Лабораторная работа 1,2,3. Решение. Определим параметр Коши по формуле 12) Давление столба жидкости над плунжером
![]()
|
Лабораторная работа 1 Определить длину хода плунжера по статической теории. Исходные данные: диаметр плунжера Dпл = 43 мм, диаметр насосных штанг d = 22 мм, диаметр НКТ dт = 73 х 5,5 мм, глубина спуска насоса L = 1500 м, длина хода сальникого штока S = 2,1 м, динамический уровень hд = 1450 м, число качаний в минуту n = 9, плотность жидкости ρж =900 кг/м3, сила сопротивления движению плунжера Рс = 9 кН, буферное давление в выкидной линии - 1,0 МПа, кинематическая вязкость нефти ν = 0,1 см2/с при 80°С. Решение. Определим параметр Коши по формуле (2.12): ![]() Давление столба жидкости над плунжером ![]() Потери давления за счет сопротивления потоку жидкости в трубах определим по соотношению ![]() где средняя скорость в подъемных трубах ![]() Число Рейнольдса ![]() Коэффициент гидравлического сопротивления ![]() ![]() Давление под плунжером (сопротивлением клапанов пренебрегаем) ![]() Тогда вес столба жидкости над плунжером (формула (2.27)) ![]() Удлинение штанг (формула (2.26)) ![]() где площадь поперечного сечения штанг ![]() Удлинение труб при ходе штанг вниз (формула (2.28)) ![]() ![]() Деформация штанг за счет силы сопротивления при ходе штанг вниз (формула (2.25)) ![]() Потери хода за счет изгиба штанг определим по формуле (2.32), так как Рс < 10 кН. Предварительно определим: ![]() ![]() Осевой момент инерции для штанг ![]() ![]() Длина хода плунжера при действии статических сил Pпл ![]() Задача 11. Определить длину хода плунжера по статической и динамической теориям. Исходные данные: диаметр плунжера Dпл = 43 мм, диаметр насосных штанг dш = 22 мм, диаметр НКТ - dт = 73 x 5,5 мм, глубина спуска насоса L = 1500 м, длина хода сальникого штока S = 2,1 м, динамический уровень hд = 1450 м, число качаний в минуту n = 15, плотность жидкости ρж = 900 кг/м3, сила сопротивления движению плунжера Рс = 4 кН, буферное давление в выкидной линии - 1,0 МПа, кинематическая вязкость нефти ν = 0,1 см2/с при 80°С. Решение. Определим параметр Коши по формуле (2.12): ![]() ![]() Следовательно, режим откачки находится в области динамических режимов. Определим среднюю скорость в подъемных трубах: ![]() Число Рейнольдса ![]() Коэффициент гидравлического сопротивления ![]() Потери давления за счет сопротивления потоку жидкости в трубах определим по соотношению ![]() ![]() Вес столба жидкости над плунжером (формула (2.27)) ![]() Удлинение штанг (формула (2.26)) ![]() Удлинение труб при ходе штанг вниз (формула (2.28)) ![]() ![]() Сжатие штанг за счет силы сопротивления при ходе штанг вниз (формула (2.29)) ![]() Потери хода за счет изгиба штанг определим по формуле (2.32), так как Рс < 10 кН. Предварительно определим: ![]() ![]() Длина хода плунжера при действии статических сил ![]() Так как колонна штанг одноступенчатая, а жидкость вязкая, то за расчетную формулу выбираем (2.35). Определим параметр β1, выбирая b = 0,6: ![]() ![]() Параметр μ в градусах ![]() Длина хода плунжера по формуле (2.35) ![]() Лабораторная работа 2Задача 13 Выбрать и рассчитать на прочность одноступенчатую колонну штанг для СК согласно варианту в журнале. Дано:
Решение Выберем предварительно штанги диаметром мм и определим параметр Коши: ![]() где: а - скорость звука в штангах = 5100 м/с; ω - угловая скорость в 1/с, ω = π·n / 30; Режим статический (динамический). Определим перепад давления над плунжером из формулы: ![]() Полагаем, что гидравлическое сопротивление движению жидкости в трубах мало (Рг = 0). Найдем статическое давление над плунжером: ![]() Давление под плунжером ![]() Перепад давления над плунжером ![]() Кинематический показатель совершенства ![]() ![]() Амплитуда напряжения цикла по формуле(2.35) ![]() Среднее напряжение в штангах по формуле (2.17) ![]() по формуле (2.18) ![]() Максимальное напряжение ![]() Приведенное напряжение ![]() Допустимы штанги из ст.40 ![]() Нормализация с поверхностным упрочнением ТВЧ ![]() Задача 16 Лабораторная работа 3Дано: глубина подвески насоса L = 1870 м, динамический уровень hд = 1800м, Dпл = 32 мм, dтр = 60мм, диаметры штанг: dш1 = 22 мм, L1 = 560 м (30%); dш2 = 19 мм, L2 = 1310 м (70%); плотность жидкости ρж = 880 кг/м3, станок-качалка СК-12-2,5-4000. Решение. По формуле (2.12) определим параметр Коши, а = 4900 м/с; α = 1,26 с-1; ![]() Режим динамический, следовательно, формулы динамической теории дадут наиболее правильную нагрузку. 1. Статическая теория, формулы (2.13), (2.17). По формуле (2.14) определим Рж, учитывая, что Рб = 0: ![]() ![]() Для СК-12 SА = 2,5 м, nmax = 12 мин-1. Тогда ![]() Вес штанг в воздухе ![]() ![]() ![]() 2. Формулы А. С. Вирновского (2.18) - (2.20). ![]() ![]() ![]() ![]() Тогда ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для С К-12-2,5- 4000 при SА = 2,5 м [15] ![]() Исходя из вычисленных коэффициентов по формуле (2.18) ![]() По формуле (2.19) ![]() 3. Упрощенные формулы А. С. Вирновского (2.21) ![]() ![]() 4. Формула И. А. Чарного ![]() ![]() ![]() 5. Формула А. Н. Адонина ![]() ![]() Таким образом, принимая за основу нагрузку, рассчитанную по формулам А. С. Вирновского, можно сказать, что наиболее близкие значения по Рmax дают формулы А. Н. Адонина (+809) и упрощенная формула А. С. Вирновского ( - 3428); по Рmin наиболее близкие значения дают упрощенная формула А. С. Вирновского (+2400 Н) и формула И. М. Муравьева (+3670 Н). |