Подбор электродвигателя, кабеля, трансформатора и станции управления.
Выбор кабеля
Сечение жилы кабеля выбирают по номинальному току электродвигателя, исходя из плотности i рабочего тока в этом кабеле:
где I - номинальный ток электродвигателя, А; i - допустимая плотность тока, А/мм2.
При выборе кабеля следует учитывать температуру и давление окружающей среды, допустимое напряжение.
Если в добываемой жидкости имеется растворенный газ, предпочтение следует отдать кабелю с полиэтиленовой и эластопластовой изоляцией, так как она не поглощает растворенный в нефти газ и не повреждается им при подъеме на поверхность. При наличии в скважине коррозионно-активных агентов предпочтение отдают кабелю с фторопластовой изоляцией.
Потери мощности в кабеле, кВт, определяются по формуле :
где I - рабочий ток в электродвигателе, A; Lк - длина кабеля, м; R - сопротивление кабеля, Ом/м,
где ρ = 0,0175 Ом·мм2/м - удельное сопротивление меди при t = 20°C; α = 0,004 - температурный коэффициент для меди; tз - температура на заборе у приема насоса; S - площадь поперечного сечения жилы кабеля.
Общая длина кабеля должна быть равна глубине спуска насоса плюс расстояние от скважины до станции управления и небольшой запас на ремонт кабеля:
Выбор двигателя
|
|
|
Мощность двигателя, необходимую для работы насоса, определяем по формуле:
где 
Габаритный диаметр агрегата с учётом плоского кабеля равен:
где 
- наружный диаметр электродвигателя; 
- наружный диаметр насоса, 
- толщина плоского кабеля; 
- толщина металлического пояса, крепящего кабель к агрегату.
Габаритный размер агрегата с учётом насосных труб и круглого кабеля:
где 
- диаметр муфты насосной трубы; 
- диаметр круглого кабеля
Выбор автотрансформатора
Для выбора автотрансформатора и определения величины напряжения во вторичной его обмотке необходимо найти величину падения напряжения в кабеле по формуле:
где 
- активное удельное сопротивление кабеля в Ом/км; 
- индуктивное удельное сопротивление кабеля в Ом/км (для кабелей КРБК 3х16 приближенно 
); 
- коэффициент мощности установки; 
- коэффициент реактивной мощности, 
- рабочий ток статора; 
- длина кабеля.
Активное удельное сопротивление кабеля определяем по формуле:
Подбор станции управления.
Критерием подбора станции управления является потребляемая мощность ПЭД.
|
|
|
Определение удельного расхода электроэнергии, приходящейся на 1 т нефти:
где 
- высота подачи жидкости; 
- общий к.п.д. установки; 
- к.п.д. труб (принимаем); 
- к.п.д. насоса; 
- к.п.д. двигателя при полной его загрузке (принимаем 
); - к.п.д. кабеля, который в зависимости от сечения, длины, силы тока и температуры колеблется в пределах 0,7-0,95 (принимаем 
- к.п.д. автотрансформатора.
Задача 26
Условие задачи: используя метод Поэтмана - Карпентера рассчитать кривую распределения давления в фонтанной скважине (см. задачу 13). Выполнить подбор кабеля, трансформатора, определить габариты УЭЦН. Наружний диаметр ЭК приведен в таблице 5.3.
Варианты заданий: решение задачи осуществляется в соответствии с индивидуальным вариантом задания, установленным преподавателем. Варианты заданий для расчетов необходимо взять из таблиц 3.1 и 5.3.
