ОПорядок проведення заняття. 5.1оЗгідно таблиці 3.1 і варіанту, отриманого у викладача, вибрати вихідні дані

5.1оЗгідно таблиці 3.1 і варіанту, отриманого у викладача, вибрати вихідні дані.

5.2оПідібрати основне обладнання установки електровідцентрового насоса в такій послідовності:

5.2.1оВизначити густину суміші на ділянці „вибій свердловини – прийом насоса” з врахуванням спрощень

, кг/м³, (3.1)

де - густина відсепарованої нафти, кг/м³;

- густина пластової води, кг/м³, ( =1050 кг/м³);

- густина газу у звичайних умовах, кг/м³,

( =1, 3 кг/м³);

- газовий фактор, м³/м³;

- обводненість пластової рідини, в долях одиниць ( = 0, 20);

- об’ємний коефіцієнт нафти, в долях одиниці,

. (3.2)

5.2.2оВизначити вибійний тиск, при якому забезпе-чується даний дебіт свердловини

, МПа, (3.3)

де - пластовий тиск, МПа;

- дебіт свердловини, м³/добу;

- коефіцієнт продуктивності свердловини, м³/(добу^.і ^.і МПа);

5.2.3оВизначити глибину розташування динамічного рівня при заданому дебіті продукції пласта

, м, (3.4)

де - глибина свердловини, м;

- вибійний тиск, Па;

- густину суміші, кг/м³;

- прискорення вільного падіння, м/с².

5.2.4оВизначити тиск на прийомі насоса, при якому вміст газу на прийомі насоса не перевищує гранично – допустиме значення

, МПа, (3.5)

де - гранично допустиме значення газовмісту на прийомі насоса, в долях одиниці, (.= 0, 15);

- тиск насичення, МПа.

5.2.5оВизначити глибину підвішування насоса

, м, (3.6)

де - глибина розташування динамічного рівня у свердловині, м;

- тиск на прийомі насоса, Па.

У випадку, коли глибина підвішування насоса, яка визначена з умови неперевищення гранично-допустимого значення вмісту газу на прийомі насоса є більшою за глибину свердловини, необхідно глибину підвішування насоса вибрати з врахуванням глибини свердловини, а нормальну роботу насоса забезпечити шляхом використання газового сепаратора.

5.2.6оВизначити об’ємний коефіцієнт рідини при тиску на прийомі насоса

. (3.7)

5.2.7оВизначити дебіт пластової рідини на прийомі насоса

. (3.8)

5.2.8оВизначити об’ємний вміст вільного газу на прийомі насоса

, (3.9)

де - газовий фактор, м³/м³.

 

5.2.9оОб’ємний вміст газу на прийомі насоса

, (3.10)

5.2.10оВизначити кількість газу на прийомі насоса

. (3.11)

5.2.11оВизначити приведену швидкість газу в перерізі обсадної експлуатаційної колони на прийомі насоса

, м/с, (3.12)

де - витрата газу на прийомі насоса, м³/с;

- площа перерізу свердловини на прийомі

насоса, м², (площа кільцевого простору між внутрішньою стінкою експлуатаційної колони і корпусом відцентрового насоса, діаметр якого необхідно попередньо прийняти відповідно до внутрішнього діаметра експлуатаційної колони).

5.2.12оВизначити реальний газовміст на прийомі насоса

, (3.13)

де - швидкість спливання бульбашок газу, що залежить від обводненості пластової рідини, м/с ( = 0, 02 м/с при £ 0, 5 або = 0, 16 м/с при > 0, 5).

5.2.13оВизначити роботу газу на ділянці „вибій – прийом насоса”

. (3.14)

5.2.14оВизначити роботу газу на ділянці „нагнітання насоса – устя свердловини”

, (3.15)

де ; (3.16)

. (3.17)

Величини з індексом „ буф ” відносяться до перерізу устя свердловини і є „буферним” тиском (тиском на усті свердловини), газовмістом і т.д. Для їх визначення необхідно повторити розрахунок починаючи з п. 4.2.6, в яких визначаються аналогічні величини.

