- •Практика по нефтепромысловому оборудованию содержание:
- •Введение
- •1. Расчёт оборудования при фонтанно-компрессорной эксплуатации скважин
- •1.1. Расчет усилий, действующих на фланцевое соединение фонтанной арматуры
- •1.2. Расчет нкт при фонтанно-компрессорной эксплуатации скважин
- •Трубы гладкие с треугольной резьбой
- •Трубы с высаженными наружу концами с треугольной резьбой
- •Трубы нкм с трапецеидальной резьбой
- •Трубы нкб с трапецеидальной резьбой
- •1.3. Насосно-компрессорные трубы с защитными покрытиями
- •1.4. Определение диаметра штуцера фонтанной арматуры
- •2. Расчет оборудования при штанговой глубиннонасосной эксплуатации скважин
- •2.1. Выбор оборудования шгну и определение параметров работы насоса
- •Рекомендуемые глубины спуска на углеродистых штангах
- •Рекомендуемые глубины спуска насосов на штангах
- •Рекомендуемые глубины спуска насосов на штангах
- •Механические характеристики материала штанг
- •2.2. Определение нагрузок на головку балансира станка-качалки
- •2.3. Определение длины хода плунжера штангового насоса
- •Варианты заданий к главе 2
- •2.4. Расчет производительности и определение коэффициента подачи шгну
- •2.5. Расчет прочности колонны штанг
- •2.6. Расчет нкт по аварийной нагрузке при эксплуатации шгну
- •2.7. Расчет нкт на циклические нагрузки
- •3. Выбор машин и оборудования при эксплуатации скважин электроцентробежными насосами (эцн)
- •3.1. Установки погружных электроцентробежных насосов
- •Характеристики погружных центробежных насосов
- •Параметры эцн в модульном исполнении
- •Характеристики погружных электродвигателей
- •Характеристики погружных электродвигателей
- •Основные характеристики кабелей
- •3.2.Определение глубины погружения насоса под динамический уровень
- •3.3. Выбор кабеля, трансформатора и определение эксплуатационных параметров уэцн
- •Литература
2.6. Расчет нкт по аварийной нагрузке при эксплуатации шгну
Аварийная нагрузка на НКТ возникает в случае обрыва штанг в процессе работы или спуска насоса в скважину [24]:
, (2.52)
где Рт - вес труб без учета погружения их в жидкость; Рш.ж - вес штанг с учетом погружения их в жидкость; Рж - вес столба жидкости в трубах; Рi ш - сила инерция от массы оборвавшейся колонны штанг.
Вес колонны НКТ определяется по формуле
, (2.53)
где Lт - длина колонны НКТ; qт - масса 1 п.м НКТ с учетом муфт; g - ускорение свободного падения.
Если предусматривается большое заглубление насоса под динамический уровень, то следует учесть облегчение в жидкости:
, (2.54)
где Lт2 - длина участка колонны НКТ ниже динамического уровня.
Вес штанг в жидкости
, (2.55)
где Lш - длина колонны штанг; qш - масса 1 п.м колонны шганг, ρшт - плотность материала штанг.
Вес столба жидкости в трубах
, (2.56)
где d - внутренний диаметр НКТ.
Сила инерции от массы оборвавшейся колонны штанг определяется по ускорению падения
, (2.57)
где fш - площадь поперечного сечения штанг; gп - ускорение падения штанг (gп = 3 ÷ 6 м/с2).
Для определения ускорения падения штанг в трубах рассмотрим две ситуации:
1) обрыв штанг в процессе работы насоса, который чаще всего и происходит. Максимальная длина хода плунжера наcoca у обычных СК- 3 м, у длинно-ходовых СК-6 м. Учитывая, что падение происходит в столбе жидкости, ускорение падения не превысит 3 ÷ 6 м/с2;
2) обрыв штанг в процессе спуска плунжера (насоса НГН или насоса НГВ редкий случай).
В этом случае ускорение падения может достигнуть 9,81 м/с2, однако установившийся в НКТ статический уровень жидкости с амортизирует усилие от падающих штанг, погасив ускорение. Кроме того, в этом случае на трубы не действует вес столба жидкости, что снижает общую нагрузку на НКТ. Таким образом, целесообразно принимать ускорение падения штанг в пределах 3 ÷ 6 м/с2 в соответствии с длиной хода насоса.
Полученную аварийную нагрузку сопоставляют с расчетной (страгивающей или предельной нагрузкой):
, (2.58)
где n = 1,1 ÷ 1,15.
Задача 17. Рассчитать аварийную нагрузку на гладкие НКТ 60 x 5 мм длиной 1400 м при спущенном в них насосе НГН на штангах диаметром 16 мм на глубину 1200 м. Динамический уровень - 1150 м, ρж = 900 кг/м3.
Решение. Определим вес труб по формуле (2.54):
Вес штанг в жидкости определим по формуле (2.55).
Штанги диаметром 16 мм; fш = 2,01 см2; qш = l,67 кг/м; Dм = 38 мм; диаметр муфты меньше внутреннего диаметра НКТ на 12 мм:
Вес столба жидкости в трубах (формула (2.56))
Сила инерции от оборвавшихся штанг по формуле (2.57)
Аварийная нагрузка на НКТ (формула (2.52))
Страгивающую нагрузку на гладкие НКТ 60 x 5 мм определим по формуле (1.11).
Для НКТ 60 х 5 мм q = 6,96 кг/м; Lp = 29,3 мм; h1 = 1,41 мм.
Найдем: b = 5,0 - 1,41 = 3,59 мм; d = 60,3 - 2·5 = 50,3 мм;
Коэффициент запаса по страгивающей нагрузке из формулы (2.58)
Трубы выдерживают аварийную нагрузку с запасом 1,4.