ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 137
Скачиваний: 0
29. Расчет II подбор глубинноиасосного оборудования для раздельной эксплуатации трех пластов одной скважиной [33]
Задача 49
Скважина предназначена для эксплуатации двух девонских (Д-П
и Д-1Ѵ) и одного угленосного (С-1) горизонтов (рис. 62). |
|
||||||||||||||
Между |
нижним |
и |
средним |
насосами спущены |
|||||||||||
штанги диаметром 19 мм, |
между средним |
и верх |
|||||||||||||
ним |
насосами — комбинированные |
штанги: |
диа |
||||||||||||
метром |
|
19 мм — 47 м и диаметром 22 мм — 474 м. |
|||||||||||||
Для |
|
отдельного |
подъема |
продукции |
верхнего |
||||||||||
(угленосного) |
|
горизонта |
|
верхний |
насос |
спущен |
|||||||||
на |
полых |
штангах |
наружным диаметром 33,4 |
мм. |
|||||||||||
Чтобы проверить пригодность этих штанг в условиях |
|||||||||||||||
одновременно-раздельной эксплуатации трех пла |
|||||||||||||||
стов, рассчитаем нагрузки, действующие иа колонну |
|||||||||||||||
полых штанг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Исходные данные: глубина подвески насосов — |
|||||||||||||||
верхнего Я в = |
800 м, |
|
среднего |
Я с = 1321 |
м и |
||||||||||
нижнего |
На = |
1373 м; относительная плотность от |
|||||||||||||
качиваемой |
жидкости |
рж - |
'1; диаметр плунжера |
||||||||||||
каждого насоса 43 мм; |
|
внутренний диаметр полых |
|||||||||||||
штанг |
|
dn = |
26,4 мм; |
длина |
хода сальникового |
||||||||||
штока |
s = 1,8 |
м; число качаний в минуту п = 8. |
|||||||||||||
Суммарная |
нагрузка |
|
от веса |
штанг |
|
|
|||||||||
|
|
Рш= 7и7/в + дс (Яс— #„) + qH(#„ — Я с), |
|
||||||||||||
где |
ryn, |
</с, qn — вес 1 |
м штанг в жидкости соответ |
||||||||||||
ственно над |
верхним |
(3,18 |
кге), |
средним (2,35 |
кге) |
||||||||||
и нижним (3,14 кге) |
насосами; Я в, |
Я с и Н„ — глу |
|||||||||||||
бины спуска |
соответственно |
верхнего, среднего и |
|||||||||||||
нижнего насосов в м. |
|
|
|
|
данные, |
получим |
|||||||||
Подставляя |
соответствующие |
||||||||||||||
|
|
|
Рш= 3,18 • 800 + 2,35 • (1321 - |
800) + |
|
|
|||||||||
|
+ |
3,14-(1373-1321) = 3943 кге (38,7 кН). |
|
||||||||||||
Статическая |
нагрузка |
от веса |
жидкости |
|
|||||||||||
|
|
|
— ОД І/п (Яв — К) + |
(Hz— h) рж-|- |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
+ ■ ^11(Я„ — h) рж], |
|
|
|
||||||
Рис. |
62. |
Схема одновременно-раздельной эксплуатации |
трех |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
пластов: |
|
|
|
|
|
|||
1 — полые |
штанги; |
2 — 89-мм |
насосно-компрессорные |
трубы; |
3 — |
||||||||||
верхний |
насос; |
-1 — гидравлический |
пакер; |
5 — промежуточные |
|||||||||||
штанги; |
6 — автосцеп; 7 — средний насос; |
8 — 73-мм насосно-ком |
|||||||||||||
прессорные трубы; |
9 — промежуточные |
штанги; і и — нижний насос; |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
11 — механический пакер |
|
|
|
||||||
208
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
£ |
|
f?|) |
3,14 |
3 34 |
|
2 |
64 |
о о о ___з |
||
|
|
|
( , 4- - |
|
, 2) |
||||||
7п = --------- |
|
------------------------------- |
---------------- = 0 , ^ 0 |
СМ |
|||||||
площадь внутреннего сечения полых штанг; h = |
100 м — глубина |
||||||||||
погружения верхнего |
насоса |
ниже |
динамического |
уровня в м; Fc |
|||||||
и Fl{ = 14,6 см2 — площадь |
поперечного |
сечения |
плунжеров на |
||||||||
сосов (см. приложение 10). |
|
|
|
|
|
|
|
||||
После подстановки |
численных значений получим |
||||||||||
Рж= 0,1 • [3,28 (800-100) 1 + 14,6 • (1321 -100) 1 +
+14,6 -(1373-100) 11 = 3865 кгс (37,8 кН).
Максимальная нагрузка на сальниковый шток с зачетом сил инерции
Рмакс —Рж “Ь -Рці “Ь ^ ),
где b = — —— |
= 78о° |
1000 — 0,87 — коэффициент потери |
веса |
||
Рш |
7ooU |
j С». Q2 |
дина- |
||
штапг в жидкости; |
т = —— = |
\L |
= 0,08 — фактор |
||
|
|
1440 |
1440 |
|
|
мичности. Следовательно,
Рмакс = 3865 -j- 3943 • (0,87 + 0,08) = 7605 кгс (74,5 кН).
Максимальное напряжение в точке подвески полых штанг
= -Щ - = 2320 кгс/см2 (22,8 кН/см2).
Поэтомзг с учетом повышенного коэффициента запаса прочности (два) пригодными для заданных условий работы будут трубы группы прочности К, имеющие предел текучести
оТ= 50 кгс/мм2 (см. приложение 6).
Потеря хода из-за удлинения насосных штанг будет
Я- = Я в + А,с + Я.н,
где 7в — удлинение колонны штанг над верхним насосом; Хс — Уд линение штанг между верхним и средним насосами; — удлинение штанг между средним и нижним насосами.
По закону Гука
|
Яв = |
РжІГу, |
3865 • 800 |
— 0,449 м; |
||
|
UE |
|
3,28 • 2,1 |
- Ю6 |
||
Я.С |
(P£c + |
P & ) ( f f c - f f B)l9 I |
(РСж+ Р ^ ) Ш с - Н в)22 |
|||
|
/с Е |
|
“Г |
|
fcE |
|
|
|
|
|
|||
_ (1930 4-2000) -47 |
(1930+2000) -474 |
= 0,03 + 0,233 = 0,263 м, |
||||
2,83 • 2,1 • 10« |
|
|
3,8-2,1 • 10° |
|
|
|
14 Заказ 625 |
|
|
|
|
|
209 |
где
П С _ |
|
I плР77с |
14,6-1 • 1321 |
= 1930 кг; |
|
■‘ ж -- |
|
ІО4 |
•ІО4 |
||
|
|
|
|
||
пн |
|
ЛілРЯ ц |
14,6 ■1 ■1373 |
2000 кг; |
|
ж • |
■Ю4 |
ІО4 |
|
||
|
|
|
|
||
|
РЪ (Я„-Яс) |
2000 • 52 |
= 0,017 м; |
||
11 |
|
/„£ |
2,83 • 2,1 • 10е |
||
|
|
||||
А, = 0,449 + 0,263 = 0,017 = 0,729 м или 729 мм.
Значения поперечного сечения плунжеров насосов /с и /„ взяты из таблицы (см. приложение 10).