5.2.15оВизначити тиск насоса, необхідний для підняття продукції пласта і забезпечення при цьому необхідного тиску на усті свердловини

, Па, (3.18)

де - глибина свердловини, м;

- буферний тиск, Па;

- вибійний тиск, Па;

- тиск роботи газу на ділянці вибій – прийом насоса, Па;

- тиск роботи газу на ділянці нагнітання насоса – устя свердловини, Па.

5.2.16оЗа величиною подачі насоса на прийомі, необхідного тиску (напору насоса) і внутрішнього діаметра обсадної колони, вибрати типорозмір заглибного відцентро-вого насоса. Визначити величини, що характеризують його роботу в оптимальному режимі (згідно паспортної характе-ристики, отриманої при випробуваннях на воді).

5.2.17оВизначити коефіцієнт зміни подачі насоса при роботі на нафтоводогазовій суміші відносно паспортної характеристики

, (3.19)

де - ефективна в’язкість суміші, м²/с(n=2мм²/с);

- оптимальна подача насоса згідно паспортної характеристики, м³/с.

5.2.18оВизначити коефіцієнт зміни ККД насоса, викликаної впливом в’язкості рідини (суміші)

. (3.20)

5.2.19оВизначити коефіцієнт сепарації газу на вході у насос

(3.21)

де f_екв - площа перерізу свердловини на прийомі

насоса, м²,

- дебіт пластової рідини на прийомі насоса, м³/с.

5.2.20 Визначити відносну подачу пластової рідини на вході в насос

, (3.22)

де - подача в оптимальному режимі згідно паспортної характеристики, м³/с.

5.2.21оВизначити відносну подачу на вході в насос у відповідній точці паспортної характеристики насоса

, (3.23)

5.2.22оВизначити газовміст на вході в насос

, (3.24)

5.2.23оВизначити коефіцієнт зміни напору насоса при роботі на в’язкій рідині

, (3.25)

5.2.24оВизначити коефіцієнт зміни напору насоса з врахуванням впливу газу

, (3.26)

де . (3.27)

5.2.25оВизначити напір насоса на воді при оптимальному режимі

, (3.28)

де - густина води, кг/м³ ( кг/м³).

5.2.26оВизначити необхідне число ступеней насоса

, (3.29)

де - напір однієї ступені вибраного насоса.

Напір однієї ступені вибраного насоса визначається на основі характеристики насоса приведеної в даних методичних вказівках.

Характеристики наведені для насосів, які містить 100 (сто) ступеней. Тому для визначення напору однієї ступені необхідно визначити напір при заданій подачі і розділити його на 100.

Число Z округлюється до більшого цілого значення і порівнюється із стандартним значенням числа ступеней вибраного типорозміру насоса. Якщо розрахункове число ступеней виявляється більшим, ніж вказане в технічній характеристиці на вибраний типорозмір насоса, то необхідно вибрати наступний стандартний типорозмір з більшим числом ступеней і повторити розрахунок починаючи з пункту 4.2.18.

Якщо розрахункове число ступеней виявилось меншим, ніж вказане в технічній характеристиці, але їх різниця складає не більше 5 %, вибраний типорозмір насоса залишається для подальшого розрахунку. Якщо стандартне число ступеней перевищує розрахункове на 10 %, то необхідно розбирати насос і видалити зайві ступені. Подальший розрахунок ведеться з пункту 4.2.18 для нових значень робочої характеристики.

5.2.27оВизначити ККД насоса з врахуванням впливу в’язкості, вільного газу і режиму роботи

, (3.30)

де - максимальний ККД насоса згідно паспортної характеристики.