Приложение 1
Таблица П1.1
Физико-химические свойства компонентов природных газов
| Параметры | СН4 | С2Н6 | С3Н8 | i -С4Н10 | n -С4Н10 | i -С3Н12 | ||
| Молекулярная масса | 16,043 | 30,070 | 44,097 | 58,124 | 58,124 | 72,151 | ||
| Газовая постоянная, Дж/(кг·К) | 523,3 | 288,8 | 217,7 | 188,4 | 188,4 | 159,1 | ||
| Температура кипения при нормальном давлении, °С | - 161,3 | - 88,6 | - 42,2 | - 10,1 | - 0,5 | +28,0 | ||
| Критические:
| ||||||||
| температура, °К | 190,7 | 306,2 | 369,8 | 407,2 | 425,2 | 461,0 | ||
| абсолютное давление, МПа | 4,7 | 4,9 | 4,3 | 3,7 | 3,8 | 3,3 | ||
| коэффициент сжимаемости | 0,290 | 0,285 | 0,277 | 0,283 | 0,274 | 0,268 | ||
| плотность, кг/м3 | 2,0 | 210,0 | 225,5 | 232,5 | 225,8 | - | ||
| Плотность при нормальных условиях, кг/м3 | 0,717 | 1,344 | 1,967 | 2,598 | 2,598 | 3,220 | ||
| Относительная плотность по воздуху | 0,5545 | 1,038 | 1,523 | 2,007 | 2,007 | 2,488 | ||
| Динамическая вязкость при нормальных условиях, мПа·с | 0,0103 | 0,0083 | 0,0075 | 0,0069 | 0,0069 | 0,0062 | ||
| Удельная теплоемкость при нормальных условиях, Дж/(кг·К): | ||||||||
| при постоянном давлении Ср | 2219,0 | 1729,1 | 1574,2 | 1494,7 | 1494,7 | 1452,8 | ||
| при постоянном объеме Сv | 1695,7 | 1440,3 | 1356,5 | 1306,3 | 1306,3 | 1293,7 | ||
| Отношение теплоемкостей при 273 °К Ср/Сv | 1,309 | 1,200 | 1,160 | 1,144 | 1,144 | 1,123 | ||
| Теплопроводность при 273 ºК, Вт/(м·К) | 0,0300 | 0,0180 | 0,0148 | 0,0135 | 0,0135 | 0,0128 | ||
Продолжение таблицы П1.1
| Параметры | n -С5Н12 | С6Н14 | СО2 | Н2 S | N2 | Н2О | ||
| Молекулярная масса | 72,151 | 88,178 | 44,011 | 34,082 | 28,016 | 18,016 | ||
| Газовая постоянная, Дж/(кг·К) | 159,1 | 138,0 | 192,6 | 259,5 | 297,3 | 502,5 | ||
| Температура кипения при нормальном давлении, °С | + 36,2 | + 69,0 | - 78,5 | - 61,0 | - 195,8 | +100,0 | ||
| Критические:
| ||||||||
| температура, °К | 470,4 | 508,0 | 304,2 | 373,6 | 126,2 | 647,1 | ||
| абсолютное давление, МПа | 3,4 | 3,1 | 7,4 | 9,0 | 3,4 | 22,1 | ||
| коэффициент сжимаемости | 0,269 | 0,264 | 0,274 | 0,268 | 0,291 | 0,230 | ||
| плотность, кг/м3 | 232,0 | - | 468,0 | - | 310,6 | - | ||
| Плотность при нормальных условиях, кг/м3 | 3,220 | 3,880 | 1,977 | 1,539 | 1,251 | 0,805 | ||
| Относительная плотность по воздуху | 2,488 | 2,972 | 1,520 | 1,191 | 0,970 | 0,622 | ||
| Динамическая вязкость при нормальных условиях, мПа·с | 0,0062 | 0,0059 | 0,0138 | 0,0117 | 0,0166 | 0,0128 | ||
| Удельная теплоемкость при нормальных условиях, Дж/(кг·К): | ||||||||
| при постоянном давлении Ср | 1452,8 | 1410,0 | 845,7 | 1063,4 | 1042,5 | 2009,7 | ||
| при постоянном объеме Сv | 1293,7 | 1272,0 | 653,1 | 803,9 | 745,2 | 1507,2 | ||
| Отношение теплоемкостей при 273 °К Ср/Сv | 1,123 | 1,108 | 1,295 | 1,323 | 1,399 | 1,333 | ||
| Теплопроводность при 273 ºК, Вт/(м·К) | 0,0128 | - | 0,0137 | 0,0119 | 0,0238 | - | ||
Таблица П1.2
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 468; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!