Подбор насосов. Курсовой проект Подбор погружных центробежных электронасосов для. Обоснование актуальности темы Цель и задачи работы
 Скачать 26.15 Kb.
|
|
Введение Обоснование актуальности темы Цель и задачи работы Формирование гипотезы Описание объекта исследования Методы исследования Литературный обзор Обзор существующих моделей погружных центробежных электронасосов Анализ применения данных насосов в нефтяной промышленности Описание основных параметров скважин и способы их классификации Методология исследования Описание методов расчета параметров насоса Определение гидравлической характеристики насоса Выбор оптимального соотношения между параметрами насоса и продуктивностью скважины Результаты и анализ Проведение анализа полученных результатов Сравнение различных моделей погружных центробежных электронасосов Выбор наиболее эффективного насоса для конкретной скважины с учетом ее продуктивности Заключение Подведение итогов исследования Описание достижений и ограничений работы Рекомендации по применению полученных результатов Список использованной литературы ВВЕДЕНИЕ Обоснование актуальности темы: Нефтяная промышленность является одной из ключевых отраслей экономики и имеет важное значение для мировой энергетики. Один из важных элементов этой отрасли – это скважина, которая добывает нефть или газ. Для поддержания высокой производительности скважины необходимо использовать специальное оборудование, такое как погружные центробежные электронасосы. Выбор оптимального насоса может повысить продуктивность скважины и снизить затраты на ее эксплуатацию. Поэтому данная тема является актуальной и востребованной. Цель работы: Целью данной работы является разработка методики подбора оптимального погружного центробежного электронасоса для нефтяной скважины с учетом ее продуктивности. Задачи работы: Провести литературный обзор существующих моделей погружных центробежных электронасосов Изучить применение данных насосов в нефтяной промышленности Описать основные параметры скважин и способы их классификации Разработать методику выбора насоса с учетом его параметров и продуктивности скважины Провести анализ результатов для нескольких типов насосов и выявить лучшую модель. Формирование гипотезы: Гипотеза данной работы заключается в том, что выбор оптимального погружного центробежного электронасоса для нефтяной скважины с учетом ее продуктивности может повысить эффективность эксплуатации скважин и снизить затраты на ее обслуживание. Объект исследования: Объектом данной работы являются нефтяные скважины, которые используют погружные центробежные электронасосы для добычи нефти или газа. Методы исследования: Для достижения поставленных целей и решения задач данной работы будут использованы следующие методы исследования: Литературный обзор, для изучения уже имеющихся знаний и разработок в данной области. Эмпирические методы, для оценки параметров скважин и насосов на основе имеющихся данных и опыта. Моделирование и анализ данных, для оценки и сравнения параметров различных моделей погружных центробежных электронасосов. Литературный обзор Обзор существующих моделей погружных центробежных электронасосов Существует множество моделей погружных центробежных электронасосов, применяемых в нефтяной промышленности. В общем случае, такие насосы используются для перекачки жидкостей с низкой и средней вязкостью, таких как нефть, вода, растворители и т.д. Одним из наиболее распространенных типов погружных электронасосов являются насосы с радиальным забоем. Они характеризуются высокой производительностью и надежностью, а также способностью обеспечивать достаточно высокое давление при небольшой глубине заложения. Такие насосы обычно имеют двигатели с мощностью до 500 л.с. и могут обеспечивать производительность до 1500 м3/сут. Еще одним типом насосов являются насосы с осевым забоем. Они характеризуются способностью работать на больших глубинах заложения (до 3000 метров), но при этом имеют более низкую производительность по сравнению с насосами с радиальным забоем. Осевые насосы также требуют более мощных двигателей, обычно с мощностью от 500 до 2000 л.с. Кроме того, в нефтяной промышленности могут использоваться специализированные модели погружных насосов, такие как насосы для перекачки загрязненных жидкостей, насосы для выкачивания воды из скважин и дренажей и т.д. В целом, выбор конкретной модели погружного электронасоса зависит от условий эксплуатации и требований к производительности и надежности насоса. Анализ применения данных насосов в нефтяной промышленности с радиальным забоем Насосы с радиальным забоем являются одними из наиболее распространенных типов погружных центробежных электронасосов, применяемых в нефтяной промышленности. Они широко используются для перекачки различных жидкостей, таких как нефть, вода, растворители и другие. Одним из главных преимуществ насосов с радиальным забоем является высокая производительность. Такие насосы обладают способностью обеспечивать высокий расход жидкости при малом давлении. Они также характеризуются надежностью и долговечностью, что делает их незаменимыми компонентами систем перекачки нефти и газа. Кроме того, насосы с радиальным забоем имеют относительно небольшие размеры и могут быть легко установлены в скважинах со сложной геометрией. Это особенно полезно в случаях, когда на поверхности недостаточно места для установки крупных насосных установок. Однако, стоит отметить, что насосы с радиальным забоем могут иметь некоторые ограничения в использовании. Например, они не подходят для перекачки жидкостей с высокой вязкостью и малой плотностью. Кроме того, если происходит загрязнение жидкости, то насос может быстро выйти из строя. В таких случаях более эффективными могут быть другие типы погружных насосов. В целом, насосы с радиальным забоем являются важным оборудованием для нефтяной промышленности и широко применяются в различных условиях эксплуатации. Однако, при выборе конкретного типа насоса необходимо учитывать условия эксплуатации и требования к производительности и надежности насоса. с осевым забоем Насосы с осевым забоем широко применяются в нефтяной промышленности для перекачки жидкости из скважин. Они работают по принципу перемещения жидкости осевым движением ротора в статоре, в результате чего происходит её подъём на поверхность. Преимущества использования насосов с осевым забоем заключаются в