Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
3.Проектування режимних параметрів роботи
свердловини
Вихідні дані
Глибина свердловини,м Н
Діаметр експлуатаційної колони,м D
Пластовий тиск,МПа Р пл
Тиск насичення нафти газом,МПа Рн
Густина дегазованої нафти,кг/м3 ρн
Густина пластової води,кг/м3 ρв
Прогнозований дебіт рідини,т/доб Qp
Обводненість продукції nв
Динамічний рівень рідини,м hд
Занурення насоса під динамічний
рівень рідини, м h
Середній газовий фактор,м3/м3 G о
вязкість дегазованої нафти, Па*с μ нд
густина газу,кг/м3 ρг
Пластова температура,К Тпл
густина повітря при нормальних умовах, кг\м3 ρп=1,293
температура нейтрального шару, К Тнш=280
глибина нейтрального шару, м Lнш = 20
температура при стандартних умовах, К Тст = 293
температура при нормальних умовах, К То = 273
атмосферний тиск, МПа Ро = 0,1
коефіцієнт пружності ( модуль Юнга), Па Епр = 2·1011
3.1.Розрахунок технологічних параметрів роботи свердловини
Вибір обладнання та режиму роботи свердловини проводимо за допомогою діаграм А.Н.Адоніна.
Визначаєм спочатку густину рідини,кг/м3:
Коефіцієнт продуктивності свердловини:
К= т/доб·МПа
Визначаємо глибину спуску насоса:
L=H- м
При заданому проектному дебіту рідини Qр т/добу і глибині підвіски насосу L по діаграмі Адоніна вибираємо насос діаметром ... мм. Нормальна робота глибинного насоса забезпечується при коефіцієнті подачі насоса αн =0,6. Тому вибираємо верстат-качалку типу ... з максимальною довжиною ходу полірованого штока ... м.
S=... м dпл =... м αн =0,6 n =...
Динамічність роботи установки характеризується критерієм Коші:
де ψ –критерій Коші
а-швидкість розповсюдження звуку в колоні штанг а=5300м/с
Уточнене число качань визначаємо з умови забезпечення відкачування рідини
, де Qт- теоретична подача насоса, т/доб
F- площа поперечного перерізу плунжера насоса, м2
F=... м2
n ф = Приймаємо ... ходів за хвилину nф =
Діаграма Адоніна
Для заданої глибини спуску насоса приймаємо вставний (невставний)насос типу..., для якого потрібні ....мм НКТ.Приймаємо одно(двох)(трьох)ступеневу колону штанг діаметром ....мм.
dшт1 =... м L1 =L L1 = ...м
3.2.Гідравліко - технологічні розрахунки параметрів роботи свердловини
Густину рідини на прийомі насоса приймемо як середню густину рідини в свердловині, умовно прийнявши незмінною густину води по стовбуру свердловини.
кг/м3
Спочатку визначим густину нафти при пластових умовах:
, де β = 1+3,05·10-3·Go, β –об”ємний коефіцієнт нафти
Go-середній газовий фактор в м3/м3;
Знайдемо тиск на прийомі насоса по формулі І.Т.Міщенка:
Рпр= 0,5·106 + 0,3·Рн·(1-пв), де Рн-тиск насичення в Па
Знайдемо відносну густину газу: ρгв=
Розрахуємо температурний градієнт потоку Wп, попередньо визначивши середній геотермічний градієнт W і дебіт Q в м3/с
W= К/м Q= м3/с
Wп =
Температура на гирлі свердловини: Тг = Тпл - Wп·Н
Розраховуємо псевдокритичні параметри: тиск і температуру
Рср.кр=4,892-0,4048·ρгв Тср.кр = 94,717+170,8·ρгв
Приведений тиск: Рприв =
Температура на глибині спуску насоса ТLн рівна:
ТLн = Тпл - Wп ·L Приведена температура: Тприв =
Коефіцієнт розчинності газу в нафті становить:
м3/м3·Па
Газонасиченість при тиску на прийомі насоса:
Go´ = Go м3/м3 , якщо Рпр < Рн
Обємний коефіціент нафти та рідини при тиску на прийомі насоса:
β н = 1+3,05·10-3·Go´
βр = βн (1-nв) + nв
Обємна витрата рідини при тиску Rпр
Qрпр = Q· β р м3/с
Коефіціент надстисливості газу при Rпр і T Lн
Z = (0.4·logTприв+0,73)Рприв + 0,1·Рприв
Об'ємна витрата вільного газу в свердловині при Rпр і T.Lн , зведена до нормальних умов:
Vг = (Go- Go´)· м3/с
Газове число
Rг = м3/м3
Коефіціент сепарації вільного газу при режимі нульової витрати рідини:
dз – зовнішній діаметр насоса, м
Для вставних насосів діаметром 28 і 32мм dз=48,2мм , для насосів діаметром 38 і 43мм dз=59,7мм , для насосів діаметром 55мм dз=72,9мм
Для невставних насосів діаметром 28 і 32мм dз=56,0мм , для насосів діаметром 38 і 43мм dз=70,0мм , для насосів діаметром 57мм dз=84,0мм
Коефіцієнт сепарації на прийомі штангового насоса
де Wарх -відносна швидкість газових пухирців (зумовлена дією архімедової сили) Wарх = 0,02 м/с, якщо nв ≤ 0.5;
Wарх = 0,17 м/с, якщо nв > 0,5
Трубне газове число
R1г = Rг· (1- σшт )
Максимальна швидкість газорідинної суміші
Vmax =м/с
dвкл – діаметр отвору сідла клапана. (див.табл.12.9,стр.371”Довідник з нафтогазової справи”під ред Бойка В.С.)
