Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 173
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
0,6 м от ее конца, снабженного муфтой, должна быть четкая маркировка (ударный способ, накатка): условный диаметр трубы, мм; номер трубы; группа прочности; толщина стенки трубы, мм (без запятой); товарный знак завода; месяц изготовления; год изготовления. На муфте клеймением наносится товарный знак завода и группа прочности.
НКТ могут быть изготовлены из алюминиевого сплава марки «Д 16». Такие трубы можно спускать глубже стальных, они более коррозионностойкие в сероводородосодержащих средах.
Эффективно применение фиберглассовых труб, а также безрезьбовых НКТ длиной по 6000 м на барабанах (колтюбинговая установка).
Для защиты НКТ от парафина и коррозии и снижения гидросопротивления на 20
30 % применяются защитные покрытия (стекло, стеклоэмали, лакокрасочные материалы и др.).
Расчет НКТ на прочность определяют по параметрам:
2 Расчётная часть
2.1 Определение длины хода и диаметра плунжера обеспечивающих максимальную производительность насоса
Штанговый глубинный насос в подавляющем большинстве случаев представляет собой насос одинарного действия с проходным плунжером. Такие насосы в различных модификациях позволяют отбирать пластовую жидкость с дебитом до 400 т/сут при глубинах до 3500 м.
Независимо от конструкции, все глубинные насосы подразделяются, на две группы: вставные и трубные. У трубных насосов цилиндр встроен в компоновку НКТ и может быть извлечён из скважины только после подъёма всех НКТ. Плунжер насоса и узел всасывающего клапана опускают и извлекают из скважины с помощью колонны штанг.
У вставных насосов весь агрегат в собранном виде спускают и поднимают на колонне штанг, а его крепление к низу НКТ осуществляется с помощью специальной замковой опоры.
Оба типа насосов имеют плунжер, соединённый с колонной штанг и снабжённый нагнетательным клапаном. Плунжер перемещается в цилиндре, имеющем в нижней части впускной клапан. Вставной насос имеет замковую опору, при помощи которой он фиксируется в рабочем положении. Исходные данные представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Исходные данные расчета длины хода и диаметра плунжера
Продолжение таблицы 2.1
Решение:
где
– потери хода от удлинения насосных штанг и труб:
где
– площадь поперечного сечения плунжера, см²;
– площадь поперечного сечения штанг, см²;
– площадь поперечного сечения тела НКТ, см²;
Отсюда:
Тогда:
Отсюда:
Диаметр плунжера, обеспечивающего максимальную производительность, примет вид:
Отсюда:
Таким образом, была определена длина хода плунжера и максимальную производительность насоса [6].
2.2 Расчет колонн насосных штанг
Штанговая насосная установка состоит из привода, насосных штанг, глубинного насоса, вспомогательного подземного оборудования, насосно-компрессорных труб (НКТ). Привод служит для преобразования энергии двигателя в возвратно -поступательное движение колонны насосных штанг. Насосные штанги служат для передачи механической энергии от двигателя к глубинному насосу. Глубинный насос преобразует механическую энергию движущихся штанг в энергию откачиваемой жидкости, поступающей из продуктивного пласта через вспомогательное оборудование.
Подбор ступенчатой колонны штанг ведётся путём определения точки, в которой напряжение равно максимально допустимому. Исходные данные для расчетов (таблица 2.2).
Таблица 2.2 – Исходные данные к расчету насосных штанг
Продолжение таблицы 2.2
Решение:
Рассчитаем коэффициент потери веса штанг в жидкости:
Найдём площади поперечного сечения штанг:
Длина нижней ступени:
Длина верхней ступени:
Максимальное напряжение в точке подвески штанг:
Тогда:
Таким образом, было определено максимальное напряжение в точке подвески штанг, и по максимальному напряжению выбрали группу прочности стали [6].
2.3 Расчет уравновешивания станок-качалок
Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Тогда уравновешивание называют соответственно балансирным, кривошипным (роторным) или комбинированным. Исходные данные для расчетов представлены в таблице 2.3.
НКТ могут быть изготовлены из алюминиевого сплава марки «Д 16». Такие трубы можно спускать глубже стальных, они более коррозионностойкие в сероводородосодержащих средах.
Эффективно применение фиберглассовых труб, а также безрезьбовых НКТ длиной по 6000 м на барабанах (колтюбинговая установка).
Для защиты НКТ от парафина и коррозии и снижения гидросопротивления на 20
30 % применяются защитные покрытия (стекло, стеклоэмали, лакокрасочные материалы и др.). Расчет НКТ на прочность определяют по параметрам:
-
нагрузке, вызывающей страгивание резьбового соединения; -
эквивалентному напряжению, возникающему в опасном сечении трубы с учетом давления среды и осевой нагрузки; -
циклической переменной нагрузке; -
усилиям, вызывающим продольный изгиб трубы.
