Файл: Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи Учеб, пособие для ву.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.03.2024
Просмотров: 278
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
5 = (5ПЛ + X)-cos рд. (9.51)
Формулы (9.50) и (9.51) могут применяться для 0,2 < рд < 1,1-
Длину хода плунжера для ступенчатой колонны штанг можно рассчитать по (9.49) и по (9.51) — для одноступенчатой колонны, если соответственно изменить величину скорости звука а, входящую в зависимость (9.44). В одноразмерной колонне штанг а = = 4600 м/с, а более высокая жесткость ступенчатых колонн может быть учтена, если принять а = 4900 м/с для двухступенчатой колонны и а = 5300 м/с для трехступенчатой.
Все приведенные формулы не учитывают влияния гидродинамического трения на ход плунжера. Этого недостатка лишена формула А. С. Вирновского
5 = (Snjl -f \) V cos2 |1д -f sh2 (hLH/a) . (9.52)
где h — константа трения, с-1, обычно h — 0,2—1,0 с-1.
Задача 9.8. Рассчитать потери хода плунжера и длину хода полированного штока.
Решение. Потери хода плунжера и длины хода полированного штока рассчитывают в следующем порядке (на примере 1-го варианта).
1. Определяют частоту вращения со и параметр динамического подобия р,д:
со = 2nN = 2-3,14-0,115 = 0,722 с"1, рд = 0,722- 1200/4Е00 ^ 0,18.
S=(Snjl+X)/[l + m(pJ2/2],
(9.49)
Условный диаметр насоса, мм .
Коэффициент т
<43 55 68 93
1 1,5 2,0 3,0
201
Скорость звука в двухступенчатой штанговой колонне принимают а = 4900 м/с.
р.д = 0,18<0,3, следовательно, режим откачки — статический и потери хода плунжера рассчитывают по (9.47) и (9.48):
Ятр = (8,30 — 3,98)-2,376-КГ3-1200 (2-105-16,7-10“4) = 0,037 м.
Согласно (9.45) и (9.46) получают
Я = 0,147 + 0,037 = 0,184 м; S = 2,10 + 0,18 = 2,28 м.
Проверяют погрешность, получаемую из-за того, что не учтены динамические процессы. Для этого рассчитывают S по (9.51)
S = (2,10+ 0,18)- cos 0,18 = 2,24 м.
Таким образом, расхождение расчетных величин составило 0,04 м, или менее 2 %. Таким расхождением можно пренебречь.
Для 2-го варианта получают следующие результаты: со = 0,684 с-1, рд = 0,13, режим откачки — статический, А,
шт = = 0,206 м, Ятр = 0,057 м, к = 0,26 м, S = 2,66.
С учетом поправки на динамические процессы принимают для дальнейших расчетов S = 2,65 м.
Для 3-го варианта:
со = 0,52 с-1, рд = 0,07 и, следовательно, режим откачки — статический, Яшт = 0,105 м, Ятр = 0,026 м, К = 0,13 м, 5 = = 2,53 м.
Оценивают для условий данного примера влияние повышенной вязкости откачиваемой жидкости на длину хода полированного штока, рассчитав S по (9.52), где принята константа трения равной h = 1 с-1
S = (2,4 + 0,13) V cos2 (0,07) + sh2 (1 -600/4600) = 2,54 м.
Следовательно, для данного случая неточность расчета, обусловленная влиянием даже очень высокой вязкости жидкости на длину хода, не превысила 1 %.
Можно отметить, что ощутимое влияние на длину хода повышенная вязкость оказывает только при большой длине штанговой колонны.
43>
РАСЧЕТ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ШТАНГОВУЮ КОЛОННУ
В течение цикла работы скважинного насоса на колонну насосных штанг действуют нагрузки как постоянные по величине и направлению на протяжении всего цикла или значительной части его, так и переменные.
К постоянным или статическим нагрузкам принято относить собственный вес колонны штанг в жидкости Р'
шг и в воздухе, Ршг и гидростатическую нагрузку, обусловленную разницей давлений жидкости над и под плунжером при ходе его вверх Рж.
РАСЧЕТ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ШТАНГОВУЮ КОЛОННУ
В течение цикла работы скважинного насоса на колонну насосных штанг действуют нагрузки как постоянные по величине и направлению на протяжении всего цикла или значительной части его, так и переменные.
К постоянным или статическим нагрузкам принято относить собственный вес колонны штанг в жидкости Р'
202
К переменным нагрузкам относятся следующие:
инерционная, вызванная переменной по величине и направле-
нию скоростью движения системы штанга—плунжер Яи„;
вибрационная, обусловленная колебательными процессами в ко-
лонне штанг вследствие приложения и снятия гидростатической
нагрузки на плунжер Рвив;
все силы сопротивления, возникающие при работе ШСНУ
Статические нагрузки определяют по следующим формулам,
(9.53)
(9.54)
(9.55)
где qmT i — вес 1 м штанг i-й ступени в воздухе, Н/м: /Сарх — ко-
эффициент плавучести штанг,
Карх = (Ршт — Рсмт)/Ршт! (9.56)
Ршт, рем т — плотности материала штанг и газожидкостной смеси
в насосно-компрессорных трубах соответственно, кг/м
3; ршт =
= 7850 кг/м3,
Рем т — (Рвн “ Py)l(Ln‘B)' (9.57)
Динамические нагрузки, к которым относятся вибрационная
Рвиб и инерционная Рин, с наибольшей точностью рассчитывают
по формулам А. С. Вирновского.
Для хода вверх
-н ^ ^ 4шт i J *
Р = К .р ■ шт 'арх шт»
Р ж — (Рв
■ Рве и)' Рп
Рвиб в — ctx//l(o \ — Ящт/5) РштРж • (9.58)
?„»,= Oi - 2Хш./№5)] Ршт/2. (9.59)
Вибрационную и инерционную нагрузки для хода вниз получают из вышеприведенных формул заменой в них коэффициентов и dj соответственно коэффициентами а2 и а2. В (9.58) и (9.59) использованы следующие обозначения:
пи> = V co2iS/g I i|) = ХштД^шт 4- ^тР), (9.60)
аг (ос2), аг (а2) — кинематические коэффициенты, учитывающие отклонения истинных характеристик перемещения точки подвеса штанг от законов гармонического движения. Значения этих коэффициентов для применяемых в настоящее время станков-качалок приведены в [24]. Для приближенных практических расчетов можно принять