Подборка к расчетам - Эксплуатация скважин установками штанговых насосов
Подождите немного. Документ загружается.
5.7. Теоретическая производительность насосов при работе станков качалок
Таблица 5.7.1
Теоретическая подача штанговых насосов (в м
3
/сут) при десяти двойных ходах в минуту и коэффициенте
подачи h = 1 (насосы отечественного производства)
Диаметр плунжера, мм
Длина хода
полированного
штока, мм
28 32 38 43 56 68 82 93
300 2,7 3,5 4,8 6,2 - - - -
450 4,0 5,2 7,5 9,4 - - - -
600 5,5 7,0 10,0 12,5 20,5 - - -
900 8,0 10,5 15,0 19,0 31,0 47,0 - -
1200 11,0 14,0 20,0 25,0 41,0 63,0 90,4 -
1500 13,5 17,5 24,5 31,5 51,5 78,5 113,2 -
1800 16,0 21,0 29,5 38,0 62,0 94,5 137,0 176,0
2100 19,0 24,5 34,5 44,0 72,0 110,0 160,0 205,5
2400 21,5 28,0 39,5 50,5 82,5 125,5 182,5 235,0
2700 24,0 31,5 44,0 56,7 93,0 141,0 205,0 265,0
3000 27,0 35,0 49,0 63,0 103,0 157,0 228,5 293,5
3600 32,0 42,0 59,0 75,5 123,5 188,5 274,0 352,5
4200 - 49,0 69,0 88,0 144,0 220,0 319,5 411,0
5100 - - 83,5 107,0 174,5 267,0 388,0 499,0
6000 - - 98,0 125,5 205,5 314,0 456,5 587,0
Таблица 5.7.2
Теоретическая подача штанговых насосов (в м
3
/сут) при десяти двойных ходах в минуту и
коэффициенте подачи h = 1 (насосы по стандарту API)
Диаметр плунжера, мм
Длина хода
полированного
штока, мм
27,0 31,8 38,1 44,5 57,2 69,9 95,25
300 2,5 3,4 4,9 6,7 - - -
450 3,7 5,1 7,3 9,9 - - -
600 5,0 6,9 9,9 13,6 22,2 - -
900 7,4 10,3 14,8 20,1 33,2 49,6 -
1200 9,9 13,7 19,7 26,8 44,3 66,2 -
1500 12,3 17,1 24,6 33,5 55,4 82,7 -
1800 14,8 20,5 29,5 40,2 66,4 99,3 184,6
2100 17,3 23,9 34,4 46,9 77,5 115,8 215,4
2400 19,7 27,3 39,4 53,6 88,6 132,4 246,1
2700 22,2 30,8 44,3 60,3 99,7 148,9 276,9
3000 24,7 34,2 49,2 67,0 110,8 165,4 307,7
3600 29,6 41,0 59,1 80,4 132,9 198,5 369,2
4200 - 47,8 68,9 93,8 155,1 231,6 430,7
5100 - - 83,7 113,9 188,3 281,3 523,0
6000 - - 98,4 134,0 221,5 330,9 615,3
5.8. Выбор типа станка – качалки (СК)
Выбор СК ведется путем сравнения расчетных величин
максимальной нагрузки, крутящего момента на валу редуктора и
скорости откачки рассматриваемого варианта компоновки
оборудования с паспортными данными СК нормального ряда.
В начале для каждого типоразмера СК последовательно
проверяется условие по максимальным нагрузкам:
[
]
maxmax
PP á , (5.8.1)
где
[
]
max
P - допустимая нагрузка СК.
При соблюдении условий неравенства (5.8.1) для некоторых
типоразмеров СК аналогичным образом проверяется условие:
кр
М £
[
]
кр
М , (5.8.2)
где
[
]
кр
М - наибольший крутящий момент на кривошипном валу
редуктора.
Затем СК проверяется на минимальную и максимальную
скорости откачки:
[
]
min
ns× £
n
s
×
<
[
]
max
ns × . (5.8.3)
Для облегчения выбора СК можно использовать и диаграмму
А.Н.Адонина. Однако следует помнить, что эта диаграмма построена с
рядом допущений: колонна штанг имеет
[
]
МПа
доп
120=
d
;
85,0=
под
h
и т.д. Поэтому данную диаграмму целесообразно
использовать только для оценочных расчетов.
5.9. Расчет мощностей двигателя к станкам – качалкам
Потребляемая электродвигателем СК мощность затрачивается
на выполнение полезной работы по подъему жидкости на поверхность
и на покрытие потерь мощности и оборудовании.
