Режимы откачки (работы) для ШСНУ

Производительность насосной установки, определяемая по длине хода полированного штока и называемая теоретической производительностью, равна

Производительность ШСНУ.

Q_н = 1440*F_н*S_о*n, м³/сут

F_н-площадь сечения плунжера, м²

S_о-длина хода полированного штока, м

n-число качаний в минуту,

Фактическая производительность.

Q=Q_т*h_под=1440* F_н*S_о*n*h_под

h_под-коэффициент подачи насоса, учитывающий все потери производительности насоса на пути движения от приемного клапана до устья скв.

h_под= Q_д/Q_т≥ 0,6-0,65

Q_д- действительная подача, замеряемая на поверхности, после охлаждения и сепарации.

Фактическая производительность с учетом удлинения штанг и труб от статической нагрузки весом столба жидкости и коэффициента наполнения насоса.

Q=1440* F_н*n*[S_о- P_ж*L *(1/f_шт + 1/f_тр)]*h_нап

E

h_нап - коэффициент наполнения насоса,

Р_ж – усилие от веса столба жидкости, высотой от динамического уровня до устья

f_шт – площадь сечения щтанг,

L – глубина спуска насоса,

E – модуль упругости для стали,

f_тр - площадь сечения труб.

Факторы снижающие производительность: попадание в цилиндр свободного газа, наличие вредного пространства, потеря хода от растяжения и сжатия колонн штанг и НКТ, утечки жидкости через нагнетательный клапан и через контакт цилиндра и плунжера, усадка жидкости.

Режим откачки – режим работы насосного оборудования, определяемый сочетанием диаметра насоса, длины хода плунжера и числом качаний, т.е. параметрами, которые можно изменять.

В зависимости от некоторых технологических характеристик работы СШНУ различают статический и динамический режим ее работы.

Для статических режимов работы установки динамические составляющие в общей нагрузке, действующей на колонну штанг, являются небольшими и не оказывают значительного влияния на работу всей системы.

Критерием оценки режима работы установки является параметр динамического подобия, называемый параметром Коши

Где w — угловая скорость вращения кривошипа, 1/с;

Н — длина колонны штанг (глубина спуска насоса), м;

а — скорость звука в колонне штанг, м/с.

Скорость звука зависит от конструкции штанговой колонны и может быть принята:

для одноразмерной колонны а = 4600 м/с;

для двухразмерной колонны а = 4900 м/с;

а для трехразмерной — 5300 м/с.

Параметр Коши можно использовать для разделения режимов работы установки на статические и динамические.

Выражая угловую скорость вращения кривошипа w через число качаний

где п — число качаний, 1/мин, параметр Коши запишем в виде:

Если φф < φ_гр, где φ_гр — граничная величина параметра Коши, то режим работы установки статический; если же φф > φ_гр, то режим работы установки динамический (φ _ф— фактический параметр Коши для рассматриваемого режима работы установки).

Как показывают расчеты, для наиболее распространенных условий работы штанговых установок при эксплуатации скважин граничная величина параметра Коши может быть ориентировочно принята равной φ = 0,4.

В качестве основы для подбора скважинных штанговых насосных установок часто используется универсальная методика подбора скважинных насосных установок.

Классификация режимов откачки:

1. Нормальные режимы, хар-ые наибольшей длиной хода (для данного станка-качалки) и наименьшим диаметром насоса (дл хода 1,8-3 м число качаний 2-4 к/мин)

2. Режим длинноходный: наибольшая длина хода и диаметр насоса больше, а число качаний меньше, чем при нормальном режиме. (3,5 м дл хода и 6-8 к/мин)

3. режим короткоходный (длина хода 0,9-1,2 м число качаний 6-10 к/мин)

4. Быстроходные режимы: частота качаний больше, а длина хода меньше, чем при нормальном режиме (дл хода 1,2-2 м, число качаний 10,15 к/мин)

5. Тихоходный режим (дл хода 1,8-3 м, число качаний 2-4 к/мин)

Согласно Мищенко режимы работы ШСНУ можно разделить на статические и динамические. При статических режимах динамические нагрузки (инерционные, вибрационные) на насосную установку не оказывают существенного влияния. При динамических режимах оказывают – и чем интенсивнее тем выше износ оборудования и риск аварии, поэтому данный режим нежелателен. Критерием для разделения статических и динамических режимов является фактор динамичности: отношение инерционного ускорения (определяется из расчетов) к g. Если меньше 0,5, то статический, если больше то динамический, равен 1 – критический. Число качаний соответствующих критическому режиму определяется через формулу (S – длинна хода полированного штока, r – радиус кривошипа, l – длинна шатуна)

Динамические режимы соответствуют быстроходным режимам.

Дата добавления: 2015-07-13