Из таблицы видно, что используя одинаковый размер труб, например 73 мм, применяя насос большего диаметра можно резко увеличить подачи жидкости. Насос 57 мм подаст в 1,65 раза больше, чем насос 44 мм, а 70 мм – в 2,48 раза.
Однако при использовании НКТ диаметром 73 мм (см. таб.4.2) мы не сможем спускать насос на штангах 25 - 28 мм, так как внутренний диаметр НКТ 73 – 62 мм, а муфта 25 штанги - 55мм, 60мм соответственно 28 штанги. В то же время использование НКТ 88,9 мм в 146, а тем более в 140 колонне проблематично.
Следовательно возникает вопрос о необходимости внесения дополнительного размера НКТ между 73 и 89. Предлагаемый новый размер НКТ – 3 1/5 – 81,28мм с толщиной стенки 6,5 мм позволит снизить вес колонны, ее металлоемкость и стоимости.
Соединение плунжера со штангами производится с помощью автосцепа, устанавливаемого на нижней штанге, его конструкция в прилож.2.
При внедрении предлагаемой модели необходимо будет устанавливать сливные клапана для освобождения труб от жидкости перед подъемом их из скважины. Здесь можно использовать известный сливной отрывной клапан типа СКОК или предлагаемый нами диафрагменный клапан, разрушающийся также при создании давления в НКТ.
|
 |
4.2. РАССЧЕТ КОЛОННЫ ШТАНГ НА ПРОЧНОСТЬ.
Расчет производим согласно справочника «Спутник нефтяника и газовика»
Н = 1250 м
Выбираем двухступенчатую колонну штанг табл.IV.31
В том числе:
Диаметр 22 мм-775м
Диаметр 25мм-475м
Для уменьшения веса колонны штанг:
Определим нагрузки, действующие в точке подвески штанг:
Вес колонны штанг в воздухе:
Ршт1 = qшт*g*V = qшт*g*(п*D2)/4*L = 7850*9.8*3.14*0.0252*475 = 18.3 кН
Ршт2 = qшт*g*V = qшт*g*(п*D2)/4*L = 7850*9.8*3.14*0.0222*775 = 22.7 кН
b = (7850-850)/7850 = 0,89
Вес штанг в жидкости:
Р/ шт = (18,3+22,7)*0,89 = 36,5 кН
Вычисляем вес жидкости в трубах над плунжером:
Рж = qж*Н*(Fпл-Fшт) = 850*1250*(0,026-0,0004) = 26,6 кН
Вычислим коэффициенты m и φ:
m = w2*S/g = 0.632*3/9.8 = 0.34
φ = *w*Н/а = 0,63*1250/4900 = 0,16
где w - угловая скорость кривошипа, м/с
а - скорость звука в металле штанг, а = 4900 м/с.
w = п*N/а = 3,14*6/30 = 0,63 рад/сек
Определим вибрационные и инерционные составляющие нагрузки при ходе вверх и вниз:
Рвиб в = 1,09*m* *(0.91* φ-λшт/S)*Ршт*Рж
Определим λшт:
λшт = Рж*L/E*(е1/fшт1+е2/fшт2) = 26,6*103*1250/2*1011*(0,39/0,026+0,62/0,0004) = 0,31 м
λтр = Рж*L/E*fтр = 26,6*103*1250/2*1011*11,66*10-4 = 0,17 м
λ = λшт+ λтр = 0,17+0,31 = 0,48 м
Рвиб в = 1,09*0,34*(0,91*0,16-0,31/3)*36,5*26,6 = 2,6 кН
Рвиб н = 0,81*m* *(1.32* φ-λшт/S)*Ршт*Рж
Рвиб н = 0,81*0,34* (1,32*0,16-0,31/3)*35,5*26,6 = 0,85 кН
Ринв = 0,594*m2*(0.91-2* λшт/(S* φ))*Ршт = 0,594 * 0,342*(0,91-2*0,31/(3*0,16))*36,5 = 3,3 кН
Ринн = 0,328*m2*(1.32-2* λшт/(S* φ))*Ршт = 0,328*0,122*(1,32-2*0,31/(3*0,16))*36,5 = 4 кН
Определим нагрузки при ходе вверх и вниз по формулам
Рmax = Р/шт+Рж+Кдин в* (Рвиб в+ Ринв) = 36,5+26,6+0,95*(2,6+3,3) = 68,7 кН
Рмin = Р/шт- Кдин *( Рвиб н+ Ринн) = 30,9 кН
Рассчитаем напряжение в штангах:
δmax = Рmax/fшт2 = 68,7*103/0,0005 = 137,4 МПа
δmin = Рmin/fшт2 = 30,9*103/0,0005 = 61.8 МПа
δампл = (δmax- δmin)/2 = 34,8 МПа
δпр = δmax* δампл = 137,4*37,8 = 72,1 МПа
Для нормализованной стали марки Сталь 40 δпр=70МПа
Оставим конструкцию той же но возьмем Сталь марки 20Н2M с усталостной прочностью δпр =90 МПа
Вывод: С технической и технологической точки зрения замена УЭЦН 30 на УШГН 57 возможна.
5.Экономическая оценка эффективности мероприятий.
В РУП ПО “Белоруснефть” в настоящее время в мех. добыче используют низкодебитные электроцентробежные установки ЭЦН 30. В этой работе предложено исследовать проблему замены ЭЦН30 на штанговый глубинный насос. Поскольку внутренний полезный объём невставного насоса больше,чем вставного, что выгодней с точки зрения количества добываемой жидкости за единицу времени-рассмотрим именно этот вариант.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.