2 Расчётная часть
2.1 Определение длины хода и диаметра плунжера обеспечивающих максимальную производительность насоса
Штанговый глубинный насос в подавляющем большинстве случаев представляет собой насос одинарного действия с проходным плунжером. Такие насосы в различных модификациях позволяют отбирать пластовую жидкость с дебитом до 400 т/сут при глубинах до 3500 м.
Независимо от конструкции, все глубинные насосы подразделяются, на две группы: вставные и трубные. У трубных насосов цилиндр встроен в компоновку НКТ и может быть извлечён из скважины только после подъёма всех НКТ. Плунжер насоса и узел всасывающего клапана опускают и извлекают из скважины с помощью колонны штанг.
У вставных насосов весь агрегат в собранном виде спускают и поднимают на колонне штанг, а его крепление к низу НКТ осуществляется с помощью специальной замковой опоры.
Оба типа насосов имеют плунжер, соединённый с колонной штанг и снабжённый нагнетательным клапаном. Плунжер перемещается в цилиндре, имеющем в нижней части впускной клапан. Вставной насос имеет замковую опору, при помощи которой он фиксируется в рабочем положении. Исходные данные представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Исходные данные расчета длины хода и диаметра плунжера
| Обозначение | Наименование |
 | плотность жидкости; |
 | внутренний диаметр НКТ; |
 | наружный диаметр НКТ; |
 | диаметр плунжера насоса; |
 | диаметр насосных штанг; |
Продолжение таблицы 2.1
 = 1100 м | динамический уровень в скважине; |
| L = 1200 м | глубина спуска насоса; |
| N = 5 | число качаний в минуту; |
| S = 2,10 м | длина хода сальникового штока. |
Решение:
-
Длина хода плунжера (по статической теории) для глубины спуска насоса L <1500 м:
где
– потери хода от удлинения насосных штанг и труб: где
– площадь поперечного сечения плунжера, см²; – площадь поперечного сечения штанг, см²; – площадь поперечного сечения тела НКТ, см²; -
Найдём площадь поперечного сечения плунжера и тела НКТ:
Отсюда:
Тогда:
-
Для случая, когда НКТ не заякорены, максимальная площадь плунжера определяется по формуле:
Отсюда:
Диаметр плунжера, обеспечивающего максимальную производительность, примет вид:
Отсюда:
Таким образом, была определена длина хода плунжера и максимальную производительность насоса [6].
2.2 Расчет колонн насосных штанг
Штанговая насосная установка состоит из привода, насосных штанг, глубинного насоса, вспомогательного подземного оборудования, насосно-компрессорных труб (НКТ). Привод служит для преобразования энергии двигателя в возвратно -поступательное движение колонны насосных штанг. Насосные штанги служат для передачи механической энергии от двигателя к глубинному насосу. Глубинный насос преобразует механическую энергию движущихся штанг в энергию откачиваемой жидкости, поступающей из продуктивного пласта через вспомогательное оборудование.
Подбор ступенчатой колонны штанг ведётся путём определения точки, в которой напряжение равно максимально допустимому. Исходные данные для расчетов (таблица 2.2).
Таблица 2.2 – Исходные данные к расчету насосных штанг
| Обозначение | Наименование |
| b = 0,9 | Коэффициент потери веса штанг в жидкости |
 1500 кгс/ | Допустимое напряжение на растяжение |
 591,12 кгс | Вес столба жидкости над плунжером |
 800 кгс/ | Плотность жидкости в скважине |
 | Диаметр плунжера |
| l =1200 м | Глубина установки насоса |
 3 м | Длина хода сальниковой штанги |
| m = 0,05 | Фактор динамичности |
| n = 5 | Число качаний стана |
 | Площадь поперечного сечения плунжера |
 | Диаметр штанг (верхняя ступень) |
 | Диаметр штанг (нижняя ступень) |
 | Площадь поперечного сечения штанг (верхняя ступень) |
Продолжение таблицы 2.2
 | Площадь поперечного сечения штанг (нижняя ступень) |
 | Вес погонного метра штанг (верхняя ступень) |
 | Вес погонного метра штанг (нижняя ступень) |
Решение:
Рассчитаем коэффициент потери веса штанг в жидкости:
Найдём площади поперечного сечения штанг:
Длина нижней ступени:
Длина верхней ступени:
Максимальное напряжение в точке подвески штанг:
Тогда:
Таким образом, было определено максимальное напряжение в точке подвески штанг, и по максимальному напряжению выбрали группу прочности стали [6].
2.3 Расчет уравновешивания станок-качалок
Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Тогда уравновешивание называют соответственно балансирным, кривошипным (роторным) или комбинированным. Исходные данные для расчетов представлены в таблице 2.3.