Варианты заданий по выбору и расчету аварийной нагрузки на колонну гладких НКТ

⇐ ПредыдущаяСтр 18 из 25Следующая ⇒

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
D_НКТ,мм	60	73	60	73	73	60	73	73	89	89
L_т,м	1400	1370	1340	1310	1280	1250	1220	1190	1160	1130
L_ш,м	1200	1170	1140	1110	1080	1050	1040	1010	980	950
D_ш, мм	16	19	16	19	22	16	19	2	19	22
h_дин,м	1150	1100	1070	1040	1010	980	970	940	930	900
ρ_ж, кг/м³	900,0	899,3	898,6	897,9	897,2	896,5	895,8	895,1	894,4	895,9
Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
D_НКТ,мм	60	73	60	89	60	73	73	60	73	73
L_т,м	1100	1070	1040	1010	980	950	920	1120	1090	1060
L_ш,м	920	890	860	830	800	800	770	970	940	910
D_ш, мм	16	16	19	25	22	16	19	22	16	22
h_дин,м	870	840	810	780	750	740	710	910	880	850
ρ_ж, кг/м³	895,2	894,5	893,8	895,3	896,9	896,2	895,5	894,8	896,3	895,9
Вариант	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
D_НКТ,мм	60	73	60	73	60	60	73	89	60	73
L_т,м	1030	1000	970	940	1140	1110	1080	1050	1020	990
L_ш,м	880	810	780	750	950	920	890	860	830	800
D_ш, мм	16	19	22	19	16	22	19	22	22	19
h_дин,м	820	750	720	690	890	860	830	800	770	740
ρ_ж, кг/м³	895,2	894,5	896	897,6	896	895,3	896,8	898,4	896,8	896,1

Расчет НКТ на циклические нагрузки

При работе ШГНУ на НКТ действуют циклические нагрузки. При этом трубы проверяются на страгивающую нагрузку и на выносливость.

Циклические нагрузки на трубы возникают в связи с тем, что часть столба жидкости при ходе штанг вверх воспринимается плунжером, а при ходе вниз - полностью трубами.

Отсюда максимальная нагрузка на трубы будет при ходе штанг вниз, минимальная - при ходе вверх:

(4.63)

где Р_т.ж - вес труб с учетом погружения части их под динамический уровень; F_т.в - площадь сечения внутреннего канала трубы; F - площадь поперечного сечения плунжера; Р_н - давление столба жидкости; P_f_вн; P_f_вв- силы трения при ходе штанг вниз и вверх соответственно. Принимаются равными 3% от веса штанг в жидкости [24].

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫМИ НАСОСАМИ

Подбор оборудование для УЭЦН

Установки погружных электроцентробежных насосов

Установки ЭЦН являются основным видом нефтедобывающего оборудования. Если в 1960 г. ими добывалось 9,3 млн. т нефти, то уже в 1980 г. около 200 млн. т при 19% фонда скважин.

Основным фактором широкого применения УЭЦН является установка привода в скважине около насоса, что ликвидировало длинный узел связи между ними и позволило снять ограничение на передачу полезной мощности насосу.

Погружные электроцентробежные насосы

В настоящее время полезная мощность ЭЦН составляет от 14 до 120 кВт против 40 кВт у штанговых насосов. Промышленностью выпускаются насосы для отбора до 1000 м³/сут жидкости при напоре 900 м (табл. П1.10 и П1.11).

Содержание в добываемой жидкости сероводорода до 0,01 г/л, для установок коррозионно-стойкого исполнения - 1,25 г/л; максимальное содержание попутной воды - 99%, свободного газа на входе в насос не более 25% (по объему), а для установок с модулями - газосепараторами - 55%. Максимальное содержание твердых частиц - 0,1 г/л, а для насосов в износостойком исполнении - до 5 г/л.

Шифр: ЭЦН-5А-360-600 - электроцентробежный насос для обсадной колонны 5" (диаметром 146 мм) подача 360 м³/сут, напор - 600 м водяного столба (ρ=1000 кг/м³). Диаметры эксплуатационных колонн в обозначении группы ЭЦН соответствуют:

5 - обсадная колонна диаметром 140 мм с внутренним диаметром 121,7 мм;

5А - обсадная колонна диаметром 146 мм с внутренним диаметром 130 мм;

6 и 6А - обсадная колонна диаметром 168 мм с внутренним диаметром 144,3 мм и 148,3 мм соответственно.

В соответствии с группами ЭЦН диаметры корпусов насосов составляют 92 мм, 103 мм, 114 мм и 137 мм. Внутренний диаметр корпусов насосов соответственно равен 80 мм, 90 мм, 100 мм и 120 мм.

В последнее время промышленностью освоен выпуск насосов в модульном исполнении, что позволяет более точно подобрать насос для широкого диапазона параметров скважин. В этом случае в обозначение насоса вводится буква «М». Предусмотрено изготовление 55 типоразмеров ЭЦНМ (табл. П1.11).

