NGPO

5. Выбор типоразмеров насосов. Оценить напорные возможности УЭЦН в условиях освоения скважины после ремонта

Потенциальный дебит скважины:

103 м3/сут

Необходимый напор насоса:

Нскв (Q)=812 м

Выбираем насос: ЭЦН5А-100-1350

6. Выбор типа НКТ с учетом устойчивости колонны к разрыву в опасном сечении, страгивающей нагрузке в резьбовом соединении и с учетом максимального давления. Определить толщину стенки НКТ, группу прочности стали

Для расчетов выберем НКТ 73х5,5-Д ГОСТ 633-80.

Растягивающая нагрузка:

где d1 - диаметр по впадине нарезки 1-го винта; d2 – внутренний диаметр НКТ;

σтек – предел текучести (для стали марки Д, σтек = 372 106 Н).

Максимальная глубина спуска определяется по формуле:

где KЗ - коэффициент запаса по отношению к пределу текучести НКТ

(KЗ = 1,5);

q - вес погонного метра трубы с муфтой (q = 113,8 Н/м).

Расчет на страгивающую нагрузку производим по формуле Яковлева:

21

где D средний диаметр трубы в основной плоскости трубы;

двойная толщина стенки по впадине первого полного витка;

угол ежду гранью нарезки и осью трубы;

l – часть длины по которой происходит зацепление труб, м;

угол трения металла по металлу.

Максимальная глубина спуска, с учётом страгивающей нагрузки:

.

Расчет на допустимое внутренне давление ведется по формуле Барлоу:

где толщина стенки НКТ;

условный диаметр НКТ;

коэффициент запаса прочности.

Произведем расчет при условии, что в колонне НКТ находится пластовая вода:

Таким образом, после проведения расчетов можно сделать вывод о том, что выбранные НКТ 73х5,5-Д ГОСТ 633-80 выдерживают нагрузку на разрыв,

страгивание и внутреннее давление.

22

7.Определение максимального габаритного размера УЭЦН в скважине

Наружные диаметры двигателя, насоса и НКТ необходимо выбирать с учётом их размещения вместе с кабелем в эксплуатационной колонне. Допустимый зазор между наружным диаметром агрегата и внутренним диаметром эксплуатационной колонны должен быть не менее пяти мм. Тогда наибольший допустимый основной размер агрегата определится по формуле:

			агр		эк	доп				мм
Фактический диаметр агрегата с учётом плоского кабеля составит:
факт	эд		н							мм
агр				к		п					агр

где Dн – наружный диаметр насоса; hкп– толщина плоского кабеля;

Sп– толщина металлического пояса, крепящего кабель к агрегату.

Основной размер агрегата с учётом НКТ и круглого кабеля определяется по формуле:

где	диаметр муфты НКТ;
	диаметр круглого кабеля.
Поскольку		, то выше агрегата следует установить 100-150

метров насосных труб меньшего диаметра, при котором будет выполняться

условие .

8.Выбор трансформаторной станции, станции управления. Подбор

типоразмера устьевой арматуры

Для выбора автотрансформатора и определения величины напряжения в его

вторичной обмотке необходимо найти падение напряжения в кабеле:

с

к

В

Ом

км

23

где – активное удельное сопротивление кабеля;

–коэффициент мощности установки;

–коэффициент реактивной мощности;

=0,10 Ом/км – индуктивное удельное сопротивление кабеля .

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора равно сумме напряжений электродвигателя (350 В) и потерь напряжения в кабеле:

Этому требованию удовлетворяет трансформатор АТСБ3-100.

9. Расчет мощности УЭЦН с учетом потребляемой мощности ПЭД, потерь мощности в кабеле, КПД станции управления и трансформатора.

Подбор типоразмера ПЭД, расчет мощности ПЭД при откачке в принятом режиме. Подбор кабеля. Определение удельного расхода электроэнергии.

К.П.Д. насоса рассчитаем для насоса ЭЦН-100-1350 с номинальной подачей

100 м3/сут. Для этого определим паспортную номинальную характеристику насоса [1 стр. 247]:

где – номинальная подача насоса, м3/с;

Определяем мощность насоса:

	N	PQ		5,56 103 100	12,6кВт
				86400 0,51

Определяем мощность погружного двигателя:

N			N		12,6	14,9кВт
	ЭД		ЭД
				0,85

Выбираем погружной электродвигатель марки ПЭД15-117М.

