Варианты для расчета движения ГЖС по методу Поэтмана - Карпентера

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 25Следующая ⇒

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Q_жст,м³/сут	72,0	71,5	71,0	70,5	70,0	69,5	69,0	68,5	68,0	67,5
ρ_нд,кг/м³	850,0	849,5	849,0	848,5	848,0	847,5	847,0	846,5	846,0	845,5
β_в,%	0	0,8	1,6	2,4	3,2	4,0	4,8	5,6	6,4	7,2
μ_нд,мПа·с	8,0	8,3	8,6	8,9	9,2	9,5	9,8	10,1	10,4	10,7
Р_у , МПа	1,14	1,24	1,34	1,44	1,54	1,64	1,74	1,84	1,94	2,04
μ_нпл,мПа·с	2,8	3,0	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0	4,2	4,4	4,6
Т_пл,К	307	309	311	313	315	317	319	321	323	325
Р_нас , МПа	9,1	9,2	9,3	9,4	9,5	9,6	9,7	9,8	9,9	10,0
ω , ºК / м	0,0189	0,0191	0,0193	0,0195	0,0197	0,0199	0,0201	0,0203	0,0205	0,0207
Г, м³/м³	60	62	64	66	68	70	72	74	76	78
L_с , м	1600	1640	1680	1720	1760	1800	1840	1880	1920	1960
ρ_гo,кг/м³	1,436	1,439	1,442	1,445	1,448	1,451	1,454	1,457	1,46	1,463
H_НКТ , м	1600	1640	1680	1720	1760	1800	1840	1880	1920	1960
D_{т ,}м	0,062	0,062	0,062	0,0819	0,0819	0,0819	0,0819	0,062	0,062	0,062
Р_{заб изм ,}МПа	11,91	12,08	12,18	12,28	12,38	12,48	12,58	12,68	12,78	12,88

