Файл: Расчет и подбор оборудованияустановки электроприводного винтового насоса для добычи нефти.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 315
Скачиваний: 10
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
На рис. 4.69 показана зависимость объемных потерь винтового насоса от величины первоначального натяга при перекачке воды.
В связи со всем вышеизложенным можно сделать вывод о том, что величина первоначального натяга оказывает большое влияние на технико-экономические показатели одновинтовых насосов. С повышением величины δ0 уменьшается зазор в проточной части контактной линии, вследствие чего уменьшаются объемные потери; увеличиваются нормальная сила и удельное давление, что вызывает увеличение механических потерь.
При натяге δ0>δ0 опт наблюдается резкое понижение общего КПД насоса.
3.3. Рабочие характеристики винтовых насосов
В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются электропогружные винтовые насосы для добычи нефти следующего параметрического ряда:
- УЭВН5-12-1200; УЭВН5-12-1500; УЭВН5-16-1200; УЭВН5-16- 1500; УЭВН5-25-1000;
- УЭВН5-25-1500; УЭВН5-63-1200; УЭВН5-63-1500; УЭВН5- 100-1000; УЭВН5-100-1200; УЭВН5-200-900.
Винтовые насосы характеризуются основными гидравлическими параметрами: подача, напор (давление), мощность, КПД Ниже (рис. 4.70 и 4.71) приведены рабочие характеристики некоторых винтовых насосных установок.
В приведенной ниже табл. 3.3 представлены технические характеристики установок электроприводных винтовых насосов.
Таблица 3.3
Технические характеристики УЭВН
3.4. Погружные электродвигатели для винтовых насосов
Для привода погружных винтовых насосов изготавливают маслонаполненные трехфазные асинхронные четырехполюсные погружные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутымротором, по конструкции аналогичные погружным двигателям для привода ЭЦН. Двигатели (табл. 3.4) предназначены для продолжительного режима работы от сети переменного тока частотой 50 Гц.
Условное обозначение электродвигателей: П - погружной; ЭД - электродвигатель; цифры после букв - условная мощность (кВт); цифры после тире - диаметр корпуса (мм); 4 - четырехполюсный; В - климатическое исполнение; последняя цифра - категория размещения.
Таблица 3.4
Технические характеристики двигателей для УЭВН
Герметизация электродвигателя осуществляется с помощью широко распространенной гидрозащиты 1Г51.
В последнее время некоторые российские фирмы ведут работы по разработке тихоходных (150-500 об/мин) винтовых насосных агрегатов с использованием редукторных погружных электродвигателей и вентильных электродвигателей (группа заводов «Борец» и ИТЦ-РИТЭК).
Для уменьшения длины тихоходного винтового насоса применяется многозаходная кинематическая схема с соотношением 2:3 или 3:4.
4. Расчетная часть.
Исходные данные:
;
;
4.1. Подбор установки ЭВН:
где – плотность сепарированной нефти, ;
– плотность пластовой воды, ;
– плотность газа в стандартных условиях, ;
– текущая объемная доля свободного газа, ;
– обводненность пластовой жидкости.
где
В связи со всем вышеизложенным можно сделать вывод о том, что величина первоначального натяга оказывает большое влияние на технико-экономические показатели одновинтовых насосов. С повышением величины δ0 уменьшается зазор в проточной части контактной линии, вследствие чего уменьшаются объемные потери; увеличиваются нормальная сила и удельное давление, что вызывает увеличение механических потерь.
При натяге δ0>δ0 опт наблюдается резкое понижение общего КПД насоса.
3.3. Рабочие характеристики винтовых насосов
В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются электропогружные винтовые насосы для добычи нефти следующего параметрического ряда:
- УЭВН5-12-1200; УЭВН5-12-1500; УЭВН5-16-1200; УЭВН5-16- 1500; УЭВН5-25-1000;
- УЭВН5-25-1500; УЭВН5-63-1200; УЭВН5-63-1500; УЭВН5- 100-1000; УЭВН5-100-1200; УЭВН5-200-900.
Винтовые насосы характеризуются основными гидравлическими параметрами: подача, напор (давление), мощность, КПД Ниже (рис. 4.70 и 4.71) приведены рабочие характеристики некоторых винтовых насосных установок.
В приведенной ниже табл. 3.3 представлены технические характеристики установок электроприводных винтовых насосов.
