Буровое оборудования при глубинно-насосной штанговой эксплуатации

Задание.

Выбор наземного и подземного оборудования при глубинно-насосной штанговой эксплуатации.

1. Выбрать типоразмер станка-качалки и диаметр плунжера насоса (выбор станка-качалки выполнить для станков-качалок выпускаемых по ГОСТ 5866-84, согласно диаграмм составленных Адониным А.И.).

2. Выбрать типоразмер плунжерного насоса и назначить его рабочие параметры, длину хода плунжера и число качаний в минуту. При выборе типоразмера насоса обратить внимание на заданную глубину, связав её с типоразмером насоса НСН (НГН). При наличии песка в жидкости назначить тип плунжера (Г;К;П;В) и группу посадки. При выборе числа качаний стремиться к минимальному его значению, а при выборе длины хода к максимально возможному значению.

3. Выбрать конструкцию колонны штанг и рассчитать их на выносливость.

4. Выбрать типоразмер НКТ, рассчитать НКТ на прочность (от воздействия страгивающей нагрузки).

5. Определить нагрузки в точке подвеса штанг (по формуле Вирновского А.С.).

6. Выбрать типоразмер станка-качалки.

7. Определить значения ускорения точки подвеса штанг по уточненной (приближенной теории) через 15⁰ (0⁰ ; 15⁰ ; 30⁰ ; и т.д. до 180⁰ ).

8. Определить мощность привода (по формулам Ефремова, Ларионова, Плюща).

9. Рассмотреть основные правила эксплуатации СК.

Дано: Глубина установки насоса – 2200м;

количество отбираемой жидкости – 40м³ /с;

динамический уровень – 1800м;

содержание песка – 0,1%;

вязкость – 0,2Па;

плотность нефти – 890кг/м³ ;

наружный диаметр обсадной колонны – 0,146м.

Решение.

1. По (1) выберем станок-качалку 8СК-12-3,5-8000 и диаметр плунжера насоса 38мм.

2. Выберем типоразмер плунжерного насоса НСВ2-38-25-35, длина хода плунжера Назначим тип плунжера В (наличие песка). Группа посадки 2 – с зазором от 0,07 до 0,12мм.

3. В заданных условиях по (1) следует принять

Максимальное значение нагрузок в точке подвеса штанг

где – коэффициент потери веса штанг в жидкости:

где – плотность материала насосных штанг (стали), .

– вес 1 м принятых штанг диаметром 22мм,

– площадь поперечного сечения плунжера, :

.

Максимальное напряжение в штангах :

Условие обеспечения прочности выполняется.

4. Соответственно выбранному диаметру и типу насоса выберем по (1) диаметр и тип НКТ:

НКТ 73 с высаженными наружу концами.

Величина страгивающей нагрузки резьбового соединения, когда напряжение в нарезанной части материала трубы достигает предела текучести , Н:

где – средний диаметр резьбы в плоскости первого витка,

– толщина тела трубы под резьбой в основной плоскости,

– предел текучести,

– коэффициент:

где – номинальная толщина стенки трубы

– угол между опорной поверхностью резьбы и осью трубы,

– угол трения для резьбы,

– длина резьбы до основной плоскости,

Напряжения от действия страгивающей нагрузки

где – площадь сечения труб.

Условие обеспечения прочности выполняется.

5. Максимальная нагрузка на основе динамической теории по формуле А.С. Вирновского с учетом собственных колебаний колонны насосных штанг

где – сила тяжести колонны штанг, Н:

– сила тяжести жидкости, находящейся над плунжером, Н:

– коэффициенты отношения длин звеньев станка-качалки:

где – угловое перемещение кривошипа соответствующего моменту максимальной скорости точки подвеса штанг.

Из зависимости получим значение

где – площадь сечения насосных труб, м² :

где – наружный диаметр НКТ, м;

– внутренний диаметр НКТ, м:

– деформация штанг, м:

где – модуль упругости материала штанг,

– угловая скорость вращения кривошипа,

6. При глубине установки насоса 2200м, диаметре плунжера насоса 38мм и количестве отбираемой жидкости 40м³ /сут принимаем в качестве базового типоразмера станок-качалку 8СК-12-3,5-8000 по диаграмме Адонина А.Н.

Техническая характеристика 8СК-12-3,5-8000:

- номинальная нагрузка на устьевой шток, 117,8

- номинальная длина хода устьевого штока, 2,1 - 3,5

- номинальный крутящий момент, 78,4

- число ходов балансира в минуту 5,2 – 11

- масса, 20000

7. Определение значений ускорения точки подвеса штанг по уточненной (приближенной) теории через ,

;

Получаем:

8. а) Мощность привода определим по формуле Ефремова Д.В.:

где – высота подъема жидкости,

– КПД подачи,

– КПД станка-качалки,

– коэффициент уравновешивания,

– диаметр плунжера насоса,

б) Мощность по формуле Плюща Б.М.

где – КПД передачи,

– коэффициент, зависящий от типа станка-качалки,

– коэффициент:

в) Мощность привода по формуле Ларионова:

где – потери холостого хода станка-качалки,

– относительный коэффициент формы кривой крутящего момента на валу электродвигателя, для станков-качалок с балансирным уравновешиванием:

где – коэффициент, зависящий от длины плеч балансира и шатунов станк

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать