*Длины штанг можно применять только в виде опыта с последующи­ми расчетами.

---

Таблица 2.3

Рекомендуемые глубины спуска насосов на штангах

из сорбитизированной стали 15НМ (σпр = 110 МПа)

Диаметры насосов, мм	28	32	38	43	56	68	93
Диаметры штанг, мм	Длина одноступенчатой колонны, м
16	1790	1600	1340	1120	-	-	-
19	2050	1830	1580	1350	1020	750	470
22	-	-	-	-	-	-	600
Диаметр штанг, мм	длина ступеней в °/о двухступенчатой колонны
19	35	39	46	55	-	-	-
16	65	61	54	45	-	-	-
Глубина спуска L, м	2300	2060	1730	1450	-	-	-
Диаметр штанг, мм
22	27	30	35	41	54	74	-
19	73	70	65	59	46	26	-
Глубина спуска L, м	2550	2280	1970	1690	1280	935	-
Диаметр штанг, мм	Длина ступеней в % трехступенчатой колонны
22	25	28	33	40	-	-	-
19	29	32	39	46	-	-	-
16	46	40	28	14	-	-	-
Глубина спуска L, м	2750	2460	2070	1740	-	-	-

---

При выборе оптимального режима работы насоса исходят из условия получения минимальных напряжений в штангах, а, следовательно, и минимальной нагрузки на головку балансира с последующей проверкой прочности штанг на разрыв и выносливость.

Для получения минимума напряжений в штангах основные параметры работы насоса (при коэффициенте подачи η = 0,7 и плотности нефти ρ = 900 кг/м³) находятся между собой в следующей зависимости:

; (2.2)

, (2.3)

где q_ср - средняя масса 1 п. м двухступенчатых штанг.

Для выбора оптимального режима сначала задаются ря­дом возможных значений S для принятого типа станка-качал­ки и находят по формуле (2.2) соответствующие им значе­ния n.

Далее для принятых значений S и полученных значений n определяют площадь сечения плунжера из формулы произво­дительности насоса, см²:

, (2.4)

где Q - производительность насоса, м³/сут; S - длина хода сальникового штока, м.

Отсюда

.

Затем задаются стандартными значениями n, определяют по формуле (2.3) соответствующие им значения Fпл, а из фор­мулы (2.4) определяют S.

Для всех режимов, при которых S и n входят в приемле­мую область работы станка-качалки, определяют нагрузку на головку балансира.

Максимальная нагрузка по статической теории [27]:

, (2.5)

где L - глубина спуска насоса, м; b = (ρш - ρж) / ρш - коэффициент облегчения штанг в жидкости; ρш, ρж - плотность материала штанг и жидкости соответственно; S·n² / 1440 - фактор инерционных нагрузок; g - ускорение свободного падения. Минимальная нагрузка при начале хода штанг вниз

. (2.6)

Затем выбирают режим, при котором нагрузка на головку балансира Рmax будет наименьшая, и определяют максималь­ное и минимальное напряжения в штангах:

---

; (2.7)



где fш - площадь поперечного сечения штанг.

Для выбора материала штанг определяют σпр [24]:

, (2.8)

где - амплитудное значение напряжения в асимметричном цикле.

По табл. 2.4 выбирают соответствующий материал для штанг, так чтобы

.

Таблица 2.4

Механические характеристики материала штанг

Марка стали	Предел текучести, МПа	Твердость по Бринелю, НВ	Допуск σпр, МПа	Диаметр насосов, мм	Вид обработки штанг	Условия эксплуатации
111	320	217	70	28-95	Нормализация	Некорро-зионные
			120	28 - 43	Нормализация с поверхностным упрочнением ТВЧ	»
			100	55-95		Некорро-зионные
	390	200	90	28 - 95	Нормализация	Некорро­зионные
			60	»	»	Коррозионные с Н2S
			130 110	28 - 43 55 - 95	Нормализация с поверхност­ным упрочне­нием нагревом ТВЧ	Некорро­зионные
			100	28 - 95		Коррози­онные
	520	260	100	28 - 95	Объемная за­калка и высо­кий отпуск	Некоррозионые
			70	»		Коррози­онные
	630	255	100	28 - 95	Закалка и вы­сокий отпуск или нормали­зация и высо­кий отпуск	Некорро­зионные
			90	»		Коррозионные

---

Затем определяют коэффициент запаса прочности штанг:

, (2.9)

σт - предел текучести материала штанг.

Полученные расчетным путем параметры D и n могут оказаться нестандартными. Поэтому при заданном дебите определяют число качаний, которое надо иметь при использовании стандартного диаметра плунжера [27]:

, (2.10)

где nр - расчетное число качаний; Dр - расчетный диаметр плунжера; Dст - стандартный диаметр плунжера.

Если n получается нестандартное, следует выбрать бли­жайший стандартный или изготовить шкив для электродвига­теля необходимого диаметра:

, (2.11)

где n - число качаний в мин; dp - диаметр шкива редукто­ра; i - передаточное число редуктора; nэл - частота враще­ния вала электродвигателя, мин^-1.

Задача 8. Выбрать станок-качалку, диаметр и тип насоса, штанг и НКТ и установить режимные параметры работы на­соса для заданных условий: дебит скважины - 35 м3/сут, плот­ность нефти ρн = 850 кг/м³, глубина спуска насоса - 1400 м, коэффициент подачи насоса η = 0,7.

Решение. По диаграмме А. Н. Адонина [24, 27] на пересе­чении проекций (Q = 35 м3/сут и L = 1400 м находим СК8 - 3,5 - 4000 и диаметр плунжера насоса 32 мм. При глубине > 1200 м следует выбрать вставной насос (выбираем НВ1Б-32-30-15).

Насосы НВ1Б предназначены для откачивания из нефтя­ных скважин маловязкой жидкости с содержанием механиче­ских примесей до 1,3 г/л и свободного газа на приеме не более 10% [17]. В качестве цилиндра в нем использован цельный безвтулочный цилиндр, характеризующийся повышенной проч­ностью, износостойкостью и транспортабельностью.

Для НВ-1Б-32 требуется НКТ: 32 + 28 = 60 мм - НКТ 60 x 5,0 мм. Действительно, по табл. 2.12 [17] к этому насосу требуется замковая опора ОМ-60, устанавливаемая в НКТ - 60 мм.

По табл. 2.1 - 2.3 выбираем штанги из углеродистой стали (σпр = 70 МПа) диаметр = 22 мм (31%) и диаметр = 19 мм (69%). При общей глубине спуска 1400 м длина секции штанг диа­метром 22 мм - 434 м, диаметром 19 мм - 966 м.

Режимные параметры 7СК8-3,5 - 4000 по ГОСТ 5866 Sа = 1,7; 2,1; 3,0; 3,5 м - длина хода точки подвески штанг. Число качаний, n = 5 - 12 мин

---

Смотрите также файлы

• Домашнее задание 6 1 Имеются следующие данные.doc

• Контрольная работа за 2 семестр По дисциплине Математика Вариант 2 Фамилия Имя.doc

• Закон от 14. 11. 2002 n 161фз (ред от 30. 12. 2021) "О государственных и муниципальных унитарных предприятиях".docx

• Вырежи и наклей какую хочешь игрушку.docx

• Расчеты установившейся свободной фильтрации из необлицованных каналов Аннотация. Цель.docx