Таблица 3.3
Технические характеристики УЭВН
Показатель | УЭВН5- 16-1200 | УЭВН5- 25-1000 | УЭВН5- 63-1200 | УЭВН5- 100-1000 | УЭВН5- 100-1200 | УЭВН5- 200-900 |
Подача, м3/сутки | 16 | 25 | 63 | 100 | 100 | 200 |
Давление, МПа | 12 | 10 | 12 | 10 | 12 | 9 |
Напор, м | 1200 | 1000 | 1200 | 1000 | 1200 | 900 |
Рекомендуемая рабочая часть: Подача, м3/сутки | 16-22 | 25-36 | 63-80 | 100-150 | 100-150 | 200-250 |
Давление, МПа | 12-6 | 10-4 | 12-6 | 10-2 | 12-6 | 9-2,5 |
Мощность электродвигателя, кВт | 5,5 | 5,5 | 22 | 22 | 32 | 32 |
КПД погружного агрегата, % | 38,6 | 40,6 | 41,4 | 45,9 | 46,3 | 49,8 |
Габаритные размеры погружного агрегата (насос, электродвигатель с гидрозащитой), Диаметр, мм Длина, мм | 117 8359 | 117 8359 | 117 11104 | 117 11104 | 117 13474 | 117 13677 |
Масса погружного агрегата, кг | 341 | 342 | 546 | 556 | 697 | 713 |
3.4. Погружные электродвигатели для винтовых насосов
Для привода погружных винтовых насосов изготавливают маслонаполненные трехфазные асинхронные четырехполюсные погружные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутымротором, по конструкции аналогичные погружным двигателям для привода ЭЦН. Двигатели (табл. 3.4) предназначены для продолжительного режима работы от сети переменного тока частотой 50 Гц.
Условное обозначение электродвигателей: П - погружной; ЭД - электродвигатель; цифры после букв - условная мощность (кВт); цифры после тире - диаметр корпуса (мм); 4 - четырехполюсный; В - климатическое исполнение; последняя цифра - категория размещения.
Таблица 3.4
Технические характеристики двигателей для УЭВН
Наименованиепараметра | ПЭД5.5- II7/4B5 | ПЭД8- II7/4B5 | ПЭД11- II7/4B5 | ПЭД22- 117/4В5 | ПЭД32- II7/4B5 |
Номинальная мощность, кВт | 5,5 | 8 | 11 | 22 | 32 |
Напряжение линейное, В | 350 | 450 | 650 | 700 | 1000 |
Номинальный ток, А | 15,5 | 18 | 17 | 31,5 | 32 |
Частота тока, Гц | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
Частота вращения вала, об/мин | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 |
Скольжение, % | 8 | 7 | 7 | 7,5 | 7,5 |
Коэффициент мощности, доли ед. | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 |
КПД, % | 78 | 77 | 77 | 76,5 | 76,5 |
Температура окружающей среды, °С (не более) | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 |
Тип гидрозащиты | 1Г51 | 1Г51 | 1Г51 | 1Г51 | 1Г51 |
Диаметр электродвигателя, мм | 117 | 117 | 117 | 117 | 117 |
Длина электродвигателя, мм | 2558 | 2848 | 3548 | 5008 | 6758 |
Масса электродвигателя, кг | 159 | 185 | 237 | 320 | 450 |
Герметизация электродвигателя осуществляется с помощью широко распространенной гидрозащиты 1Г51.
В последнее время некоторые российские фирмы ведут работы по разработке тихоходных (150-500 об/мин) винтовых насосных агрегатов с использованием редукторных погружных электродвигателей и вентильных электродвигателей (группа заводов «Борец» и ИТЦ-РИТЭК).
Для уменьшения длины тихоходного винтового насоса применяется многозаходная кинематическая схема с соотношением 2:3 или 3:4.
4. Расчетная часть.
Исходные данные:
-
Плотности, :
-
воды: -
сепарированной нефти: -
газа в нормальных условиях:
-
Вязкости при пластовой температуре, :
-
воды: -
нефти: 109
-
Планируемый дебит скважины, : -
Обводненность продукции пласта, доли единицы: -
Газовый фактор, : -
Объемный коэффициент нефти, ед:
-
Глубина расположения пласта (отверстий перфорации), м:
-
Пластовое давление и давление насыщения, :
-
Пластовая температура и температурный градиент, :
-
Коэффициент продуктивности, :
-
Буферное давление, :
-
Геометрические размеры обсадной колонны (наружный диаметр и толщина стенки), колонны НКТ (наружный диаметр и толщина стенки), насоса и погружного двигателя (наружный диаметр), :
;
;
4.1. Подбор установки ЭВН:
-
Определяем плотность смеси на участке «забой скважины – прием насоса» с учетом упрощений:
где – плотность сепарированной нефти, ;
– плотность пластовой воды, ;
– плотность газа в стандартных условиях, ;
– текущая объемная доля свободного газа, ;
– обводненность пластовой жидкости.
-
Определяем забойное давление, при котором обеспечивается заданный дебит скважины:
где