пз 102. Подбор оборудования для эксплуатации скважины уэцн
 Скачать 76.17 Kb.
|
|
Практическое занятие № 99 Тема: Подбор оборудования для эксплуатации скважины УЭЦН Цель работы: научиться правильно рассчитывать параметры работы оборудования УЭЦН. Форма проведения: индивидуальная работа студентов Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л.Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование» Порядок выполнения практического занятия: изучить материал записать методику решения решить задачу Методические указания по выполнению заданию: Общие сведения. Выбор диаметра насосных труб. Диаметр насосных труб определяется их пропускной способностью и возможностью размещения труб в скважине (с учетом соединительных муфт) вместе с кабелем и агрегатом. Пропускная способность труб связана с коэффициентом полезного действия (ηтр). К.п.д. труб колеблется в пределах ηтр = 0,92 – 0,99 изависит в основном от диаметра и длины. К.п.д. труб, как правило, не следует брать ниже 0,94. Так как очень часто центробежные электронасосы применяют для форсированного отбора жидкости из сильно обводненных скважин вязкостью, близкой к вязкости воды то в целях облегчения расчета для этих условий построены кривые потерь напора z на длине 100 м. Для определения диаметра труб нужно из точки дебита провести вертикаль вверх до пересечения кривых потерь напора в трубах разного диаметра; затем, исходя из величины предварительно принятого к.п.д., найти в пересечении указанной вертикали с линией необходимый диаметр труб. При пересечении кривых для труб нескольких диаметров предпочтение надо отдать тому диаметру, который дает более высокий к.п.д., учитывая при этом также прочность труб и возможность размещения их в скважине. Определение необходимого напора центробежного электронасоса. Необходимый напор определяется из уравнения условной характеристики скважины: Нс = hст + ∆h + hтр + hг + hc, Где: hст – статический уровень; ∆h – депрессия при показателе степени уравнения равном единице ∆h = Q/К ; hг – превышение уровня жидкости в сепараторе над устьем скважины; hc – избыточный напор в сепараторе; hтр – напор, теряемый на трение и местные сопротивления при движении жидкости в трубах от насоса до сепаратора, hтр = 1,08*10-7 *λ*[(L+l)Q2]/d5; где L – глубина спуска насоса, L = hд + h; hд – расстояние от устья до динамического уровня (высота подъема жидкости), hд = hст + ∆h. Коэффициент гидравлического сопротивления λ при движении в трубах однофазной жидкости определяется в зависимости от числа Рейнольдса Re = (14,7*10-6*Q)/(d*ν); где d– внутренний диаметр труб; ν – вязкость жидкости; Q – дебит скважины; Если режим движения жидкости турбулентный λ = 0,316/ Re0,25. Подбор насоса. Насос для скважины подбирается в соответствии с характеристикой скважины, ее дебитом, необходимым напором и диаметром эксплуатационной колонны на основании характеристики погружных центробежных насосов. Характеристику насоса можно приблизить к условной характеристике скважины двумя способами: 1) уменьшением подачи насоса при помощи штуцера или задвижки, установленных на выкидной линии; 2) уменьшением числа ступеней насоса. При первом способе дебит и напор изменяются по кривой рабочей характеристики насоса, при этом уменьшается к.п.д. Поэтому выгоднее применять второй способ, при котором к.п.д. насоса практически не изменяется. Число ступеней, которое надо снять с насоса для получения необходимого напора, будет равно ∆z = [1 – (Нс / Нн)] z, где Нс – напор, необходимый для получения заданного дебита; Нн – напор насоса, соответствующий дебиту скважины по его рабочей характеристике; z – полное число ступеней. Следовательно, насос должен иметь (z – ∆z) ступеней. Вместо снятых ступеней внутри корпуса насоса устанавливаются проставки. Решение задачи. Задача Подобрать оборудование для эксплуатации скважины электроцентробежным насосом. Исходные данные: наружный диаметр эксплуатационной колонны D = 168 мм; глубина скважины Н = 1800 м; дебит жидкости Q = 120 м3/сут; статический уровень hcт = 500 м; коэффициент продуктивности скважины К = 80 м3/(сут*МПа); кинематическая вязкость ν = 2*10-6 м2/с; газовый фактор Go = 20 м3/м3; расстояние от устья скважины до сепаратора l = 30 м; превышение уровня жидкости в сепараторе над устьем скважины hг = 2,5 м; избыточное давление в сепараторе рс = 0,1 МПа; плотность жидкости ρж = 1000 кг/м3, глубина погружения насоса под динамический уровень h = 50 м; (1 МПа = 100 м ст. жидкости). Решение: 1. Выбор диаметра насосных труб.
2 Определение необходимого напора центробежного электронасоса. Определим депрессию при показателе степени уравнения равном единице ∆h = Q/К Избыточный напор в сепараторе будет равен hc = 1 МПа = 10 м ст. жидкости. Расстояние от устья до динамического уровня (высота подъема жидкости); hд = hст + ∆h. Глубина спуска насоса L = hд + h Коэффициент гидравлического сопротивления λ при движении в трубах однофазной жидкости определяется в зависимости от числа Рейнольдса Re: Re = (14,7*10-6*Q)/(d*ν) Если режим движения жидкости турбулентный λ = 0,316/ Re0,25 Напор, теряемый на трение и местные сопротивления при движении жидкости в трубах от насоса до сепаратора, hтр = [1,08*10-7 *λ*(L+l)Q2]/d5 Необходимый напор насоса в заданных условиях будет Нс = hст + ∆h + hтр + hг + hc. 3 Подбор насоса.