Мощность, используемая на совершение полезной работы
ШСНУ, определяется по формуле:
(
)
првыкстжполезн
РРQJ -×=
..
, Вт (5.9.1)
Потери в подземной части ШСНУ обусловлены наличием утечек
в насосе, потерей напора в узлах клапанов, наличием трения штанг о
трубы и жидкость, а в наземной части ШСНУ потери мощности
вызваны отклонениями от норм работы СК и электродвигателя.
Потери мощности, обусловленные утечками жидкости,
учитываются с помощью специального коэффициента:
стж
ут
ут
Q
q
.
2
1
1
+
=
h
, (5.9.2)
где
ут
q - утечки в зазоре плунжер - цилиндр.
Мощность, затрачиваемая на преодоление сил механического
трения штанг о трубы, определяется по формуле:
(
)
жштшмехтр
РPnSСJ +×××××=
a
602
.
, Вт (5.9.3)
180
1
paa
×= , рад., (5.9.4)
где
1
.,
aa
- максимальный (средний) угол отклонения ствола скважины
от вертикальной оси, рад.,град.;
ш
С - коэффициент трения штанг о
трубы.
Если скважина считается вертикальной, то в расчетах по
формуле (5.9.3) принимается 25,0,3
1
0
==
aa
.
Затраты мощности на преодоление потерь в узлах клапанов
насоса:
(
)
нагнклвсклстжкл
РРQJ
... DD
+×= , (5.9.5)
Мощность, затрачиваемая на преодоление гидродинамического
трения штанг о жидкость, рассчитывается по формуле А. М.
Пирвердяна:
(
)
штспжгтр
МНnsJ ×××××=
mp
2
3
.
, (5.9.6)
а мощность, затрачиваемая на трение плунжера в цилиндре:
30
..
nSРJ
плтрплтр
××= , (5.9.7)
где
плтр
P
.
- сила трения плунжера о цилиндр; приближенно
оценивается для безводных скважин:
13984,1
.
-×=
d
плплтр
DР , (5.9.8)
а для скважин, продукция которых содержит воду:
12765,1
.
-×=
d
плплтр
DР , (5.9.9)
Таким образом, потери мощности в подземной части
ШСНУ
(
)
чп
J
.
и к.п.д. подземной части
(
)
..чп
h
определяется как:
плтргтрмехтрклутполезнчп
JJJJJJ
....
++++=
h
, (5.9.10)
чпполезнчп
JJ
..
=
h
(5.9.11)
Потери в наземном оборудовании ШСНУ учитываются
приближенно. По рекомендации ВНИИнефть принимается, что к.п.д.
СК 85,0=
ск
h
, а к.п.д. электродвигателя 8,0=
дв
h
. Тогда общий к.п.д.
ШСНУ определится как:
чпдвскшсну .
hhhh
××= , (5.9.12)
а полная мощность, затрачиваемая на подъем жидкости:
шсну
полезн
полн
J
J
h
.
= , Вт (5.9.13)
И, наконец, суточный расход электроэнергии будет равен:
полнсут
JW ××=
-3
1024 , кВт×ч (5.9.14)
Таблица 5.9.1
Технические характеристики электродвигателей станков-качалок
Для условий номинальной нагрузки
Тип двигателя
Номинальная
мощность, кВт
КПД,%
j
cos
,
доли ед.
АОП-41-4
АО2-22-4
АОП-42-4
АО2-31-4
АОП-51-4
АОП2-41-4
АОП2-42-4
АОП-52-4
АОП2-51-4
АОП-62-4
АОП2-52-4
АОП-63-4
АОП2-61-4
АОП-72-4
АОП-71-4
АОП-73-4
АОП2-72-4
АОП-84-4
АОП2-81-4
АОП2-82-4
1,7
2,2
2,8
3,0
4,5
4,0
5,5
7,0
7,5
10,0
10,0
14,0
13,0
20,0
22,0
28,0
30,0
40,0
46,0
55,0
81,0
82,5
83,0
83,5
84,5
85,0
87,0
86,0
88,0
86,5
88,0
87,5
88,0
88,0
89,5
89,0
90,0
90,0
91,0
92,0
0,82
0,83
0,84
0,84
0,85
0,81
0,82
0,86
0,83
0,87
0,83
0,87
0,84
0,87
0,85
0,87
0,85
0,88
0,89
0,89
После окончания расчетов выбирается ближайший более
мощный электродвигатель, обеспечивающий требуемую (с
коэффициентом запаса 1,3) мощность.