Расчет, подбор станка-качaлки и скважинных насосов
Тема:
Расчет,
подбор станка-качaлки и скважинных насосов
скважина насос электродвигатель
Задача. Выбрать подземное и наземное
оборудование ШСНУ для скважин установить параметры работы штанговой скважинной
насосной установки, определить необходимую мощность электродвигателя.
Исходные данные задачи:
Расстояние от устья до верхних отверстий
фильтра, Нф = 1875 м.
Диаметр эксплуатационной колонны Dк =
168 мм.
Коэффициент продуктивности скважины К = 5 т/сут
МП.
Пластовое давление МПа.
Забойное давление МПа.
Газовый фактор G = 50 м3/т.
Плотность воды ρв = 1100 кг/м3.
Плотность нефти ρн = 800 кг/м3.
Плотность газа ρг = 1,2 кг/м3.
Обводнённость продукции скважины nв = 70 %.
Давление на устье скважины Ру
= Рбуф = 1,0 МПа
Решение:
. Определяем планируемый отбор
жидкости по уравнению притока при показателе, фильтрации n = 1.
. Определяем глубину спуска насоса
по формуле:
где - оптимальное давление на приеме
насоса, МПа.
Оптимальное давление на приеме
насоса устанавливается опытным путем для каждого месторождения или принимается
приближенно по соседним скважинам, работающим в аналогичных условиях. Для
расчета можно принять .
Плотность смеси ниже приема насоса
определяется следующим выражением:
при малом газосодержании и
обводнённости более 80%, по формуле:
при высоком газосодержании и
обводнённости продукции менее 80%, по формуле:
где b - объемный коэффициент нефти,
принимаем условно b = 1,12.
. Определяем объемную
производительность установки, задавшись предварительно коэффициентом подачи
насосной установки а = 0,6÷0,8 (для расчета примем а = 0,7)
. По диаграмме А.Н. Адонина для
базовых станков-качалок выбирают по найденному дебиту в объемных единицах () и глубине
спуска насоса (Lн) диаметр
насоса (плунжера) (dн) и тип
станка-качалки (СК), записываем техническую характеристику станка-качалки.
В нашем случае подходит
станок-качалка петого типа 5СК6-1,5-1600 с наибольшей допустимой нагрузкой в
точке подвеса штанг 6тн (6000 кгс), длиной хода точки подвеса штанг 1,5м (от
600 до 1500 мм), наибольшим моментом на ведомом валу редуктора , с системой
уравновешивания - комбинированной и максимальным числом качаний в минуту - 15.
Диаметр насоса для условий задачи по
диаграмме рекомендуется принять .
. Выбираем тип насоса, например
НСВ-38, наружный диаметр которого в соответствии с ГОСТом составит (dн).
. Подбираем тип и размер НКТ из
условия:
- для не вставных насосов;
- для вставного насоса;
где - диаметр плунжера насоса;
- максимальный диаметр вставного
насоса мм;
- внутренний диаметр НКТ, мм.
. Выбираем в зависимости от диаметра
и глубины спуска насоса конструкцию колонны штанг.
Это можно сделать по таблице исходя
из допустимой глубины спуска штанг при соответствующем диаметре насоса.
При глубине спуска насоса соотношение
двухступенчатой колонны штанг и 16 мм, составит при приведенном
напряжении стали ,
соответственно: 46% и 54% (,).
Принимаем (нижняя
ступень 1043 х 0,54= 563 м);
(верхняя ступень 1043 - 563 = 480
м).
. Устанавливаем параметры работы
ШСНУ (режим откачки) с максимальной длиной хода S = 1,5 м (см. техническую
характеристику выбранного СК), минимальным диаметром насоса. Число качаний
вычисляют по формуле:
где Q - планируемый отбор жидкости
из скважины, т/сут;
- площадь поперечного сечения
плунжера, м2;
- коэффициент подачи насосной
установки;
S - длина
хода сальникового штока, м;
- плотность водонефтяной смеси,
т/м3.
Принимаем число качаний СК , что
находится в пределах технической характеристики принятого станка-качалки.
. Определяем необходимую мощность
электродвигателя СК и выбираем тип электродвигателя по формуле Д.В. Ефремова:
где , S - диаметр плунжера и длина хода
плунжера, м; - число качаний в минуту;
- глубина спуска насоса, м;
- плотность смеси, кг/м3;
- 0,85…0,95 - КПД насоса (принимаем
);
- коэффициент подачи насосной
установки, ;
- коэффициент, учитывающий степень
неуравновешенности СК, .
По таблице подбираем соответствующий
электродвигатель серии АОП, применяемых для СК:
АОП-51-4 номинальной мощностью 4,5
кВт с частотой вращения в минуту 1440 об/мин при номинальной нагрузке
скольжения 4 %, ток статора 9,5 А, КПД - 84,5 %, , масса 80 кг.
Вывод: я изучил принципы подбора и
оптимизации работы УШСП с применением ПЭВМ, с помощью расчетов.