24

Расчет кабеля

Для подвода электроэнергии к электродвигателю используется кабель круглого сечения марки КРБК3×25 с площадью сечения жилы 25 мм2 и толщиной кабеля

32,1 мм. По длине насоса и протектора для уменьшения габаритного диаметра агрегата берется трехжильный плоский кабель КРБП3X16 с площадью сечения 16

мм2 и толщиной 13,1 мм. От сечения и длины кабеля зависят потери электроэнергии в нём и к.п.д. установки.

Потери электроэнергии в кабеле КРБК3×25 длиной 100 м определяются по формуле:

	к	с
где	– сила тока в статоре электродвигателя;
	R – сопротивление в кабеле длиной 100 м, которое определяется по формуле
		к
где	площадь сечения жилы кабеля, мм2;

– удельное сопротивление при средней температуре в скважине,

определяемое по формуле:

к

Ом мм

м

где Ом мм2/м – удельное сопротивление меди при Т = 293К;

– температурный коэффициент для меди; тогда Ом

к кВт Длина кабеля должна равняться глубине спуска насоса, также необходимо

учесть расстояние от скважины до станции управления и возможность

небольшого изменения глубины установки без замены кабеля:

к		нкт			м
Общие потери электрической мощности в кабеле составят:
		к			кВт
ко	к

25

10.Расчет температуры в ПЭД

Расчет ведем согласно методике в [5] стр. 712 «Принципы расчета температурного режима погружного агрегата УЭЦН».

Потребляемая ПЭД 15-117 мощность:

			пд			Вт
где		В				- определяем по [7] стр. 142
«Техническая характеристика электродвигателей»
						кВт
Потери электрической мощности в ПЭД:
	д			д

Количество электрической энергии, теряемое ПЭД за сутки:

д

Предполагая, что вся энергия в конечном счете превратится в теплоту,

рассчитаем количество теплоты:

Тд

где – коэффициент, равный 860 ккал/(кВт∙ч);

Повышение температуры продукции скважины за счет потерь мощности в электродвигателе:

где

Дж кг

ккал кг град (с учетом что 1 ккал=4190

Дж)

Температура ПЭД:

где нсп - температура продукции скважины на глубине спуска установки, С

26

11.Расчёт капитальных затрат на установку

капитальных затрат (инвестиций) на строительство УЭЦН

Зкап	рез СУЭЦН Снкт Суо Смонт Сдоп, руб,

где Крез = 1,1 – коэффициент, учитывающий стоимость резервного оборудования;

СУЭЦН, Снкт – стоимости соответственно установки ЭЦН и НКТ;

Для рассматриваемого примера СУЭЦН = 1320000 руб.

При определении величин Снкт необходимо пользоваться следующими формулами:

С		а			Lн qнкт		, руб,
	нкт		нкт
				10		4

где анкт – стоимость одной тонны НКТ, руб/кг, qнкт – расчётный вес одного погонного метра НКТ, т.

Суо, Сдоп – стоимость соответственно устьевого и дополнительного оборудования,

принимаемые по данным НГДУ; при отсутствии этих данных можно принять Суо

= Сдоп = 85000 руб;

Смонт = 0,23 СУЭЦН = 0,23 13200000 = 303600 руб;

тогда

27

12.Итоговая таблица по подбору УЭЦН

	№	Вид оборудования	Типоразмер
	п/п
	1	УЭЦН	ЭЦН-100-1350
	2	ПЭД	ПЭД15-117
	3	Гидрозащита	1Г51
	4	НКТ	НКТ 73 5,5
	5	Кабель	КРБК 3 25
			КРБП 3 16
	6	Автотрансформатор	АТСБ3-100
	7	Станция управления	Борец-04М
	8	Устьевая арматура	АФК1Э – 65 140

28

Список использованной литературы

1.Гиматудинова Ш.К. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. М., Недра, 1983.

2.Мищенко И.Т. Расчеты в добыче нефти М., Недра, 1983

3.Мищенко И.Т.Сборник задач по технологии и технике нефтедобыче. М.,

Недра, 1984

4.Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти, 2003.-816с.

29