оборудование по заданным значениям дебита и высоты подъема жидкости.

Диаграммы построены на основе следующих исходных данных:

— плотность откачиваемой жидкости принята равной 900 кг/м 3 ;

— динамический уровень находится у приема насоса;

— коэффициент наполнения насоса равен 0,85.

Сплошные ломаные линии указывают границы зон применения станка-качалки одного типа, а пунктирные — границы областей в этих зонах.

Каждой зоне области соответствует насос (плунжер) определен­ного диаметра в мм (на диаграмме показан цифрой в кружке).

При подборе оборудования глубиннонасосной установки и режи­ма его работы сначала определяют тип станка-качалки и диаметр плунжера глубинного насоса, которые находят пересечением проек­ций дебита и глубины спуска насоса на осях Q и Н.

Тип насоса определяют в зависимости от глубины подвески. При глубинах больше 1000 м следует применять вставные насосы.

Источник

Расчет и подбор оборудования ШСНУ для конкретной скважины

Выбрать оборудование и установить параметры работы штанговой скважинной насосной установки (ШСНУ) для конкретной скважины.

Таблица 4 — Исходные данные

Вариант 1/11 2/12 3/13 4/14 5/15 6/16 7/17 8/18 9/19 10/20
Расстояние от устья до верхних отверстий фильтра Нф, м 1850 1900 1845 1890 1899 1860 1870 1880 2373 1850
Диаметр эксплуатационной колоны D, мм 168 146 168 146 168 146 168 146 168 146
Пластовое давление Pпл, МПа 14,4 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Забойное давление Pзаб, МПа 8,4 12 13 14 15 16 17 18 19 16
Газовый фактор G, м 3 /т 60 44 40 50 53 48 60 66 59 51
Плотность нефти rн, кг/м 3 860 845 855 846 821 860 859 830 821 835
Плотность воды rв, кг/м 3 1100 1090 1088 1100 1095 1085 1100 1090 1100 1001
Плотность газа rг, кг/м 3 1,2 1,1 1,1 1,2 1 1,2 1 1 1,2 1,1
Коэффициент продуктивности К, т/сут МПа 2,8 4,5 6,4 10,1 4,1 3 2,9 5,5 5 6
Обводненность продукции скважины, % 40 20 30 10 15 25 35 41 16 28

1. Определяем планированный отбор жидкости по уравнению притока при n = 1:

(1)

2. Глубина спуска насоса:

(2)

где Рпр.опт – оптимальное давление на приеме насоса, МПа

Плотность смеси ниже приема насоса при малом газосодержании и обводненности менее 80% определяем по формуле:

кг/м 3 (3)

3. Определяем объемную производительность установки, задавшись предварительно коэффициентом подачи насоса aп=0,6:

м 3 /сут (4)

4. По диаграмме А.Н. Адонина для базовых станков-качалок [7] выбираем по найденному дебиту и глубине спуска насоса диаметр насоса и тип станка качалки.

5. Выбираем тип насоса – НСВ или НСН и диаметр НКТ [7].

6. В зависимости от диаметра и глубины спуска насоса выбираем конструкцию колоны штанг (двухступенчатая конструкция, диаметры штанг 22 мм и 19 мм).

7. Число качаний вычисляется по формуле:

, (5)

где Fпл – площадь поперечного сечения плунжера, определяют по справочным таблицам или по формуле:

(6)

8. Определяют необходимую мощность по формуле Д.В. Ефремова:

, кВт (7)

где hн и hск – соответственно КПД насоса и КПД станка-качалки

aп – коэффициент подачи насоса

К – коэффициент степени уравновешенности СК, для уравновешенной системы К =1,2

9. Выбираем тип электродвигателя [7].

Ответ (по условию задачи).

Список используемой литературы

1. Бахарев М.С. Грачев С.И. Сорокин П.М. и др. Справочное руководство для мастеров буровых бригад. — Сургут: РИИЦ «Нефть Приобья», 2002.

2. Добровольский В.В. Геология: учебник для студентов вузов. – М.: ВЛАДОС, 2008.

3. Дунюшкин И.И. Сбор и подготовка скважинной продукции нефтяных месторождений: учебное пособие. – М.: Нефть и газ РГУ им. И.М. Губкина, 2006 г.

4. Закожурников Ю.А. Подготовка нефти и газа к транспортировке: учебное пособие для СПО. — Волгоград: Ин-Фолио, 2010 г.

5. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. – Уфа: ГУП «Башкортостан», 2001.

6. Покрепин Б.В. Сбор и подготовка скважинной продукции. Курс лекций. – М.: ГУ УМК по горному, нефтяному и энергетическому образованию, 2000.

7. Мищенко И.Т. Расчеты в добыче нефти. – М.: Недра, 2000

8. Юрчук А.М., Истомин А.З. Расчеты в добыче нефти. – М.: Недра, 1979

Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 1293 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник