Практическое занятие №7

Исходные данные

№ вар.	DНКТ, мм	δ, мм	ρж, кг/м^3
		7,0
		6,5
		8,0
		6,5
		7,0
		6,5
		8,0
		6,5
		7,0
		6,5
		8,0
		6,5
		7,0
		6,5
		8,0
		6,5
		7,0
		6,5
		8,0
		6,5
		7,0
		6,5
		8,0
		6,5
		7,0
		6,5
		8,0
		6,5
		6,5
		8,0

«Выбор кабеля, трансформатора и определение

эксплуатационных параметров УЭЦН»

1. Теоретическая часть

Выбор кабеля

Сечение жилы кабеля выбирают по номинальному току электродвигателя, исходя из плотности i рабочего тока в этом кабеле:

, (1)

где: I - номинальный ток электродвигателя, А;

i - допустимая плотность тока, А/мм².

При выборе кабеля следует учитывать температуру и давление окружающей среды, допустимое напряжение (табл.7.1).

Если в добываемой жидкости имеется растворенный газ, предпочтение следует отдать кабелю с полиэтиленовой и эластопластовой изоляцией, так как она не поглощает растворенный в нефти газ и не повреждается им при подъеме на поверхность. При наличии в скважине коррозионно-активных агентов предпочтение отдают кабелю с фторопластовой изоляцией.

Потери мощности в кабеле, кВт, определяются по формуле:

(2)

где: I - рабочий ток в электродвигателе, A;

L_к - длина кабеля, м;

R - сопротивление кабеля, Ом/м,

, (3)

где: ρ = 0,0175 Ом·мм²/м - удельное сопротивление меди при t = 20°C;

α = 0,004 - температурный коэффициент для меди;

t_з - температура на заборе у приема насоса;

S - площадь поперечного сечения жилы кабеля.

Общая длина кабеля должна быть равна глубине спуска насоса плюс расстояние от скважины до станции управления и небольшой запас на ремонт кабеля:

(4)

Выбор трансформатора

Выбирать трансформатор (автотрансформатор) следует на соответствие двух параметров: мощности и напряжения. Мощность трансформатора должна быть:

, (5)

где: Р_эд, ηэд - полезная мощность и КПД электродвигателя соответственно (табл.7.2.);

ΔР_к - потери мощности в кабеле.

Для определения величины напряжения во вторичной обмотке трансформатора найдем величину падения напряжения в кабеле, В:

, (6)

где: R_к = R·10³ - активное удельное сопротивление 1 км кабеля, Ом/км;

Х_о - индуктивное удельное сопротивление кабеля (Х_о = 0,1 Ом/км);

cosφ - коэффициент мощности электродвигателя;

sinφ - коэффициент реактивной мощности;

L_к - длина кабеля, км.

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора должно быть равно сумме рабочего напряжения электродвигателя и величине потерь напряжения в кабеле:

(7)

Определение габаритного диаметра УЭЦН и скорости движения охлаждающей жидкости

Габаритный диаметр насосного агрегата определяют в двух сечениях с учетом того, что электродвигатель, насос и первые от насоса трубы представляют жесткую систему, и их размещение в скважине должно рассматриваться совместно.

В первом сечении учитываются диаметры электродвигателя насоса и плоский кабель:

, (8)

где: D_эд, D_н - наружные диаметры электродвигателя и насоса соответственно;

h_к - толщина плоского кабеля;

S_x - толщина хомута, крепящего кабель к насосу.

Во втором сечении учитывается размер муфты НКТ и круглый кабель:

, (9)

Должно быть, чтобы величина D_max > A_max, в противном случае первые над насосом 100 - 150 м НКТ устанавливают на типоразмер меньше или устанавливают на этой длине плоский кабель.

Величина диаметрального зазора между эксплуатационной колонной и D_max должна быть не менее 5 - 10 мм для эксплуатационных колонн диаметром до 219 мм в неосложненных условиях для вертикальной скважины.

Скорость движения охлаждающей жидкости в расположении электродвигателя определим по формуле

, (10)

где: D_вн - внутренний диаметр эксплуатационной колонны;

Q - дебит скважины, м³/сут.

Определение удельного расхода электроэнергии установкой ЭЦН

Важным энергетическим показателем работы УЭЦН является расход электроэнергии на 1 т добываемой жидкости, кВт·час/т, определяемый по формуле:

, (11)

где: Н - высота подъема жидкости из скважины, м;

η_об - общий кпд установки.

По техническим данным оборудования определяется

η_тр - КПД труб;

η_н - КПД насоса;

η_дв - КПД электродвигателя;

η_авт - КПД автотрансформатора или трансформатора;

КПД кабеля η_к можно определить исходя из потерь мощности в кабеле:

, (12)

где: Р_эд - номинальная мощность электродвигателя;

ΔР_к -потери мощности в кабеле.

2. Практическая часть

По параметрам эксплуатационной скважины и оборудованию выбрать кабель, трансформатор, определить габариты УЭЦН, скорость охлаждающей жидкости и удельный расход электроэнергии.

Дано: наружный диаметр эксплуатационной колонны - мм;

НКТ;

дебит скважины Q м³/сут;

динамический уровень h_д = 1100 м;

тип насоса ЭЦН5-130-1200.

тип электродвигателя согласно варианту;

глубина спуска насоса - 1400 м;

температура на приеме насоса - 50°С;

расстояние до станции управления - 100 м.

Дата добавления: 2014-12-16