Файл: Характеристики уэцн schlumberger (механизированная добыча) Курс подготовил Дамир Галимов (DGalimov).pptx

Характеристики УЭЦН Schlumberger (механизированная добыча) Курс подготовил Дамир Галимов (DGalimov)

График Pressure-Depth – определение давления, требуемого для поднятия жидкости

Давление ->

<- Глубина по вертикали

Требуемое давление для подъема жидкости на поверхность определяется из следующих слагаемых:

Total Head Pressure – буферное давление;

P Gravity – давление создаваемое жидкостью в колонне скважины;

P friction – давление необходимое для преодоления сил трения в НКТ (определяется по формуле Hazen-Williams);

P outflow = Total Head Pressure + P Gravity + P friction

IPC – Intake Pressure Curve – кривая требуемого давления для подъема жидкости в зависимости от дебита

Total Head Pressure НЕ зависит от дебита;

P Gravity НЕ зависит от дебита;

P friction зависит от дебита.

P outflow = Total Head Pressure + P Gravity + P friction

Системная кривая – P sys

Давление

Дебит ->

QMAX

PR

PSYS заканчивается в QMAX,

PSYS @ QMAX = PO

PO = IPC

PSYS = PO - PWF

Системная кривая

Давление статики

Кривая притока

Системная кривая – P sys

Дебит ->

QMAX

PR

PO = IPC

PSYS = PO - PWF

Кривая притока

Системная кривая

Макс. дебит фонтанирования

Давление

Выражение системной кривой давления через полный динамический напор (TDH - Total Dynamic Head)

H буф – напор на буфере скважины;

Давление

Глубина по вертикали

Pзаб

Perfs

Динамический уровень

TDH = Hбуф + Hf + Hдин

H f – напор для преодоления сил трения;

H дин – динамический уровень.

Полный динамический напор и работа УЭЦН

---

напор

дебит

TDH

Напорная характеристика УЭЦН

Рабочая точка

Полный динамический напор и работа УЭЦН – достижение целевых параметров. Изменение количества ступеней

Напор

Q

TDH

Кривая полного дин. напора должна пересекать напорную характеристику насоса в целевой точке

Слишком много ступеней

Слишком мало ступеней

Полный динамический напор и работа УЭЦН – достижение целевых параметров Изменение частоты

Напорно-расходная характеристика УЭЦН (на примере D3500N)

Левая граница

рабочей зоны

Правая граница

рабочей зоны

Рабочая точка

Кривая требуемой

мощности

TDH

Напорная

характеристика

насоса

Кривая

эффективности

(вычисляется)

Законы подобия при изменении частоты (Affinity Laws VSD)

Q

Q

1

2

w

w1





w

2

H

H

1

2

w

w1





w

2

w

2

P

P

1

2

w

w1





w

2

w

3

SBHL

SBHL

w

1

2

w

w1





w

2

дебит жидкости

напор

ТРЕБУЕМАЯ мощность

мощность вала на разрыв

w

Двигатель – пропорциональная зависимость мощности от частоты

MOTOR: 456, 17, 4171, MAXIMUS, RA-UT, CS, S-TRM, AS, HSFT, AFL, KTB, MAXJOINT

50HZ – 212.5 HP, 1765V, 78.6A

60Hz – 255 HP, 2118V, 78.6A

- зависимость мощности двигателя;

- зависимость напряжения двигателя;

- равенство токов.

Двигатель – определение максимальной частоты по токовой загрузке

• зависимость требуемой насосом мощности

от частоты.

Лимит частоты по ограничению загрузки двигателя

---

зависимость доступной мощности

двигателя

I.

Лимиты ограничивающие максимальную частоту

• Лимит частоты по мощности вала на разрыв

• Лимит частоты по мощности корпуса на разрыв;

• Лимит частоты по несущей способности

упорного подшипника;

II.

III.

IV.

Пример

• Частота изначальная w0 = 50Hz;
• Требуемая мощность на 50Hz - PREQ0 = 110.32 кВт;
• Мощность двигателя номинальная на 50Hz- 147кВт;
• Давление развиваемое на закрытую задвижку при 50Hz –

P(Q=0)0 = 229 атм.;

• Мощность вала на разрыв при 50Hz - SBHL0 = 188кВт;
• Предельное давление разрыва корпуса - PH,MAX = 340 атм;

TDH compared to PSYS

PSYS = PO - PWF

PO = PTHP + PF + PGRAVITY

System Pressure

TDH

TDH = HTHP + HF + NVL

NVL = dPERF – PWF/GAVG

TDH =

PTHP/GAVG

+ HF

+ dPERF

- PWF/GAVG

PGRAVITY = dPERF*GAVG

PF = HF*GAVG

PSYS =

PTHP

+ PF

+ PGRAV

- PWF

HTHP = PTHP/GAVG

PSYS =

PTHP

+ HF*GAVG

+ PGRAV

- PWF

PSYS =

PTHP

+ HF*GAVG

+ dPERF*GAVG

- PWF

TDH =

HTHP

+ HF

+ dPERF

- PWF/GAVG

TDH*GAVG =

PTHP

+ HF *GAVG

+ dPERF *GAVG

- PWF

---