Кінематична в”язкість рідини
Число Рейнольдса
Reкл =
В залежності від числа Рейнольдса по графіку шукаємо коефіцієнт витрати для клапана μкл (див.рис.12.3,стр.370”Довідник з нафтогазової справи”під ред Бойка В.С.)
Перепад тиску в клапані штангового насоса визначаємо по формулі:
∆Ркл =
Тиск в циліндрі насоса при всмоктуванні
Рцв = Рпр - ∆Ркл Па
Рпр –тиск на прийомі насоса
∆Ркл – втрати тиску у всмоктувальному клапані
Знаходимо трубне газове число приведене до нормальних умов:
R1г’ = R1г·
Визначаєм новий тиск насичення нафти газом з врахуванням сепарації, який відповідає трубному газовому числу
Рн’ = R1г’/αн
де αн-коефіцієнт розчинності газу в нафті в м3/м3·Па
Газонасиченість при тиску на гирлі свердловини, прийнявши тиск на гирлі
Рг =105Па
Goгир = αн · Рг
Газонасиченість при новому тиску насичення нафти газом
GoРн’ = αн · Рн’
Знаходимо тиск розвантаження за формулою Щурова (ККД газу η = 0,45)
Рроз=0,45·
Тиск на викиді штангового насоса ( у трубах, над плунжером)
Рт =ρр·g·L + Рг + ∆Р – Рроз
Гідравлічні втрати на тертя ∆Р при русі рідини в трубах визначаємо по формулі Дарсі-Вейсбаха
Коефіцієнт гідравлічних опорів є функцією числа Рейнольдса
V= м/с
dнктв – внутрішній діаметр НКТ
V-швидкість руху рідини у трубах при русі плунжера верх
Re=
При 0< Re<2320-ламінарний режим руху рідини. Коефіцієнт гідравлічного опору визначаємо по формулі Стокса
Гідравлічні втрати на тертя при русі рідини
∆Р=
Тоді тиск у трубах над плунжером буде становити
Рт =ρр·g·L + Рг + ∆Р – Рроз
Об”ємна витрата витікання рідини через зазор плунжерної пари qв
Зазор між плунжером і циліндром δ = 22,5·10-6 м
Відносний ексцентриситет се = 0,5 м
Довжина плунжера lпл =1,2 м
qв = (1+1,5·се2) ·м3/с
Коефіцієнт витікання рідини
lв=
Коефіцієнт наповнення насоса
αнап =
kшк –коефіцієнт, який характеризує частку шкідливого простору в насосі (можна приймати kшк=0,1-0,2)
Коефіцієнт усадки рідини: αус = 1/βр
3.3.Механіко –технологічні розрахунки штангової насосної установки
Для визначення коефіцієнта деформації штанг і труб, треба спочатку визначити статичні навантаження.
Статичні навантаження під час руху вверх:
Рств = Ршт1 +Ррід
де Ршт1-навантаження, зумовлені вагою штанг у рідині;
Ррід –навантаження,зумовлені вагою стовпа рідини;
Ршт1= Ршт·Карх
де Ршт-вага штанг у повітрі;
Карх-коефіцієнт плавучості штанг
ρшт = 7850 кг/м3-густина матеріалу, з якого виготовлені насосні штанги
Карх = 1-
де ρр –густина рідини
Ршт =Lшт ·q де Lшт= L1 ;q – вага 1м штанг з муфтою заданого діаметра,Н
Для dшт =0,016м q=16,38 для dшт =0,019м q=23,05
Для dшт =0,022м q=30,8 для dшт =0,025м q=40,22
Ршт1=Ршт·Карх
Розрахуємо навантаження стовпа рідини:
Рр=F·(РТ-Рцв)
Рств= Ршт1 +Ррід
Знаходимо коефіцієнти деформації штанг і труб.Спочатку розрахуємо площу поперечного перерізу штанг:
dшт1 = 0,019м fшт1 =
Пружна деформація штанг і труб зумовлена гідростатичним навантаженням і визначається згідно з законом Гука
Пружна деформація штанг:
λш = м
Пружна деформація труб:
λт =м ,де fт –площа поперечного перерізу (по металу) труб,м2
fт=
λ = λш + λт
Дійсну довжину ходу плунжера обчислимо за формулою:
Sпл =S – λ
Коефіцієнт деформації штанг і труб:
α д =
Знайдемо коефіцієнт подачі штангової насосної установки:
α п =αд ·αнап ·αус
Висновок:
4