Никишенко С.Л. Нефтегазопромысловое обрудование

Подождите немного. Документ загружается.

-182-

-183-

184

-185-

(4.31)

Применение этой формулы, основанной на элементарной теории,

возможно лишь для скважин с небольшой глубиной подвески насоса

при работе с малым числом двойных качаний.

Для определения мощности установок с большой глубиной под-

вески и значительным числом ходов можно пользоваться формулой

Д.В. Ефремова:

(4.32)

- диаметр плунжера;

длина хода полированного штока;

число двойных качаний в минуту;

плотность откачиваемой жидкости;

- высота подъема жидкости;

- КПД насоса;

- КПД станка-качалки;

- коэффициент подачи;

коэффициент, учитывающий степень уравновешенности

станка-качалки {к = 1,2 для уравновешенного и k = 3,4 для неуравно-

вешенного станка-качалки).

Вопрос 4.30. КПД штанговой насосной установки

КПД установки определяется произведением КПД ее основных

элементов и зависит от потерь энергии в них. Определение потерь в

общем виде весьма сложно, так как они изменяются в зависимости от

режима работы скважин, степени изношенности оборудования, кро-

ме того на них существенно влияют другие факторы, усложняющие

условия эксплуатации ШСНУ.

КПД подземной части установки характеризует потери энергии

между поверхностью и глубинным насосом;

Таблица 4

Ориентировочные значения КПД отдельных систем

Система

Скважинный насос

Колонна труб и штанг

Балансирный станок-качалка:

современной конструкции

старой конструкции

Суммарный КПД, %

70...75

80...90

70...80

-186-

КПД скважинного насоса обусловлен коэффициентами наполне-

ния и гидравлическим , зависящими от утечек в клапанах

и паре плунжер - цилиндр;

КПД колонны штанг и труб обусловлен механическими потеря-

ми при трении, потерями энергии при деформации штанг и труб, гид-

равлическим сопротивлением штанг и труб течению жидкости;

КПД наземной части установки обусловлен потерями в станке-

качалке (потери в клиноременной передаче, редукторе, подшипни-

ках, канатной подвеске), а также потерями на трение полированной

штанги в устьевом сальнике.

Таким образом, общий КПД установки составляет 0,4...0,55, но

может быть и ниже (при изношенности подземного оборудования).

Вопрос 4.31. Подбор оборудования для штанговой

насосной установки

Первый этап - определение (выбор) насоса. Задаваясь его произ-

водительностью, определяют с учетом коэффициента наполнения,

равного 0,8, его диаметр при различных сочетаниях длин ходов числа

двойных качаний п. Последние определяют по паспорту станка-ка-

чалки, если он уже установлен на скважине, либо назначают с учетом

параметров балансирных станков-качалок.

При этом необходимо стремиться к возможно большей длине хода

плунжера насоса, так как это позволяет применять насос меньшего

диаметра (меньше величины утечек, меньше силы трения) и умень-

шает число циклов нагружения штанг (это также увеличивает их дол-

говечность).

Второй этап - подбор колонны штанг. Определив диаметр насо-

са, длину хода плунжера и число качаний, определяют (подбирают)

конструкцию колонны штанг, после чего подсчитывают деформацию

колонны.

Третий этап -выбор колонны труб. Трубы, как правило, подбира-

ют из конструктивных соображений, исходя из типа насоса - встав-

ного или трубного. После чего их проверяют на прочность. Желатель-

но применять равнопрочные трубы с высаженными концами, обеспе-

чивающие максимальную глубину спуска насоса. Подобрав колонну

труб, определяют ее деформацию при работе насоса.

Четвертый этап - выбор типа станка-качалки. По результатам пер-

вых трех этапов определяют необходимую длину хода точки подвеса

Штанг с учетом деформации штанг и труб, а также максимальную на-

грузку на полированный шток. На основании этих данных подбирают

станок-качалку, удовлетворяющий требуемым параметрам. Если такого

станка нет среди применяемых моделей (например длина получается

-187-

завышенной), повторяют первые два этапа, задаваясь маркой насоса,

обеспечивающего необходимую производительность.

Выбранный станок-качалка должен обладать некоторым запасом

максимальной величины нагрузки в точке подвеса штанг, в длине хода

и числе качаний, чтобы впоследствии при эксплуатации скважин была

возможность изменять их как в сторону уменьшения, так и увеличе-

ния.

После выбора модели станка-качалки рассчитывают уравновеши-

вание и проверяют соответствие необходимого максимального кру-

тящего момента паспортному его значению.

Тип наземной части установки определяется, исходя из условий

ее работы. Балансирные станки-качалки с балансирным уравновеши-

ванием используют на мелких скважинах с небольшим числом кача-

ний. Наиболее универсальны установки с роторным и комбиниро-

ванным уравновешиванием.

Пятый этап - выбор приводного электродвигателя. Для этого, зная

тангенциальное усилие на пальце кривошипа, определяют мощность

приводного двигателя, частота вращения вала которого назначается

исходя из передаточного отношения редуктора и клиноременной пе-

редачи.

Выбор оборудования и режимов работы по изложенной выше ме-

тодике - сложная и трудоемкая задача, для решения которой А.Н. Адо-

ниным была составлена диаграмма (рис. 4.40, 4.41). Для станков - ка-

чалок по ГОСТ 5866-66. Диаграмма дает возможность быстро подби-

рать оборудование по заданным значениям дебита и высоты подъема

жидкости.

Диаграммы построены на основе следующих исходных данных:

- плотность откачиваемой жидкости принята равной 900 кг/м

;

- динамический уровень находится у приема насоса;

- коэффициент наполнения насоса равен 0,85.

Сплошные ломаные линии указывают границы зон применения

станка-качалки одного типа, а пунктирные - границы областей в этих

зонах.

Каждой зоне области соответствует насос (плунжер) определен-

ного диаметра в мм (на диаграмме показан цифрой в кружке).

При подборе оборудования глубиннонасосной установки и режи-

ма его работы сначала определяют тип станка-качалки и диаметр

плунжера глубинного насоса, которые находят пересечением проек-

ций дебита и глубины спуска насоса на осях Q и Н.

Тип насоса определяют в зависимости от глубины подвески. При

глубинах больше 1000 м следует применять вставные насосы.

Конструкция колонны штанг и труб определяется с помощью дан-

ных таблицы 1.11 [12].

-188-

Рис. 4.41. Диаграмма Адонина A.M. для модифицированных моделей

станков-качалок

-189-

Рис. 4.42. Диаграмма области применения станков - качалок СК5-3-2500

(при числе качаний 12 в мин, чистая зона) и СКб-2,1-2500

(при числе качаний 14 в мин, заштрихованная зона)

-190-