срочно. Также в проекте рассмотрены вопросы техники безопасности и охраны труда при эксплуатации скважин, оборудованных шсну
 Скачать 0.7 Mb.
|
 Вставной насос в собранном виде спускается внутрь НКТ на штангах. Крепление (посадка и уплотнение) НСВ происходит на замковой опоре, которая предварительно спускается на НКТ. Насос извлекается из скважины при подъеме только колонны штанг. Поэтому НСВ целесообразно применять в скважинах с небольшим дебитом при больших глубинах спуска.Рисунок 9 – Схемы насоса вставного типа Насос невставного типа спускается в скважину в разобранном виде. Сначала на колонне НКТ спускается в скважину цилиндр насоса, а затем на колонне насосных штанг спускается плунжер с клапанами (всасывающим и нагнетательным). Подъём такого насоса осуществляется в обратном порядке, также в два приёма. Соединение цилиндра с НКТ может осуществляться через переводник или удлинитель, а плунжер – через автосцеп с колонной насосных штанг. На рисунке 10 показаны основные узлы насоса невставного типа.  Рисунок 10 – Схемы насоса невставного типа Штанговые скважинные насосы изготавливают различной конструкции в зависимости от условий, в которых будет работать насос. В зависимости от этого насосы изготавливаются по следующим конструктивным особенностям: по конструкции (втулочный, безвтулочный); по конструктивным особенностям, определяемым областью приме- нения (с полым штоком, со сцепляющим устройством, одноступенчатые, одноплунжерные и пр.); по стойкости к среде (стойкие к среде с содержанием мехпримесей до 1,3 г/л и более). Штанги предназначены для передачи возвратно-поступательного движения плунжеру насоса. Штанга представляет собой стержень круглого сечения с утолщенными головками на концах. Выпускают штанги из легированных сталей, диаметром (по телу) 19, 22, 25 мм и длиной 8 м для нормальных условий эксплуатации. Для регулирования длины колонны штанг с целью нормальной посадки плунжера в цилиндр насоса имеются также укороченные штанги «футовки» длиной 1; 1,2; 1,5; 2 и 3 м. Штанги соединяются муфтами. На утолщённом высаженном конце штанги имеются резьбовой ниппель под муфту, участки квадратного сечения под захват штанговыми ключами, упорные и опорные бурты в переходной зоне для посадки штанг на элеваторы при СПО. Особая штанга - устьевой шток, соединяющий колонну штанг с канатной подвеской. Поверхность его полирована (полированный шток). Он изготовляется без головок, а на концах имеет стандартную резьбу. Резьба штанг и муфт должна быть защищена предохранительными колпачками и пробками от повреждений, грязи и влаги. Устьевое оборудование предназначено для герметизации затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважины и подвешивания колонны НКТ. Устьевое оборудование типа ОУ включает: устьевой сальник, тройник, крестовину, запорные краны и обратные клапаны. 2.6 Выбор оборудования и режима работы ШСНУ Основной задачей при выборе оборудования штанговой скважинной установки и установления его работы является отбор заданного дебита жидкости с наилучшими техническими показателями. К последним относится: Наиболее полное использование установленной мощности ШСНУ. Безаварийность работы установки, обеспечивающая ограничение межремонтного периода только плановопредупредительным ремонтом. Таким образом, выбранное оборудование и установленный режим его работы должны исключить аварийные случая, в первую очередь обрыв штанг, как наиболее слабого звена установки. Обеспечение оптимальной величины коэффициента подачи ШСНУ. Минимально возможная величина подвески глубинного насоса и, следовательно, минимально установленная мощность установки. Работа ШСНУ должна быть увязана с работой пласта, т.е. с продуктивной характеристикой скважины. Основным звеном ШСНУ является станок-качалка, от типа и технологической характеристики которого будут завесить параметры режима работы. Выбор типа станка-качалки производится АаНИИ (А.Н. Адонина) в зависимости от дебита и глубины подвески. 1 Расчет следует начинать с глубины подвески насоса: Определяем глубину подвестки насоса, которая находится по формуле:  где L – глубина подвески насоса, м;  – динамический уровень, м;h – глубина погружения под динамический уровень м. Динамический уровень можно определить по формуле:  где – динамический уровень, м; – глубина скважины, м; – динамический столб жидкости (от забоя), м.Динамический столб жидкости (от забоя) определяется по формуле:    где – динамический столб жидкости (от забоя), м; – забойное давление, Па; – плотность смеси, кг/м3; – ускорение свободного падения, м/с2.Плотность смеси определяется по формуле:  где – плотность смеси, кг/м3; – плотность нефти, кг/м3; – обводненность; – плотность воды, кг/м3. Подставив численные значения в формулу определяем:   Из величин, слагающих глубину подвески насоса, трудно представить выбор глубины погружения под динамический уровень h, которая будет зависеть от конкретных местных условий данной скважины. Основным принципом (условием) выбора является обеспечение оптимального коэффициента подачи ШСНУ. Под оптимальным подачи понимается его значение, которое получается при наименьшем погружении насоса под динамический уровень. На практике встречаются три наиболее оптимальных случая, когда величина погружения может быть довольно строго обоснована: 1) Скважина сильно обводнена, так что влиянием на работу насоса можно пренебречь; 2) Нефть имеем значительный газовый фактор; 3) В скважине при добыче интенсивно отлагается парафин. В связи с этим глубину погружения насоса под динамический уровень h определяют от зависимости от давления на приеме насоса, определяется по формуле   где  – глубина погружения под динамический уровень, м; – плотность смеси, кг/м3; – ускорение свободного падения, м/с2; – давление на приеме насоса.  – давление насыщения, равная 5 МПа, следовательно: Подставив численные значения в формулу определяем:  Подставив все численные значения в формулу(1), находим:  2. По дебиту  = 8 (т/сут) и подвеске насоса L =1685 (м) выбираем станок-качалку СК6-2,1-2500 с числом качаний  (м) и  = 2,1 (м), и диаметр насоса  (мм).Выбираем двухступенчатую колонну штанг (  ) с верхней ступенью d = 22 мм, %В = 28 %, q1 = 3,14 кг/м и нижней ступенью d = 19 мм, %Н = 79 %, q2 = 2,35 кг/м, длина верхней и нижней ступени l1=472 и l2=1213.3. Определение параметров работы насоса: диаметр насоса D; числа качаний n и длины хода S производится, исходя из получения минимальных нагрузок на штанги. Задаваясь стандартными минимальными значениями длины хода S для выбранного станка-качалки находим число качаний n, по формуле  где F – площадь плунжера, м2; Q – дебит скважины, т/сут; S – длина хода полированного штока, м; n – число качаний станка-качалки, об/мин;  – принятый коэффициент подачи, (0,65 ÷ 0,8); – плотность смеси, т/м3.Подставив численные значения в формулу определяем:   Диаметр насоса для соответствующую длинам хода полированного штока определяем по формуле:  где D – диаметр насоса, м; F – площадь плунжера, м2; Подставив численные значения в формулу вычисляем:   4. Для каждого режима определяется параметр, характеризующий выносливость штанг – вероятная частота обрывов в год, определяется по формуле:  где  – частота обрывов штанг;В – коэффициент, зависящий от качества стали; n – число качаний, об/мин; D и dшт – диаметр соответственно насоса и штанг, м; К – константа, характеризующая физические свойства материала штанг, обычно К = 0,75 – 1; L – подвеска насоса. Параметры В и L постоянны для данной скважины, а параметр «к» можно принять, равным единице. Тогда формула запишется:  где – частота обрывов штанг;n – число качаний, об/мин; D и dшт – диаметр соответственно насоса и верхней ступени штанг, м. Подставив численные значения в формулу, определяем:   " 5 Определяется максимальная нагрузка на штанги для режимов, соответствующих максимальной и минимальной длине хода полированного штока:  где Pmax – максимальная нагрузка на штанги, Н; Fпл – площадь плунжера, см2;  – плотность смеси, кг/м2;L – подвеска насоса, м; qср – вес 1 метра штанг, кг/м; b – коэффициент равный, 0,87; S – длина хода, м; n – число качаний, об/мин. Подставив численные значения получаем:   6 Вычисленные параметры записываем в таблицу 5 Таблица 5 – Параметры соответствующие разным длинам хода
По минимальному числу обрывов и минимальной нагрузке выбираем второй режим. По нагрузке выбираем станок-качалку СК6-2,1-2500; 7 Диаметр насоса округляем до ближайшего стандартного и выбираем вставной насос НВ1С-29-25-25 с диаметром 29 мм. По комплектации станка-качалки выбираем двигатель АОП-74-4 с номинальной мощностью 20 кВт. Диаметр НКТ 73 мм с толщиной стенки 5 мм. 8 Для того, чтобы отбор жидкости после округления диаметра насоса не изменился, корректируется число ходов насоса в (об/мин), рассчитывается по формуле:  где n – cкорректированное число качаний, об/мин; nрасч – расчетное число качаний, об/мин; Dрасч – расчетный диаметр насоса, м; D – ближайший стандартный диаметр насоса, м; Подставив численные значения в формулу получаем:  9 Производится проверка на синхронность свободных и вынужденных колебаний штанг, т.е. на кратность их отношений. Обычно резкое увеличение усилий в штангах происходит при резонансе на 2 гармонике, та когда собственные колебания колонны штанг имеют двойную частоту по сравнению с вынужденными колебаниями. Поэтому ограничиваются проверкой только этого случая. Полученное число качаний сравнивается с предельным числом качаний в (кач/мин).  где L – глубина подвески насоса, м. Подставив численные значения получаем:  10 После того, как окончательно принимается число качании, производится проверка режима ШСНУ по параметру µ (16), характеризующего режим откачки.  где L – глубина подвески насоса, м; a – скорость распространения звука в металле штанг, а = 5100 м/с  – угловая скорость вращения кривошипов, (рад), определяется по формуле: где n – скорректированное число качаний, об/мин.  Подставив численные значения в формулу (16) получаем:  Возникающие при работе ШСНУ в штангах собственные колебания и вызываемые ими деформации могут зависеть от µ и λ/S (λ – суммарное удлинение штанг и труб от веса столба жидкости) уменьшить или увеличить пробег плунжера и тем самым уменьшить или увеличить производительность насоса. В таблице 6 приводится интервалы значений µ; при различных λ/S, при которых работа штанговой насосной установки не желательна. Таблица 6 – Нежелательные интервалы значения µ
Параметр режима откачки µ для данной скважины не находится в нежелательных интервалах. Общее удлинение штанг будет слагаться из удлинений отдельных ступеней, и рассчитываться по формуле: |
