3.1. Выбор оборудования шгну и определение параметров работы насоса

По диаграмме А.Н. Адонина на пересечении проекций Q =25 т/сут = 29,7 м³/сут и H_сп = 1200 м находим 5СК-4-2,1–1600 и диаметр плунжера насоса 32 мм. При глубине больше 1200 м следует выбрать вставной насос. Выбираем НВ1Б – 32 – 30 – 15.

Для НВ-1Б-32 требуется НКТ: 32 + 28 = 60 мм - НКТ 60 x 5,0 мм. Действительно, к этому насосу требуется замковая опора ОМ-60, устанавливаемая в НКТ - 60 мм.

Выбираем штанги из углеродистой стали (σпр = 70 МПа) диаметр = 19 мм (38%) и диаметр = 16 мм (62%). При общей глубине спуска 1200 м длина секции штанг диаметром 19 мм - 456 м, диаметром 16 мм - 744 м.

Режимные параметры 5СК4-2,1 - 1600 по ГОСТ 5866 Sа = 0,84; 1,26; 1,86; 2,1 м - длина хода точки подвески штанг. Число качаний, n = 5 - 15 мин^-1.

Редуктор - Ц2П-750 с передаточным отношением i = 38, и диаметром шкива - 1000 мм.

По диаграмме находим Q_mах = 31 м³/сут.

При длине хода S_max = 2,1 м, число качаний по формуле (3.1) будет:

(3.1)

Определим параметры работы насоса аналитическим методом, исходя из минимума напряжений в штангах.

; (3.2)

, (3.3)

Средняя масса двухступенчатой колонны штанг

q_ср = q₁ ∙ 0,38 + q₂ ∙ 0,62 = 2,35 ∙ 0,8 + 1,616 ∙ 0,62 = 1,89

Площадь сечения плунжера

(3.4)

Диаметр плунжера

. (3.5)

Таблица 3.1

№ реж	S,м	n	F пл, см²	Dпл, см
1	0,84	25,25	15,4	4,4
2	1,26	19,1	13,6	4,2
3	1,86	14,8	11,9	3,9
4	2,1	13,6	11,4	3,8
5	15,6	5	4,18	2,3
6	6,5	9	5,61	2,7
7	4,2	12	6,48	2,9

Наиболее приемлемыми режимами работы насоса при среднем коэффициенте подачи насоса η = 0,7 являются 3-й и 4-й, однако диаметр плунжера при этих режимах получился больший.

Для выбора оптимального режима определим максимальные значения нагрузок в точке подвеса штанг по формуле:

, (3.6)

b =(ρ_ш - ρ_ж)/ρ_ш

Наиболее выгодным режимом будет 4-й, при котором P_max = 34,9 кН наименьшая. Минимальную нагрузку найдем по формуле:

, (3.7)

Определим максимальное и минимальное напряжения по формуле:

, , (3.8)

,

_(3.9)

_(3.10)

,

_{Выбираем штанги из стали марки 20Н2М для некоррозионных условий, σпр доп = 90 МПа.}

_{Коэффициент запаса прочности штанг составит:}

_(3.11)

_{Определим необходимое число качаний при использовании стандартного диаметра плунжера ( для 4-го режима это будет 38 мм) по формуле:}

_(3.12)

Для насоса НВ1Б-8-21-15 допустимы длина хода 2,1 м и глубина спуска 1200 м. Диаметр НКТ 785,5 мм. Определим диаметр шкива электродвигателя для нестандартного числа качаний по формуле:

, (3.13)

.

Таким образом, в результате аналитического расчёта мы изменили диаметр насоса и НКТ, увеличили число качаний с 12 до 14,4 мин־¹ и выбрали штанги из стали маркой 20Н2М по сравнению с таблично – графическим методом.