Расчет режимов работы насосного оборудования

Лекция 15

Расчет режимов работы насосного оборудования

Фактором, ограничивающим технологические возможности агрегатов с использованием колонн гибких труб, является пропускная способность КГТ при закачивании технологической жидкости в ремонтируемую скважину. Подземный ремонт скважин без их глушения предполагает непрерывную прокачку промывочной жидкости в КГТ, кольцевом канале, образованном КГТ и НКТ, и сливной магистрали. В зависимости от массового расхода и режима течения промывочной жидкости, ее температуры, состояния стенок трубопроводов и их геометрических размеров величина гидравлических потерь давления на трение и местные сопротивления может меняться в широком диапазоне, ограниченном техническими характеристиками применяемого насосного оборудования и прочностью гибких труб.

При неизменных теплофизических параметрах промывочной жидкости и в отсутствие теплообмена с окружающей средой структура гидравлических потерь в технологической системе ремонта скважин может быть представлена следующим образом

,           (15.1)

где  - потери давления на трение при течении промывочной жидкости в КГТ;

;                    (15.2)

 - коэффициент гидравлических потерь на трение в КГТ, зависящий от режима течения промывочной жидкости;  - глубина скважины от ее устья до расположения инструмента на нижнем обрезе колонны гибких труб;  - коэффициент приведения общей длины КГТ к глубине скважины ;

;                       (15.3)

 - внутренний диаметр КГТ;  - средний радиус изгиба КГТ на барабане;  - длина КГТ, намотанной на барабане;

,                               (15.4)

 - суммарная длина КГТ;  - длина КГТ от устья скважины до барабана; , G - плотность и массовый расход промывочной жидкости внутри КГТ;  - перепад давлений на промывочной головке или гидромониторной насадки инструмента;  - потери давления на трение при течении промывочной жидкости в кольцевом канале, образованном наружной поверхностью КГТ и внутренней поверхностью НКТ или эксплуатационной колонны;

;        (15.5)

 - коэффициент гидравлических потерь на трение в кольцевом канале между КГТ и НКТ, зависящий от режима течения в нем промывочной жидкости;  - плотность промывочной жидкости внутри кольцевого канала между КГТ и НКТ;  - внутренний диаметр НКТ;  - толщина стенки КГТ;  - потери давления на трение при течении промывочной жидкости в сливной магистрали;

;                    (15.6)

 - коэффициент гидравлических потерь на трение в сливном трубопроводе;  - коэффициент приведения длины сливного трубопровода  к глубине скважины ;

;                               (15.7)

 - плотность промывочной жидкости внутри сливного трубопровода;  - внутренний диаметр сливого трубопровода.

Подставляя выражения (15.2) – (15.7) в уравнение (15.1) и нормируя его по предельному давлению в насосе  , находим

  (15.8)

Результаты расчета  по уравнению (15.8) при средних значениях теплофизических параметров промывочной жидкости () в предельном рабочем диапазоне температур технологической системы (0° - 100° С) приведены в таблице 5.

Таблица 5

Значения  в зависимости от  и G при

= 30 МПа, = 2 МПа, == 0,06 м,

= 0,003 м, = 800 м, = 1010 м, = 10 м