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

,						G, кг/с
м	4,5			5,0			5,5	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0			8,5
0,030	0,456			0,537			0,626	0,721	0,824	0,933	1,049	1,171			1,300
0,031	0,415			0,488			0,567	0,653	0,745	0,842	0,946	1,055			1,170
0,032	0,384			0,450			0,523	0,600	0,684	0,772	0,866	0,966			1,071
0,033	0,361			0,422			0,489	0,561	0,638	0,721	0,808	0,900			0,997
0,034	0,345			0,403			0,467	0,535	0,608	0,685	0,768	0,855			0,946
0,035	0,336			0,393			0,454	0,519	0,590	0,665	0,745	0,829			0,917
0,036	0,334			0,390			0,450	0,516	0,585	0,660	0,739	0,822			0,909
0,037	0,339			0,396			0,457	0,524	0,595	0,670	0,751	0,835			0,924
0,038	0,352			0,411			0,476	0,545	0,620	0,699	0,782	0,871			0,964
0,039	0,374			0,438			0,508	0,583	0,663	0,748	0,838	0,933			1,033
0,040	0,409			0,480			0,557	0,640	0,729	0,823	0,924	1,029			1,140