5.2.28оВизначити потужність насоса та вибрати типорозмір електродвигуна для його приводу

, Вт. (3.31)

5.2.31оПеревірити можливість розміщення вибраного обладнання в експлуатаційній колоні заданого типорозміру.

Зовнішній діаметр двигуна, насоса і підйомних труб (НКТ) вибирають з врахуванням розміщення їх разом з кабелем в експлуатаційній колоні даного діаметра (рис. 3.2). При цьому треба врахувати, що заглибний насос і безпосередньо приєднані до нього НКТ утворюють жорстку систему і розташування їх у свердловині повинно розглядатися спільно. Для збереження цілісності кабеля і усунення небезпеки прихоплення обладнання у експлуатаційній колоні, воно повинно розміщатися із зазором рівним 5-10 мм.

Найбільший основний розмір заглибного агрегату рівний різниці між внутрішнім діаметром експлуатаційної колони і допустимим зазором.

Основний діаметр агрегату з врахуванням плоского кабеля

, мм, (3.32)

де - зовнішній діаметр електродвигуна, мм;

- зовнішній діаметр насоса, мм;

- товщина плоского кабеля, мм;

- товщина металічного пояса, що кріпить кабель до агрегату.

 

Основний розмір агрегату з врахуванням насосно-компресорних труб і круглого кабеля

 

, мм, (3.33)

де - зовнішній діаметр електродвигуна, мм;

- діаметр муфти насосно-компресорної

труби, мм;

- діаметр круглого кабеля, мм.

Якщо , що можливе при великому діаметрі насосно-компресорних труб, то вище агрегату слід встановити 100-150 м насосних труб меншого діаметра, при якому .

Рисунок 3.2 – Схема розміщення в свердловині заглибного агрегату, НКТ і кабеля

Питання для самоконтролю

6.1оЯке призначення, склад, принцип роботи та область застосування обладнання УЕВН?

6.2оЯке обладнання входить в комплект заглибного насосного агрегату?

6.3оВ якому порядку проводиться розрахунок параметрів обладнання установки?

6.4оОпишіть методику вибору і розрахунку параметрів обладнання УЕВН.

 

7оПерелік посилань

7.1оМолчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. - М.: Недра, 1984. -464 с.

7.2оЧичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. - М.: Недра, 1983. -342 с.

7.3оНефтепромысловое оборудование. Справочник. Под редакцией Е.И. Бухаленко. - М.: Недра, 1990. –559с.

7.4оЧичеров Л.Г. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования. - М.: Недра, 1987. –416с.

7.5оДовідник з нафтогазової справи / За заг. ред. докторів наук В.С.Бойка, Р.М.Кондрата, Р.С.Яремійчука. - К.: Львів, 1996. – 620с.

7.6оБеззубов А.В., Шелкалин Ю.В. Насосы для добычи нефти. - М.: Недра, 1986. – 224с.

7.5оИвановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Оборудование для добычи нефти и газа: В 2 ч. – М: ГПУ Изд-во “Нефть и газ” РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. – Ч. 1 – 768 с.

Таблиця 3.1 – Вихідні дані до практичного заняття

 

Варіант	Умовний діаметр експлуатаційної колони, мм	Товщина стінки, мм	Глибина свердловини, м	Заданий дебіт свердловини, м3/добу	Пластовий тиск, МПа	Коефіцієнт продуктивності, м3/(добу.МПа)	Густина від -сепарованої нафти, кг/м3	Газовий фактор, м3/м3	Необхідний тиск на усті свердло-вини, МПа
					15, 6				1, 2
		10, 6			16, 0				2, 0
					14, 0	14, 5			1, 8
		10, 7			17, 3	9, 5			1, 6
		10, 7			15, 9				1, 3
					16, 6				2, 0
					15, 9	8, 5			1, 7
		10, 7			15, 6	7, 3			1, 85
					14, 7	16, 3			1, 6
					15, 4	18, 8			1, 45
					21, 0	15, 1			1, 5
		10, 7			27, 2	6, 1			1, 2
		10, 7			29, 0	5, 4			2, 0
		10, 6			23, 0	11, 1			1, 8
		10, 7			28, 5	4, 5			1, 6
		10, 7			28, 3	5, 0			1, 3
		10, 7			28, 7	3, 6			2, 0
					24, 2	6, 8			1, 7
					26, 4	4, 7			1, 85
					27, 6	3, 2			1, 6
		10, 7			19, 2	3, 2			1, 45
					17, 0	4, 0			1, 5
		10, 6			19, 7	7, 0			1, 2
					15, 9	28, 5			1, 9
		10, 6			16, 8	7, 0			2, 1