Погружные электродвигатели

Для привода погружных центробежных электронасосов применяется маслозаполненный погружной трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором и синхронной частотой оборотов 3066 в мин. Электродвигатели изготавливаются диаметрами 103, 117, 123 и 138 мм, что позволяет компоновать их с соответствующей группой насосов 5, 5А, 6, 6А и опускать в соответствующую эксплуатационную колонну с зазором 10 - 20 мм.

Всего предусмотрено 15 типоразмеров погружных электродвигателей [7] мощностью от 14 до 125 кВт (табл. П1.12). Большие мощности и малые диаметры вызывают необходимость иметь большую длину электродвигателя до 8,2 м.

Для предотвращения попадания пластовой жидкости из скважины корпус электродвигателя выполняется герметичным и его заполняют трансформаторным маслом с высоким пробивным напряжением. Масло служит одновременно смазкой для подшипников скольжения электродвигателя.

Трансформаторное масло для лучшего охлаждения и смазки опор циркулирует. Оно поднимается по пустотелому валу к турбинке и нагнетается ею в полость над статором двигателя. Отсюда оно идет по зазорам между статором и ротором и по пазам в статорном железе, отводя тепло от перегретых деталей и вынося продукты износа из подшипников.

Обозначения: ПЭД-20-103 - погружной электродвигатель; 20 - номинальная мощность, кВт; 103 - наружный диаметр, мм.

Теплостойкость изоляции проводов обмотки электродвигателей ограничена 130 - 160°С, поэтому температура добываемой жидкости в скважине не должна превышать 50 - 80°С в зависимости от конструкции двигателя и применяемых материалов (табл. П1.12).

В настоящее время разработаны и начинают широко внедряться погружные электродвигатели для привода насосов в модульном исполнении. Двигатели предназначены для работы в среде пластовой жидкости с температурой до 110°С и гидродинамическим давлением до 20 МПа.

Обозначения: ПЭДУСК - 90 - 117 В5 - погружной электродвигатель унифицированный. С - секционный, К - коррозионно-стойкий (отсутствующие буквы - нормальный); 90 - полезная (номинальная) мощность, кВт; 117 - диаметр корпуса, мм; В5 - климатическое исполнение и категория размещения [17].

В табл. П1.13 представлены основные характеристики 16 типоразмеров секционных погружных электродвигателей. Каждый типоразмер имеет нормальное и коррозионное исполнение, буквы после размера двигателя обозначают; В - верхняя секция; Н - нижняя; С - средняя.

Кабельная линия

К погружному электродвигателю от трансформатора по кабельной линии подводится электроэнергия. Кабельная линия состоит из основного кабеля круглого сечения и срощенного с ним плоского кабеля с муфтой кабельного ввода, обеспечивающей герметичное соединение кабельной линии с электродвигателем.

В качестве основного кабеля могут использоваться круглые кабели КРБК, КПБК, КТЭБК, КФСБК или плоские кабели марок КПБП, КТЭП, КФСБ. В качестве удлинителя - плоские кабели КПБП или КФСБ,

Кабель марки КРБК состоит из трех жил, каждая из которых скручена из медных проволок и обжата диэлектрической резиной. Три изолированные жилы заключены в общий найритовый нефтестойкий шланг. На шланг накладываются маслостойкая ткань и оплетка из хлопчатобумажной пряжи или лавсана. На оплетку наложена стальная оцинкованная ленточная броня. Допустимая температура окружающей среды + 90°С и давление пластовой жидкости до 10 МПа.

Кабели КПБК и КПБП с полиэтиленовой изоляцией высокого давления предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды до +90°С и давлении до 25 МПа. Их преимуществом по сравнению с резиновыми является отсутствие насыщения изоляции кабеля попутным нефтяным газом.

Кабели марок КТЭБК и КТЭБ с изоляцией из термоэластопласта предназначены для эксплуатации при температурах окружающей среды до +110°С и давлении пластовой жидкости 35 МПа [17].

Кабели КФСБК и КФСБ с фторпластовой изоляцией предназначены для эксплуатации при температурах окружающей среды до +160°С и давлении пластовой жидкости до 35 МПа.

В промежутках между основными изолированными жилами круглых и плоских кабелей могут располагаться изолированные жилы меньшего сечения.

Плоский кабель КФСБ состоит из медных, изолированных полиамиднофторопластовой пленкой жил в изоляции из фторопласта и оболочки из свинца, а также подушки и брони. В качестве брони плоских кабелей .используется холоднокатаная отожженная медная лента. В связи с более низкой механической прочностью медной ленты по сравнению со стальной использование плоских кабелей в качестве основных оправдано только в исключительных случаях (малый зазор и др.).

Допустимая плотность тока, определяющая применяемость кабеля, составляет [17]:

для кабелей с резиновой изоляцией i = 2,5 ÷ 2,7 а/мм²;
для кабелей с полиэтиленовой и термоэластопластовой изоляцией i = 5 а/мм²;
для кабелей с фторопластовой изоляцией i = 7 а/мм².

Основные характеристики кабелей приведены в табл. П1.14.

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 499; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 13 14 15 16 171819 20 21 22 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!