Число ступеней, которое надо снять с насоса для получения необходимого напора, будет равно ∆z = [1 – (Нс / Нн)]* z, Следовательно, насос 1ЭЦН-6-100-900 должен иметь zн = (z – ∆z) ступеней. Вместо снятых ступеней внутри корпуса насоса устанавливаются проставки. Задание: записать методику решения задачи с пояснением формул, решить задачу Критерии оценивания: Оценка 5 – записаны основные формулы и их пояснение, задача решена верно Оценка 4 – записаны основные формулы и их пояснение, задача решена верно, но с неточностями Оценка 3 – записаны основные формулы без пояснения, задача решена не верно Оценка 2 – не записаны основные формулы и их пояснение или записаны частично, задача решена не верно Практическое занятие № 100 Тема: Подбор оборудования для эксплуатации скважины УЭЦН Цель работы: произвести расчет основных характеристик гидропоршневой насосной установки. Форма проведения: индивидуальная работа студентов Формы контроля: Проверка и оценка письменных работ преподавателем Оснащение рабочего места: методические рекомендации, учебник С.Л.Никишенко «Нефтегазопромысловое оборудование» Порядок выполнения практического занятия: изучить материал записать методику решения решить задачу Методические указания по выполнению заданию: Задача. Рассчитать основные характеристики гидропоршневой насосной установки для эксплуатации добывающей скважины со следующими параметрами: Глубина скважины  = 2500м; давление у приема насоса  =5 МПа; давление на устье скважины  = 0,5 МПа; глубина спуска насоса  = 2000м; продукция скважины – обводненная нефть плотность  =1000  ; плотность рабочей жидкости  =850 . Насос спущен на колонне труб с пакером. Рабочая жидкость подается в межтрубное пространство между обсадной колонной и колонной НКТ. Продукция и отработанная рабочая жидкость поднимаются по колонне НКТ.При расчете установки принять: гидравлические сопротивления потока рабочей жидкости в межтрубном пространстве от силового насоса до погружного агрегата  = 220м; гидравлические потери потока смешанной жидкости в НКТ от погружного агрегата до устья скважины  = 500м; гидравлические потери в скважине от забоя до приема насоса  =50м.Основные характеристики погружного агрегата следующие: диаметр силового штока  =0,015м; диаметр поршня двигателя  =0,05м; диаметр поршня погружного насоса  =0,038м; суммарные сопротивления в погружном агрегате при ходе поршня вверх  =2000Н; суммарные сопротивления в погружном агрегате при ходе поршня вниз  =350Н; длина хода поршней агрегата x=0,7м; длина хода золотника y=0,07м; коэффициент расхода рабочей жидкости, учитывающий степень наполнения гидродвигателя и утечки рабочей жидкости  ; диаметр большой головки золотника  =0,025м; число двойных ходов в минуту n=40; объемный КПД погружного насоса  =0,85.Решение. 1 Рассчитываем удельный расход рабочей жидкости, приходящийся на один двойной ход двигателя в минуту:  ;2 Рассчитываем расход рабочей жидкости,  : ;3 Вычисляем удельную подачу, приходящуюся на один двойной ход двигателя в минуту:  ;4 Вычисляем подачу погружного агрегата, : ;5 Рассчитываем плотность смеси рабочей и добываемой жидкости, : ;6 Определяем давление рабочей жидкости при ходе вниз, МПа:  ,где  – площадь поперечного сечения силового штока, м2;7 Определяем давление рабочей жидкости при ходе вверх, МПа:  ,где  –площадь поперечного сечения двигателя,  , -площадь поперечного сечения поршня погружного насоса, , - глубина погружения агрегата под динамический уровень, м;8 Определяем давление рабочей жидкости у силового насоса при ходе поршней вниз, МПа:  ;9 Определяем давление рабочей жидкости у силового насоса при ходе поршней вверх, МПа:  ;10 Вычисляем КПД силового агрегата:  ,где  =0,9- КПД силового насоса, =0,95- КПД передачи, =0,85- КПД электродвигателя;11 Вычисляем среднее значение давления рабочей жидкости, МПа:  ;12 Рассчитываем полную (потребляемую) мощность всей установки, кВт:  ;13 Рассчитываем полезную мощность погружного агрегата, кВт:  ;14 Вычисляем коэффициент полезного действия установки:  .Задание: записать методику решения задачи с пояснением формул, решить задачу Критерии оценивания: Оценка 5 – записаны основные формулы и их пояснение, задача решена верно Оценка 4 – записаны основные формулы и их пояснение, задача решена верно, но с неточностями Оценка 3 – записаны основные формулы без пояснения, задача решена не верно Оценка 2 – не записаны основные формулы и их пояснение или записаны частично, задача решена не верно |