Продолжение таблицы 3.1

Вариант

Q_жст,м³/сут

66,5

65,5

67,5

66,5

65,5

ρ_нд,кг/м³

845

844,5

844

843,5

843

842,5

842

841,5

844

843,5

β_в,%

8,8

9,6

10,4

11,2

12,8

13,6

13,3

14,1

μ_нд,мПа·с

11,3

11,6

11,9

9,9

10,2

10,5

10,8

11,1

11,4

Р_у , МПа

2,14

2,24

2,34

2,14

2,24

2,34

2,44

2,54

2,34

2,44

μ_нпл,мПа·с

4,8

3,3

3,5

3,7

3,9

4,1

4,3

4,5

4,7

3,2

Т_пл,К

327

329

331

333

335

313

315

317

319

321

Р_нас , МПа

10,1

10,2

10,5

10,8

11,1

11,4

11,7

12,1

12,2

ω , ºК / м

0,0209

0,0211

0,02

0,0202

0,0204

0,0206

0,0208

0,021

0,0199

0,0201

Г, м³/м³

L_с , м

2000

1690

1730

1770

1810

1850

1890

1930

1970

1660

ρ_гo,кг/м³

1,466

1,469

1,472

1,453

1,456

1,459

1,462

1,465

1,468

1,471

H_НКТ , м

2000

1690

1730

1770

1810

1850

1890

1930

1970

1660

D_{т ,}м

0,062

0,0819

Р_{заб изм ,}МПа

12,98

13,08

13,38

13,68

13,98

14,28

14,58

14,88

14,98

15,08

Продолжение таблицы 3.1

Вариант

Q_жст,м³/сут

64,5

66,5

65,5

64,5

63,5

ρ_нд,кг/м³

843

842,5

842

841,5

841

840,5

843

842,5

842

841,5

β_в,%

13,8

14,6

14,3

15,1

14,8

15,6

15,3

16,1

15,8

16,6

μ_нд,мПа·с

11,7

9,7

11,4

9,4

9,7

11,1

9,1

9,4

10,8

Р_у , МПа

2,54

2,64

2,74

2,04

2,14

1,94

2,04

2,14

2,24

2,34

μ_нпл,мПа·с

3,4

3,6

3,8

4,2

4,4

4,6

4,8

3,3

3,5

Т_пл,К

323

325

327

329

331

333

335

337

315

317

Р_нас , МПа

12,3

12,4

12,5

12,6

12,7

12,8

13,1

13,2

13,3

13,4

ω , ºК / м

0,0203

0,0205

0,0207

0,0209

0,0198

0,0203

0,0205

0,0207

0,0209

0,0211

Г, м³/м³

L_с , м

1700

1740

1780

1915

1955

1645

1685

1725

1765

1900

ρ_гo,кг/м³

1,452

1,455

1,47

1,473

1,454

1,457

1,472

1,475

1,456

1,459

H_НКТ , м

1700

1740

1780

1915

1955

1645

1685

1725

1765

1900

D_{т ,}м

0,0819

0,062

Р_{заб изм ,}МПа

15,18

15,28

15,38

15,48

15,58

15,68

15,98

16,08

16,18

16,28

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРИ ШТАНГОВОЙ ГЛУБИННОНАСОСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

В этом разделе при выборе оборудования ШГНУ применен принцип «от простого к более сложному». Вначале приводится графический метод выбора оборудования по диаграмме А. Н. Адонина, далее приводятся аналитические методы определения режимных параметров работы ШГНУ: метод Муравьева И. М., Крылова А. П. и Оркина К. Г., позволяющий на основе простых формул получить основные параметры работы оборудования; далее следуют формулы А. Н. Адонина, А. С. Вирновского, Л. Г. Чичерова и другие, которые рекомендуются для уточненных расчетов оборудования и режимных параметров с учетом деформации колонны штанг и труб, сил трения и вязкости жидкости.

Выбор оборудования ШГНУ и определение параметров

Работы насоса

Графический метод основан на применении диаграмм А. Н. Адонина [24]. При его применении необходимо знать дебит скважины Q в м³/сут и глубину спуска насоса L в м. Типоразмер станка-качалки и диаметр плунжера насоса определяют непосредственно по диаграмме А. Н. Адонина в точке пересечения проекций дебита и глубины спуска насоса. Тип насоса определяют в зависимости от глубины спуска и параметров добываемой жидкости. При глубинах спуска более 1200 м и наличии в жидкости значительного количества абразивных частиц (более 1,5 г/л) следует применять вставные насосы.

При выборе диаметра насосных труб следует учитывать тип и размер насоса. При использовании вставных насосов превышение диаметра НКТ над диаметром плунжера составляет 28 - 32 мм (табл. П1.2 [17]). При применении невставных (трубных) насосов такое превышение не должно составлять более 14 - 18 мм (табл. П1.3 [17]).

Диаметр насосных штанг и группу прочности стали выбирают по табл. П1.2, П1.3, П1.4 с последующей проверкой расчетом на приведенное напряжение. При глубинах подвески более 1200 м следует применять ступенчатые колонны штанг. При двухступенчатой колонне углеродистых штанг (сталь 40У) ориентировочно можно принять, что процентная длина штанг верхней ступени равна диаметру плунжера в мм [27].

Для приближенного определения режимных параметров работы насоса следует принять максимальную длину хода точки подвеса штанг для выбранного станка-качалки и найти необходимое число качаний по зависимости [19]:

где n_max - максимальное число качаний по характеристике станка-качалки; Q_ф - фактический дебит скважины; Q_max - максимальная производительность насоса при работе на максимальных параметрах (находят по диаграмме А. Н. Адонина – приложение рисунки 1и 2).

Для более точного определения режимных параметров работы насоса применяют аналитические методы.

Первый метод был разработан Муравьевым И. М. и Крыловым А. П. и развит Оркиным К. Г. [19]. Он состоит в определении для принятого станка-качалки диаметра плунжера D, длины хода полированного штока S и числа качений n. (В дальнейшем тип станка-качалки может быть скорректирован после определения D, S, n и величины нагрузки на головку балансира.)

При выборе оптимального режима работы насоса исходят из условия получения минимальных напряжений в штангах, а, следовательно, и минимальной нагрузки на головку балансира с последующей проверкой прочности штанг на разрыв и выносливость.

