Влияние вязкости откачиваемой жидкости и газа на рабочую характеристику насоса. Способы защиты погружного насоса от попадания в него свободного газа

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОСТИ ОТКАЧИВАЕМОЙ ЖИДКОСТИ НА РАБОЧУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ НАСОСА. 2

2. ВЛИЯНИЕ ГАЗА НА РАБОЧУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ НАСОСА. 3

3. КОЭФФИЦИЕНТ СЕПАРАЦИИ ГАЗА ОТ ЖИДКОСТИ ПРИ ВХОДЕ ЕЕ В НАСОС. 5

4. СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО НАСОСА ОТ ПОПАДАНИЯ  В НЕГО СВОБОДНОГО  ГАЗА. 6

4.1. Увеличение глубины спуска насоса в скважину. 6

4.2. Применение газосепаратора. 7

4.3. Применение диспергаторов. 8

4.4.  Компоновка насоса из ступеней разной подачи.. 8

5. ВЛИЯНИЕ СВОБОДНОГО ГАЗА НА ПОДАЧУ СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА. 8

6. ПОДАЧА И КОЭФФИЦИЕНТ ПОДАЧИ УШГН. 13

6.1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КОЭФФИЦИЕНТ ПОДАЧИ УШГН.. 13

6.1.1.   КОЭФФИЦИЕНТ  НАПОЛНЕНИЯ  НАСОСА.. 13

6.1.2.   КОЭФФИЦИЕНТ  ДЛИНЫ  ХОДА   ПЛУНЖЕРА   НАСОСА.. 15

6.1.3.  КОЭФФИЦИЕНТ УТЕЧЕК  И  КОЭФФИЦИЕНТ УМЕНЬШЕНИЯ ОБЪЕМА НЕФТИ.. 16

7. СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ  КОЭФФИЦИЕНТА ПОДАЧИ УШГН. 17

7.1.Увеличение    коэффициента утечек η_ут возможно за счет:. 17

7.2. Увеличение коэффициента наполнения насоса η_нап достигают:. 17

7.3. Увеличение коэффициента длины хода η_ход возможно за счет:. 17

8. ТЕХНОЛОГИЯ «ТАНДЕМ» Энергосберегающая технология для добычи нефти в осложненных условиях. 18

8.1. «ТАНДЕМ» ПОЗВОЛЯЕТ:. 18

8.2. ПРИНЦИП РАБОТЫ:. 18

Список использованной литературы.. 21

1. ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОСТИ ОТКАЧИВАЕМОЙ ЖИДКОСТИ НА РАБОЧУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ НАСОСА

Увеличение вязкости жидкости приводит к снижению напора, подачи и кпд насоса. При этом потребляемая мощность при оди­наковой плотности жидкости — возрастает (рис. 1.).

Установлено, что степень изменения параметров насоса в соответственных[1] режимах по мере увеличения вяз­кости откачиваемой

сре­ды определяется числом Рейнольдса потока в проточных каналах цен­тробежного насосом и мо­жет быть выражена гра­фически в виде кривых:

,                                       (1)

                        (2)

                           (3)

Рис. 1. Деформация рабочем характерис­тики насоса под действием вязкости отка­чиваемой жидкости. Сплошные линии — характеристика насоса при работе па воде; пунктирные липни — на вязкой жидкости. Светлые значки — точки исходных режи­мов работы насоса на воде, темные — рас­четные режимы работы па вязкой жид­кости. Стрелки указывают направление смещения одного из пересчитанных режи­мов

где Re_ц  —  модифицированное  число  Реннольдса для  центробеж­ного насоса. Для его определения используют выражение

                                                                                         (4)

где   вязкость откачиваемой  среды; 

w  — угловая скорость вала насоса, 1/с;

Q_в.опт-- подача насоса в оптимальном ре­жиме при работе на воде, м³/с.

Метод пересчета характеристики погружного центробежного насоса с воды на жидкость другой вязкости изложен в литературе [6].

При вычислении числа Re_u важно правильно определить вяз­кость продукции, в особенности если она неоднородна. В этом слу­чае необходимо использовать формулы для определения кажущей­ся вязкости смеси.

2. ВЛИЯНИЕ ГАЗА НА РАБОЧУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ НАСОСА

Многочисленные экспериментальные исследования показывают, что свободный газ, содержащийся в газожидкостной смеси, пере­качиваемой погружным центробежным насосом, влияет на его ха­рактеристику неоднозначно. Степень и характер влияния газа за­висят от величины газосодержания в смеси β_гвх и величины дав­ления р_вх у входа в насос.

Рассмотрим два характерных случая:

а)  величина газосодержания смеси у входа в насос β_гвх>0,3 и

    р_вх <2,5...3,0 МПа;

б)  величина газосодержания смеси β_гвх ≤ 0,3, р_вх>2,5...3 МПа.

В первом случае свободный газ очень сильно влияет на харак­теристику насоса, снижая его напор, подачу и кпд (рис. 2 а). При больших значениях р_гвх правая часть кривых Н — Q, N — Q, η— Q приближается к вертикалям, что свидетельствует о существовании в части ступеней насоса режима искусственной кавитации. Работа насоса в этих условиях неэффективна, а при достижении критичес­ких значений β_гвх вообще происходит срыв подачи насоса.

Во втором случае влияние свободного газа на характеристику насоса осуществляется, в основном, только через кажущуюся вязкость газожидкостной смеси и ее плотность.

Поскольку среднее количество свободного газа в жидкости, про­текающей через насос, невелико (не более 15% объемных), то вяз­кость газожидкостной смеси мало отличается от вязкости жидкос­ти. Поэтому в рассматриваемом случае влиянием свободного га­за на кривые Н_гжс—Q_гжз и η_гжс—Q_гжс рабочей характеристики на­соса можно пренебречь и считать, что они практически совпадают с соответствующими кривыми насоса при работе на однородной жидкости той же вязкости, что и вязкость ГЖС.