Никишенко с. НГПром.оборудов
.pdf
- 1 8 2 -
- 1 8 3 -
184
- 1 8 5 -
(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 |
Суммарный КПД, % |
Скважинный насос |
70...75 |
Колонна труб и штанг |
80...90 |
|
|
Балансирный станок-качалка: |
|
современной конструкции |
70...80 |
старой конструкции |
50 |
|
|
- 1 8 6 -
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 станкекачалке (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
- 1 8 7 -
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. Адониным 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/м3;
-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].
- 1 8 8 -
Рис. 4.41. Диаграмма Адонина A.M. для модифицированных моделей станков-качалок
- 1 8 9 -
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)
- 1 9 0 -