Скважинная. ЛАБ-1 Скважинная. Лабораторная работа 1 По дисциплине Скважинная добыча нефти и газа (наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский горный университет Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Лабораторная работа №1 По дисциплине Скважинная добыча нефти и газа (наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану) Тема работы Основы работы ШСНУ Выполнил: студент гр. НД-18-2 Аалазраки А. М. (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О) Дата: Проверил: ассистент Моренов В.А. (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2020 Основные теоретические сведения Штанговая скважинная насосная установка Добыча нефти при помощи штанговых насосов – самый распространенный способ механизированной добычи нефти. Глубинный штанговый насос в простейшем виде (см. рисунок 1) состоит из плунжера, движущегося вверх-вниз по хорошо подогнанному цилиндру. Плунжер снабжен обратным клапаном, который позволяет жидкости течь вверх, но не вниз. Обратный клапан, называемый также выкидным или нагнетательным, в современных насосах обычно представляет собой клапан типа шар-седло. Второй клапан, всасывающий, - это шаровой клапан, расположенный внизу цилиндра также позволяет жидкости течь вверх, но не вниз.  Рисунок 1. Схема ШСНУ 1 – обсадная колонна; 2 – насос; 3 – насосные штанги; 4 – арматура устьевая; 5 – шток полировочный; 6 – канатная подвеска; 7 – головка балансира; 8 – балансир; 9 – шатун; 10 – кривошип; 11 – редуктор; 12 – электродвигатель; 13 – рама; 14 – фундамент; 15 – нагнетательный клапан; 16 – всасывающий клапан В шифре станка-качалки типа СК, например СК6-2,1-2500 указано: 6 – наибольшая допускаемая нагрузка на головку балансира в точке подвеса штанг в тоннах (1 т = 10 кН); 2,1 – наибольшая длина хода устьевого штока в м; 2500 – наибольший допускаемый крутящий момент на ведомом валу редуктора Штанговый насос относится к объемному типу насоса, работа которого обеспечивается возвратно-поступательным перемещением плунжера с помощью наземного привода через связующий орган (колонну штанг). Самая верхняя штанга называется полированным штоком, она проходит через сальник на устье скважины и соединяется с головкой балансира станка-качалки с помощью траверсы и гибкой канатной подвески. Штанговые насосы бывают вставные (НСВ) и невставные (НСН). Вставные штанговые насосы спускают в скважину в собранном виде. Предварительно в скважину на НКТ спускается специальное замковое приспособление, а насос на штангах спускают в уже спущенные НКТ. Соответственно для смены такого насоса не требуется лишний раз производить спуск-подъем труб. Невставные насосы спускаются в полуразобранном виде. Сначала на НКТ спускают цилиндр насоса. А затем на штангах спускают плунжер с обратным клапаном. Поэтому при необходимости замены такого насоса приходится поднимать из скважины сначала плунжер на штангах, а потом и НКТ с цилиндром. Основные параметры, характеризующие работу ШСНУ  , (1.1)Где F - площадь поперечного сечения цилиндра (м 2 ), равная  , где Dпл – диаметр плунжера, равный внутреннему диаметру цилиндра, м. За один цикл «ход вверх – ход вниз» объем продукции (м3), откачиваемый из скважины, составляет:  . (1.2)Обозначим число двойных ходов плунжера в минуту через n, тогда теоретическая минутная подача насоса составит Qт (м3 /мин):  . (1.3)Введение условно теоретической подачи связано с тем, что длина хода плунжера Sпл в каждом конкретном случае является неизвестной величиной и может существенно отличаться от известной длины хода полированного штока Sпл. Таким образом, условно теоретическая подача установки может быть легко рассчитана в любой момент времени, для чего достаточно измерить (знать) длину хода полированного штока Sпл. Фактическая суточная подача установки, измеряемая на поверхности по жидкости (после процесса сепарации) QФ, может не совпадать с QТ по целому ряду причин. Отношение фактической подачи установки QФ к условно теоретической подаче ее Qт назовём коэффициентом подачи установки и обозначим его через η:  . (1.4)Штанговый скважинный насос – это насос поршневого действия и теоретическая подача рассчитывается очень просто, то есть коэффициент подачи равен единице. Однако в реальных скважинах действует много факторов, приводящих к снижению производительности. В условиях экспериментальной установки число действующих факторов можно свести всего к двум:  , (1.5)где ηупр – коэффициент, учитывающий упругие (продольные) деформации колонны штанг из-за периодического воздействия на них нагрузки столба жидкости или газожидкостной смеси, 10 находящейся в колонне НКТ над плунжером; ηнап – коэффициент наполнения, учитывающий влияние газа на полноту наполнения цилиндра насоса жидкостью при ходе плунжера вверх. Из-за наличия упругих деформаций колонны штанг (в реальных скважинах длина колонны штанг может превышать 2 км) полезная длина хода плунжера (Sпл) получается меньше длины хода головки балансира:  , (1.6)где ΔLшт – величина упругих деформаций колонны штанг, определяемая по динамограмме или рассчитываемая по закону Гука (относительная деформация, прямо пропорциональная напряжению в штангах).  , (1.7)где VЖ – объем жидкости, поступившей в цилиндр насоса при ходе плунжера вверх; Vпл – объем, который освободил плунжер в цилиндре при ходе плунжера вверх. ЧАСТЬ I Определение коэффициента подачи штангового скважинного насоса в идеальных условиях его работы Размеры емкости для наполнения воды и диаметр плунжера:   Таблица 1. Таблица результатов первой части лабораторной работы Пример вычисления для режима №1:    Вывод: в ходе выполнения работы были получены значения теоретической и фактической подачи насосов. Разница в фактических и теоретических значениях позволяет заключить, что в реальных скважинах действует много факторов, приводящих к снижению производительности. Часть II Влияние растворенного газа в нефти на коэффициент подачи штангового скважинного насоса Размеры емкости для наполнения воды и диаметр плунжера:  Таблица 2. Таблица результатов второй части лабораторной работы Пример вычисления для режима №2:    График 1. График зависимости коэффициента подачи от расхода воздуха Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы по полученным значениям были рассчитаны коэффициенты подачи и теоретические и фактические производительности насосов. На основании результатов можно утверждать, что газ отрицательно влияет на коэффициент подачи, а также при увеличении хода плунжера снижается вредное влияние газа. Часть III Динамометрирование установки скважинного глубинного насоса  Таблица 3. Таблица результатов третье части лабораторной работы Пример расчета для режима №1:   График 2. График изменения длины штанг во времени (1)  График 3. График изменения длины штанг во времени (2)  График 4. График изменения длины штанг во времени (3) Далее были построены динамограммы для каждого режима: График 5. Динамограмма первого режима График 6. Динамограмма второго режима График 7. Динамограмма третьего режима Вывод: по полученным значениям динамограмм и графиков изменения длины штанг было рассчитано максимальное растяжение штанг, коэффициент растяжения штанг, максимальная и минимальная нагрузка. Таким образом, можно проследить, насколько реальные динамограммы отличаются от теоретических. В нашем случае это обусловлено влияем газа и неправильной посадкой плунжера в цилиндре конуса. |