Файл: Одним из новых и перспективных способов добычи нефти в настоящее время является эксплуатация скважин установками струйных насосов.docx

_заб определенное по формуле (4.3) окажется ниже заданного, необходимо провести анализ и пересчет струйного насоса на новые размеры проточных частей.
Вывод:

Рассчитанный струйный насос, с его конструктивными параметрами обеспечивает создание забойного давления Р_заб =4,696 МПа и обеспечивает дебит жидкости Q₂=0,14·10^-3 м³/с (Q₂=12,51 м³/сут), расход рабочей жидкости Q₁¹=0,44·10^-3 м³/с (Q₁¹Q₂=37,8 м³/сут).
Для сравнения рассмотрим возможность обеспечение данных параметров УЭЦН и УШГН.

Определим давление на приеме для УШГН, по упрощённой формуле, где Р_нас в атм:

(4.28)


где τ - допустимое содержание свободного газа на приеме насоса, для УШГН,τ=0,1

т.е. для создания забойного давление 4,69 МПа, насос необходимо спустить на глубину:
(4.29)
где L₃ - необходимая глубина спуска ШГН по вертикали, м

Рассчитанная глубина спуска L₃ ШГН и обеспечение забойного давления 4,69 МПа не возможны по техническим причинам в виду недостаточной прочности колонны штанг (L_3max= 1800м) и грузоподъёмности станка-качалки.

Давление на приеме для УЭЦН, рассчитывается по формуле (4.28) где τ - допустимое содержание свободного газа на приеме насоса, для УЭЦН, с газосепатором τ =0,5

т.е. для создания забойного давление 4,69 МПа, насос необходимо спустить на глубину:
(4.30)
где L₄ – необходимая глубина спуска ЭЦН по вертикали, м

---

По техническим условия глубина спуска УЭЦН ограничена максимальным гидростатическим давлением равным 20 МПа, т.е. глубина спуска насоса не должна превышать по вертикали 2000 м, без учета плотности раствора глушения.

Следовательно при глубине спуска установки по вертикали 1689,48 м будет обеспечено забойное давление 4,69 МПа.
4.1.2 Корректировка параметров расчета при работе гидроструйной системы
При реализации технологии добычи нефти струйными насосами от систем ГПНУ подача и давление силовых насосов технологического блока, являются исходными для расчета струйных насосов. Особенность расчета заключается в определении количества скважин, приводимых в работу от одного технологического блока т.к. суммарная подача блока имеет ограниченную и постоянную величину.
Произведем корректировку расчета т.к. Q₁¹Q_гпну и Q₁¹/Q_гпну = (0,750-0,999). Допускается диаметр насадка струйного насоса увеличить с соответствующим снижением напора рабочей жидкости, перейти на режим с меньшим коэффициентом подмешивания
(4.31)

где, - диаметр насадка, полученный в первоначальном расчете.

при этом снизится давление рабочей жидкости, коэффициент подмешивания против расчетных значений, увеличится расход рабочей жидкости до производительности насосов ГПНУ.
4.3.2 Прочностной расчет основных деталей
Исходные данные:

Внешний диаметр корпуса, м D=0,037

Внутренний диаметр корпуса, м d=0,031

Длинна насоса, м 1=0,564

Рабочее давление, Па Р=20х10⁶
4.3.2.1 Определим предельно допустимую силу на растяжение или сжатие.

Для этого определим критическую силу сжатие или растяжение по формуле:
(4.32)
где Ркр - критическая сила;

f - площадь сечения стенки корпуса;

а_т - предел текучести материала корпуса.

Корпус изготавливается из стали 20. Для стали 20 а

---

_т= 320 МПа. Площадь сечения стенки корпуса определяется по формуле:
(4.33)
где D - внешний диаметр корпуса;

d - внутренний диаметр корпуса;


4.3.2.2 Из критической силы определяем допустимую силу
(4.34)
где Р_доп - допустимое усилие;
n - коэффициент запаса, п = 2 для оборудования работающего в

условиях скважины.

