Выбор насосно-компрессорных труб
Диаметр насосно-компрессорных труб (НКТ) определяется их пропускной способностью и возможностью совместного размещения в скважине труб с муфтами, насоса и круглого кабеля. Выбирается диаметр НКТ по дебиту скважины, исходя из условия, что средняя скорость потока в трубах должна быть в пределах Vср = 1,2 ÷ 1,6 м/с, причем меньшее значение берется для малых дебитов. Исходя из этого определяют площадь внутреннего канала НКТ, м2,
и внутренний диаметр, см,
где Q - дебит скважины, м3/сут; Vср - выбранная величина средней скорости.
Исходя из ближайшего внутреннего диаметра выбирается стандартный диаметр НКТ. Если разница получается существенной, то корректируется Vср.
где Fвн - площадь внутреннего канала выбранных стандартных НКТ.
Диаметр НКТ также может быть определен по кривым потерь в насосных трубах (рис. 63 [27]) для заданного дебита и выбранного КПД труб не ниже 0,94.
Определение необходимого напора ЭЦН
Необходимый напор определяется из уравнения условной характеристики скважины:
где hст - статический уровень жидкости в скважине, м; Δh - депрессия, м; hтр - потери напора на трение в трубах; hг - разность геодезических отметок сепаратора и устья скважины; hc - потери напора в сепараторе.
Депрессия определяется при показателе степени уравнения притока, равном единице:
|
|
|
где К - коэффициент продуктивности скважины, м3/сут·МПа; ρж - плотность жидкости, кг/м3; g = 9,81 м/с2.
Потери напора на трение в трубах определяются по формуле:
где L - глубина спуска насоса, м,
где h - глубина погружения насоса под динамический уровень; l - расстояние от скважины до сепаратора, м; λ - коэффициент гидравлического сопротивления,
Коэффициент λ определяют в зависимости от числа Re и относительной гладкости труб Ks:
где ν - кинематическая вязкость жидкости, м2/с;
где Δ - шероховатость стенок труб, принимаемая для незагрязненных отложениями солей и парафина труб равной 0,1 мм. По графику (рис. 64 [27]) находят значение λ.
Другим способом определения λ является вычисление ее по числу Рейнольдса, независимо от шероховатости:
, если Re < 2300
, если Re > 2300
|
|
|
Потери напора на преодоление давления в сепараторе:
где Pc - избыточное давление в сепараторе.
Подставляя вычисленные значения Δh, hтр и hc и наперед заданные hст и hг в формулу (5.3), найдем величину необходимого напора для данной скважины.
Выбор центробежного насоса
Подбор насоса для заданной подачи, необходимого напора и диаметра эксплуатационной колонны скважины производят по характеристикам погружных центробежных насосов (табл. П1.10). При этом необходимо иметь в виду, что в соответствии с характеристикой ЭЦН напор насоса увеличивается при уменьшении подачи, а КПД имеет ярко выраженный максимум.
Поскольку характеристики на конкретные типоразмеры ЭЦН часто отсутствуют, то целесообразно по заданным трем точкам рабочей области (табл. П1.10, П1.11) построить участок характеристики для точного определения напора ЭЦН.
Учитывая, что табличные характеристики построены для воды, следует изменить табличные значения напора в соответствии с плотностью реальной жидкости по соотношению:
где Нв - табличное значение напора ЭЦН; ρв - плотность пресной воды; ρж - плотность реальной жидкости.
|
|
|
Для учета вязкости реальной жидкости (более 0,03 - 0,04 см2/с) и пересчета характеристики ЭЦН следует воспользоваться известными методиками пересчета, например [12].
Для совмещения характеристик скважины и насоса применяют два способа:
1. На выкиде из скважины устанавливают штуцер, на преодоление дополнительного сопротивления которого расходуют избыточный напор насоса ΔH = H - Нc. Однако, этот способ прост, но не экономичен, так как снижает КПД насоса и установки в целом.
2. Второй способ предусматривает разборку насоса и снятие лишних ступеней. Этот способ трудоемкий, но наиболее экономичный, так как КПД насоса не изменяется.
Число ступеней, которое нужно снять с насоса для получения необходимого напора, равно [27]:
где Н - напор насоса по его характеристике, соответствующий дебиту скважины; Нс - необходимый напор скважины; z - число ступеней насоса.
Выбор электродвигателя
Необходимую (полезную) мощность двигателя, кВт, определяют по формуле:
где ηн - КПД насоса по его рабочей характеристике, ρж - наибольшая плотность откачиваемой жидкости.
|
|
|
Учитывая, что КПД передачи от двигателя до насоса (через протектор) составляет 0,92 ÷ 0,95 (подшипники скольжения), определим необходимую мощность двигателя:
Ближайший больший по мощности типоразмер электродвигателя выбираем по табл. 5.3 и 5.4 с учетом диаметра эксплуатационной колонны. Запас мощности необходим для преодоления высоких пусковых моментов УЭЦН.
Задача 23
Условие задачи: рассчитать необходимый напор ЭЦН, выбрать насос и электродвигатель для заданных условий скважины.
Варианты заданий: решение задачи осуществляется в соответствии с индивидуальным вариантом задания, установленным преподавателем. Варианты заданий приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 2374; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!