Файл: Юрчук, А. М. Расчеты в добыче нефти учеб. пособие.pdf

Для 4-го режима

Следовательно, самым выгодным режимом будет 4-й, при котором нагрузка в точке подвески штаиг наименьшая (Рнакс = 6290 кгс).

При этом режиме максимальное напряжение в штангах dw = = 22 мм будет

Такое напряжение допустимо для штанг из легированной стали. Проверим 3-й и 4-й режимы на выносливость штанг, характери­

зуемую частотностью их обрыва.

Частота обрыва штаиг на скважино-год может быть определена по следующей формуле А. С. Вирновского [31]:

где В — коэффициент, зависящий от качества стали.

Так как качество стали В и длина насосных штанг L для каждой скважины являются постоянными величинами, то частотность об­ рыва штанг будет пропорциональна параметру К, определяемому только переменными величинами п, Dnn и dm .

Ввиду того что наибольшее число обрывов (в среднем до 50%) наблюдается, как правило, в верхней части колонны штанг, расчет

Следовательно, и с точки зрений частотности обрывов 4-й режим будет самым выгодным.

Полученные расчетным путем режимные параметры (Dn„ и п) получились нестандартными. Принимая для 4-го режима стандарт­ ный диаметр плунжера 43 мм, найдем необходимое число качаний в минуту:

п = 1 3 , 2 ^ ^ 1 4 .

Но так как принятый станок-качалка СКН10-2115 рассчитан на стандартные числа качаний 9, 12 и 15, надо взять ближайшее боль­ шее число качаний (15), при этом насос будет давать при

189

коэффициенте подачи 0,7 на 7% больше заданного дебита. Если же по режиму работы скважины это недопустимо, необходимо изготовить в промысловой мастерской и установить на электродвигателе шкив соответствующего диаметра. Диаметр этого шкива определится из следующей формулы:

где п = 14 число качаний в минуту; dp = 990 мм — диаметр шкива редуктора; і = 29,75 — передаточное число редуктора; пэл — = 1470 — число оборотов вала электродвигателя в минуту.

23. Определение давления на приеме штанговых глубинных насосов 1

Задача 36

Непосредственный замер давления на приеме штанговых глубин­ ных насосов связан с большими трудностями (с необходимостью спуска под насос глубинного манометра или замера динамического уровня по затрубному пространству). Эта задача может быть решена путем использования динамограммы работы насоса.

Для этого надо получить запись нагрузок при верхней (Рв х) и нижней (Рн нт) точках хода сальникового штока. В верхней точке действует пагрузка от веса столба жидкости в насосных трубах и веса насосных штанг в жидкости, а в нижней точке действует

В ней в квадранте I приведена нагрузка в верхней точке Ръ т в кгс, в квадранте II — диаметр плунжера насоса DHв мм, в квадранте III — глубина спуска насоса Нси в м и в квадранте ГѴ — вес насосных штанг в воздухе Рш в кгс. По оси абсцисс квадранта I показан вес

1 И. Т. М и щ е н к о , и С. Б. И ш е м г у ж и и. Экспресс-метод оп­ ределения давления на приеме штанговых глубинных насосов. «Нефтепромыс­ ловое дело», 1971, № 1, с. 18—21.

190

насосных штанг в жидкости Р'ш в кгс и по оси абсцисс квадрантов

IIи III — давление на приеме насоса Рпр в кгс/сма.

Для решения этой задачи надо восстановить перпендикуляр из

Рис. 57. Номограмма для определения давления на приеме штан­ говых глубинных насосов.

пересечения с линией Нсп — 900 м в квадранте III (точка д). Из этой точки восстановить перпендикуляр к оси абсцисс, где и определится в точке е давление на приеме глубинного насоса рпо = 78 кгс/сы2

(7,65 МПа).

Следовательно, глубинный насос имеет очень большое погруже­ ние под динамический уровень.

24. Определение нагрузок на головку балансира

Задача 37

Определить максимальную нагрузку на головку балансира по формулам А. С. Вирновского, И. А. Парного и А. Н. Адонина и сравнить полученные результаты.

191

= 1296 м; станок-качалка СКН10-2115; длина хода сальникового штока s = 2,1 м; число качаний в минуту п = 12; плотность жидкости рж = 900 кг/м3.

Максимальная нагрузка на головку балансира может быть опре­ делена по различным формулам в зависимости от режима откачки жидкости.

По статической теории расчета учитываются только статические усилия (вес штанг и жидкости) и максимальное значение сил инер­

угловая скорость вращения кривошипов в радианах; а — скорость распространения звука в металле штанг в м/с). В настоящее время применяются в основном режимы при р <; 0,5.

Указанные значения р отграничивают большую область стати­ ческого режима работы штанговых насосов на глубинах до 1000— 1200 м, а также тихоходную работу на больших глубинах. За преде­ лами этой области, т. е. при значительном увеличении глубины и скорости откачки, следует применять динамическую теорию рас­ чета.

В наших условиях параметр р , характеризующий режим от­ качки, будет

а —5100 м/с^ .

Найденное значение р находится на границе между статическим

идинамическим режимами откачки жидкости.

1.Максимальная нагрузка по элементарной (статической) тео­

рии определяется по формуле [31]

Р макс “ Рж“Ь -Рш (Ь + т),

где Рж— вес столба жидкости над плунжером высотой, равной глубине установки насоса L (предусматривается наиболее тяжелый случай, когда динамический уровень находится у приема насоса);

192