их высокой эффективности и экономии энергии. Такие насосы могут обеспечить большой объём перекачиваемой жидкости при низкой потребляемой мощности. Кроме того, они позволяют перекачивать жидкость на значительную глубину и дистанцию. Однако, у насосов с осевым забоем есть и недостатки. Например, они чувствительны к песчаным примесям в перекачиваемой жидкости, которые могут повредить ротор насоса. Кроме того, такие насосы требуют более сложного обслуживания и ремонта, чем другие типы насосов. Тем не менее, насосы с осевым забоем продолжают активно использоваться в нефтяной промышленности благодаря своей высокой производительности и эффективности. Описание основных параметров скважин и способы их классификации Скважина - это искусственно созданное отверстие в земле, используемое для извлечения полезных ископаемых, получения геологических данных или для других целей. Основными параметрами скважин являются: Диаметр скважины: диаметр скважины определяется размером обсадной трубы, которая устанавливается в скважине. Диаметр скважины может быть разным и зависит от назначения скважины и особенностей геологической среды. Глубина скважины: глубина скважины определяется до тех пор, пока не будет достигнута целевая точка, которая максимально близка к интересующей компанию или организацию горной породе. Глубина скважины может также быть ограничена изменяющимися условиями на местности или физическими свойствами горных пород. Режим работы скважины: режим работы скважины может быть различным, в зависимости от целей её использования. Это может быть добыча нефти, газа или воды, а также использование скважины для геотермального нагрева. Существует несколько способов классификации скважин: По методу бурения: скважины могут быть классифицированы по методу бурения, например, роторным, кабельным или гидравлическим способом. По назначению: скважины могут быть классифицированы по назначению, например, добычные, нагнетательные, водозаборные, геотермальные и т.д. По типу обсадной колонны: скважины могут быть классифицированы по типу обсадной колонны, например, кирпичные, бетонные, железобетонные или стальные. Все эти параметры и классификации могут использоваться для определения оптимальных условий эксплуатации скважин и разработки соответствующих технических решений. Методология исследования Для расчета параметров насоса в нефтяной промышленности используются различные методы, в зависимости от конкретной задачи и условий эксплуатации. Рассмотрим основные методы: Метод потребительского расхода (Q-метод) - данный метод используется для определения производительности насоса. Он основан на измерении потока жидкости, который пропускается через насос, при этом величина напора на выходе насоса остается постоянной. Когда поток жидкости увеличивается, напор на выходе насоса падает, что позволяет определить производительность насоса. Метод графиков Нетцгера (NPSH-метод) - данный метод используется для определения минимальной высоты всасывания насоса. Для этого строится график зависимости напора насоса от его производительности при разных значениях высоты всасывания. Из графика определяются критические точки, при которых может нарушаться работа насоса. Метод сравнения характеристик насоса и трубопровода (H-Q-метод) - данный метод используется для определения режимов работы насоса в зависимости от параметров трубопровода. Он основан на сравнении графиков зависимости напора насоса и потребляемой мощности от его производительности с графиками зависимости потерь напора в трубопроводе от расхода жидкости. Метод моделирования (CFD-метод) - данный метод используется для определения гидродинамических параметров насоса и трубопровода путем численного моделирования течения жидкости в них. CFD-метод позволяет проводить точный анализ гидравлических режимов работы и определять параметры, которые трудно измерить экспериментально. Описанные методы являются основными при расчете параметров насосов в нефтяной промышленности и могут использоваться как отдельно, так и в сочетании друг с другом для получения более точных результатов. Определение гидравлической характеристики насоса Гидравлическая характеристика насоса определяет зависимость напора, создаваемого насосом, от его расхода. Эта характеристика позволяет оценить работу насоса в различных условиях и выбрать наиболее эффективный режим работы. Чтобы определить гидравлическую характеристику насоса, необходимо провести ряд экспериментов, измеряя напор и расход воды при различных скоростях вращения насоса или изменении диаметра выходного отверстия. Затем полученные данные строятся на графике, который называется кривой гидравлической характеристики насоса. Как правило, гидравлическая характеристика насоса имеет форму кривой с некоторым участком прямой линии (прямая называется характеристикой потока), отражающей уменьшение напора при увеличении расхода воды. В точке на пересечении прямой и кривой характеристик происходит наибольшее энергетическое потребление насоса. Эта точка называется рабочей точкой насоса и определяет его максимальную производительность. Выбор оптимального соотношения между параметрами насоса и продуктивностью скважины Выбор оптимального соотношения между параметрами насоса и продуктивностью скважины зависит от ряда факторов, таких как глубина скважины, диаметр скважины, степень вязкости жидкости и особенности ее состава. Для определения оптимальных параметров насоса необходимо провести расчеты с использованием соответствующих формул и уравнений. Важными параметрами являются напор насоса, его производительность и частота вращения. Напор насоса должен быть достаточным для подъема требуемого объема жидкости из скважины. Если напор недостаточен, то продуктивность скважины может значительно снизиться. Производительность насоса должна быть достаточной для обеспечения требуемого расхода жидкости из скважины. Если производительность слишком высока, то это может привести к избыточной нагрузке насоса и его быстрому износу. Частота вращения насоса также играет важную роль. Она должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить оптимальный режим работы насоса с минимальными энергетическими затратами. В целом, оптимальное соотношение между параметрами насоса и продуктивностью скважины должно обеспечивать надежную и эффективную работу системы на протяжении всего периода эксплуатации. Результаты и анализ |