30. Расчет н подбор оборудования для погружного центробежного электронасоса
Задача 50
Подобрать, пользуясь расчетным методом, оборудование для эксплуатации скважины центробежным погружным электронасосом и определить удельный расход электроэнергии при работе этого
насоса [2]. |
|
диаметр эксплуатационной ко |
|||
Исходные данные: наружный |
|||||
лонны D = 168 мм; глубина |
скважины |
Н = |
1800 м; |
дебит нефти |
|
Q = 120 м3/сут; статический |
уровень |
/іСт = |
500 м; |
коэффициент |
|
продуктивности скважины К = 8 |
cyT (гГС/См2)’ |
иеФть |
беспарафини |
||
стая, относительная плотность нефти р = 0,85; кинематическая вяз
кость жидкости V |
= 0,02 см2/с; |
газовый фактор G0 = 20 м3/м3; рас |
||
стояние |
от устья |
скважины до |
сепаратора I = 30 м; |
превышение |
уровня |
жидкости |
в сепараторе |
над устьем скважины |
/іг = 2,5 м; |
избыточное давление в сепараторе рс = 1,0 кгс/см2.
1. Выбор диаметра насосных труб. Диаметр насосных труб опре деляется их пропускной способностью и возможностью размещения труб в скважине (с учетом соединительных муфт) вместе с кабелем и агрегатом.
Пропускная способность труб связана с коэффициентом полез ного действия их (г|тр). К. п. д. труб колеблется в пределах тітр = = 0,92-^-0,99 и зависит в основном от диаметра и длины их. К. п. д. труб, как правило, не следует брать ниже 0,94.
Так как очень часто центробежные электронасосы применяют для форсированного отбора жидкости из сильно обводненных скважин вязкостью, близкой к вязкости воды (ѵ = 0,01 см2/с при t = 20° С), то в целях облегчения расчета для этих условий построены кривые потерь напора на длине 100 м (рис. 63).
Для определения диаметра труб нужно из точки дебита провести
вертикаль вверх, |
пересекая кривые потерь напора в трубах разного |
|
диаметра; затем, |
исходя из величины предварительно |
принятого |
к. и. д. (0,94), найти в пересечении указанной вертикали |
с линией |
|
210
0,94 необходимый диаметр труб. При пересечении кривых для труб нескольких диаметров предпочтение надо отдать тому диаметру; который дает более высокий к. и. д., учитывая при этом также проч ность труб и возможность размещения их в скважине.
Из рис. 63 видно, что при к. п. д. насосных труб г|тр = 0,94 (пунктирная линия) пропускная способность 48-мм труб примерно
равна |
150 м3/сут. Принимаем трубы |
d = 48 мм. |
2. |
Определение необходимого |
напора центробежного электро |
насоса. Необходимый напор определяется из уравнения условной характеристики скважины:
|
|
Я„ = hcr-)- Ah -j- hTD-\-кг-\-кс |
|
|
|
||
где /іст --= |
U500\ J \ J м |
t/CT I |
I /ь,тр |
; Ah = |
ЮО |
10 • |
120 |
статический |
уровеньJ |
||||||
|
1 4 |
U l ö m - Ш І Л І Ш І |
J L - l V l - L t W H ! , |
|
g |
|
|
= 150 и — депрессия (при показателе степени уравиения притока,
|
Л е В и т скВажины Q, м^/сут |
Рис. 63. Кривые потерь напора в насосных трубах на |
|
|
длине 100 ы |
равном единице); |
/ід = hcr -j- Ah = 500 + 150 = 650 м — рас |
стояние от устья до динамического уровня (высота подъема жид кости); /гтр — напор, теряемый на трение и местные сопротивления
при движении |
жидкости в трубах от насоса до сепаратора; /гтр = |
= 1,08 • ІО4 ^ |
(L — глубина спуска насоса в м, d — диа |
метр насосных труб в мм); /гс — потери напора в сепараторе. Коэффициент гидравлического сопротивления % при движении
в трубах однофазной жидкости определяется в зависимости от числа Рейнольдса Re и относительной гладкости труб ks:
Re = ÜS2l = 0,147 4-,
V |
’ |
d v |
где d — 0,0403 м — внутренний диаметр 48-мм труб; ѵ = 0,02 см2/с вязкость жидкости; Q = 120 м3/сут — дебит скважины;
Re —0,147 |
■120 |
22 050. |
0,0-103 • 0,02 |
14* |
211 |