4.3.2.3 Для определения усилия на потерю устойчивости найдем критическую силу на сжатие, по формуле:
(4.35)
где Q_кр - критическое усилие на сжатие;

Е - модуль упругости стали;

J - полярный момент инерции;

l- длинна насоса.

Для стали: Е = 2х10^иПа;

Полярный момент инерции для тел трубчатой формы определяется по формуле:
(4.36)




4.3.2.4. Допустимое усилие на потерю устойчивости определяется по формуле:
(4.37)
где Q_доп - допустимое усилие;

п - коэффициент запаса.

При расчетах на устойчивость коэффициент запаса принимается 4 - 6.

3.2.6. Для определения толщины стенки корпуса насоса предположим, что перепад давлений за корпусом и внутри насоса равен максимальному напору развиваемого насосом. Толщина стенки определяется по формуле:
(4.38)
где d - внутренний диаметр корпуса;

_доп - дополнительное напряжение в корпусе;

---

Р - рабочие давление.

Допустимое напряжение определяется:
(4.39)
где _Т - придел текучести стали;

n - коэффициент запаса.

Для стали 20 _т = 320 МПа.

Для аппаратов работающих под давлением n=2,5


Минимальная толщина стенки корпуса 2,64 мм.
Корпус насоса устойчив ко всем видам нагрузки возможным в скважине.

4.2. Расчет Мини-станции
Исходные данные

Глубина шурфа, м

Внутренний диаметр обсадной колонны, м

Наружный диаметр НКТ, м

Наружный диаметр эксплуатационной колонны, м

Внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м

Подача силового насоса, м³/сут

4.2.1 Определим объем шурфа
(4.40)
где F_ш – площадь поперечного сечения шурфа полезная

L_ш – Глубина фурфа
(4.41)



4.2.1 Определим время работы силового насоса при отсутствии притока жидкости в шурф
(4.42)


6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

6.1 Правовые и организационные вопросы по безопасности

К организационным мероприятиям относятся:

• 
  Оформление работы нарядом-допуском, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
  
• 
  Допуск к работе;
  
• 
  Надзор во время работы;
  
• 
  Оформление перерывов в работе, переводов на другое рабочее место, окончание работы.
  

---

Основные правила безопасного ведения технологического процесса:

• 
  Профилактический осмотр оборудования установки должен производиться по графику, утвержденному главным инженером;
  
• 
  В период выброса газа в атмосферу с предохранительных клапанов должны быть приостановлены строительно-монтажные и другие работы на площадке, заглушены двигатели. Работы возобновляются после прекращения выбросов и проверки территории с помощью газоанализаторов. Содержание газа в воздухе не должно превышать 20% от нижнего предела взрываемости;
  
• 
  Обслуживающий персонал должен постоянно контролировать уровень жидкости и давление в емкостях;
  
• 
  Необходимо постоянно контролировать дозировку химических веществ;
  
• 
  Вентиляторы и вытяжные устройства должны быть в исправности;
  
• 
  Должны быть надежными связь и аварийная сигнализация;
  

Территория и сооружения площадки должны быть освещены по нормам техники безопасности, пожарной безопасности и санитарным нормам проектирования промышленных предприятий;

• 
  Все металлические части электрооборудования заземлены;
  
• 
  Необходимо постоянно контролировать состояние оборудования;
  
• 
  Запрещается использовать в работе необмеднённый инструмент;
  
• 
  К обслуживанию допускаются лица, ознакомленные с конструкцией, принципом действия и порядком работы в целом;
  
• 
  В операторной должен быть вахтенный журнал, куда записываются все неисправности, замеченные дежурным, а также основные параметры работы;
  
• 
  Запрещается использовать в работе неисправное оборудование;
  
• 
  Запрещается вход посторонних лиц на территорию, без разрешения администрации.
  
• 
  Курение разрешается только в специально отведенных и оборудованных местах, согласованных с пожнадзором.
  

6.2 Экологическая безопасность

Воздействия на гидросферу при добыче нефти.

На различных нефтяных месторождениях качество промысловых сточных вод имеет разнообразный характер, изменяется в широких пределах. Оно зависит от геологических свойств месторождения нефти, времени его разработки, технической оснащенности и метода очистки стоков на очистных сооружениях.

---