Для получения минимума напряжений в штангах основные параметры работы насоса (при коэффициенте подачи η = 0,7 и плотности нефти ρ = 900 кг/м³) находятся между собой в следующей зависимости:

где q_ср - средняя масса 1 п. м двухступенчатых штанг.

Для выбора оптимального режима сначала задаются рядом возможных значений S для принятого типа станка-качалки и находят по формуле (4.2) соответствующие им значения n.

Далее для принятых значений S и полученных значений n определяют площадь сечения плунжера из формулы производительности насоса, см²:

где Q - производительность насоса, м³/сут; S - длина хода сальникового штока, м.

Отсюда

Затем задаются стандартными значениями n, определяют по формуле (4.3) соответствующие им значения F_пл, а из формулы (4.4) определяют S.

Для всех режимов, при которых S и n входят в приемлемую область работы станка-качалки, определяют нагрузку на головку балансира.

Максимальная нагрузка по статической теории [27]:

где L - глубина спуска насоса, м; b = (ρ_ш - ρ_ж) / ρ_ш - коэффициент облегчения штанг в жидкости; ρ_ш, ρ_ж - плотность материала штанг и жидкости соответственно; S·n² / 1440 - фактор инерционных нагрузок; g ускорение свободного падения.

Минимальная нагрузка при начале хода штанг вниз:

Затем выбирают режим, при котором нагрузка на головку балансира Р_max будет наименьшая, и определяют максимальное и минимальное напряжения в штангах:

где f_ш - площадь поперечного сечения штанг.

Для выбора материала штанг определяют σ_пр [24]:

где - амплитудное значение напряжения в асимметричном цикле.

По таблице П1.9 выбирают соответствующий материал для штанг, так чтобы

Затем определяют коэффициент запаса прочности штанг:

где σ_т - предел текучести материала штанг.

Полученные расчетным путем параметры D и n могут оказаться нестандартными. Поэтому при заданном дебите определяют число качаний, которое надо иметь при использовании стандартного диаметра плунжера [27]:

где n_р - расчетное число качаний; D_р - расчетный диаметр плунжера; D_ст - стандартный диаметр плунжера.

Если n получается нестандартное, следует выбрать ближайший стандартный или изготовить шкив для электродвигателя необходимого диаметра:

где n - число качаний в мин; d_p - диаметр шкива редуктора; i - передаточное число редуктора; n_эл - частота вращения вала электродвигателя, мин^-1.

Задача 13

Условие задачи: выбрать станок-качалку, диаметр и тип насоса, штанг и НКТ и установить режимные параметры работы насоса для заданных условий: дебит скважины Q, плотность нефти ρ_н, глубина спуска насоса L_спуска, коэффициент подачи насоса η .

Варианты заданий: решение задачи осуществляется в соответствии с индивидуальным вариантом задания, установленным преподавателем. Варианты заданий приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Q, м³/сут	35	33	31	29	27	25	32	30	28	35
ρ_н,кг/м³	850	852	854	856	858	860	862	864	847	849
L_спуска, м	1400	1450	1500	1550	1600	1650	1570	1620	1540	1590
η, д,ед,	0,7	0,68	0,66	0,64	0,62	0,6	0,65	0,63	0,68	0,66
Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Q, м³/сут	33	31	38	36	34	41	39	37	35	42
ρ_н,кг/м³	851	853	855	857	859	861	863	865	867	869
L_спуска, м	1510	1560	1480	1530	1450	1500	1420	1470	1390	1440
η, д,ед,	0,71	0,69	0,74	0,7	0,68	0,66	0,64	0,62	0,6	0,65
Вариант	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Q, м³/сут	40	38	45	43	41	48	46	44	51	49
ρ_н,кг/м³	852	854	856	858	860	862	864	866	849	851
L_спуска, м	1360	1410	1450	1370	1420	1340	1390	1430	1350	1400
η, д,ед,	0,63	0,68	0,66	0,71	0,69	0,74	0,72	0,77	0,75	0,8

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 751; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 111213 14 15 16 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!