 

Таблиця 3.2 – Рекомендації для вибору групи уста-новки

Група установки	Поперечний габарит заглибного агрегату з кабелем, не більше, мм	Внутрішній діаметр експлуатаційної колони, не менше, мм
5А		121, 7 144, 3

Таблиця 3.3 – Основні технічні параметри кабелів

 

Кількість та переріз жил(мм2)	Поперечні розміри кабелів, мм
КПБП(плоский)	КПБК(круглий)
3х10 3х16 3х25	25х50 25х50 30х64

 

 

Таблиця 3.4 – Технічна характеристика електровід-центрових насосів

 

Насос	Показник	Число модуль-секцій	Число ступеней
Подача, м3/добу	Напір, м	Потужність, кВт	ККД насоса, %:	загальне	№2(довжина 2 м)	№3(довжина 3 м)	№5(довжина 5 м)	загальне	в модуль-секції
№2	№3	№5
ЕВНМ5-50-1000 ЕВНМК5-50-1000 ЕВНМ5-50-1100 ЕВНМК5-50-1100 ЕВНМ5-50-1300 ЕВНМК5-50-1300 ЕВНМ5-50-1550 ЕВНМК5-50-1550 ЕВНМ5-50-1700 ЕВНМК5-50-1700 ЕВНМ5-50-2000 ЕВНМК5-50-2000			13, 06 13, 06 15, 17 15, 17 17, 94 17, 94 20, 65 20, 65 22, 76 22, 76 23, 13 23, 13			- - - - - - - - - -	- - - - - -	1- - - -		- - - - - - - - - -	- - - - - -	- - - -
ЕВНМ5-80-900 ЕВНМК5-80-900 ЕВНМ5-80-1050 ЕВНМК5-80-1050 ЕВНМ5-80-1200 ЕВНМК5-80-1200 ЕВНМ5-80-1400 ЕВНМК5-80-1400 ЕВНМ5-80-1550 ЕВНМК5-80-1550 ЕВНМ5-80-1800 ЕВНМК5-80-1800 ЕВНМ5-80-2000 ЕВНМК5-80-2000			15, 86 15, 86 18, 51 18, 51 21, 77 21, 77 25, 12 25, 12 27, 76 27, 76 31, 73 31, 73 34, 37 34, 37	51, 5		- - - - - - - - - - - -	- - - - - -	- - - -		- - - - - - - - - - - -	- - - - - -	- - - -

Продовження таблиці – 3.4

 

ЕВНМ5-125-750 ЕВНМК5-125-750 ЕВНМ5-125-850 ЕВНМК5-125-850 ЕВНМ5-125-1000 ЕВНМК5-125-1000 ЕВНМ5-125-1200 ЕВНМК5-125-1200 ЕВНМ5-125-1300 ЕВНМК5-125-1300 ЕВНМ5-125-1500 ЕВНМК5-125-1500 ЕВНМ5-125-1600 ЕВНМК5-125-1600 ЕВНМ5-125-1800 ЕВНМК5-125-1800			18, 06 18, 06 20, 85 20, 85 24, 85 24, 85 28, 49 28, 49 31, 28 31, 28 36, 13 36, 13 38, 92 38, 92 42, 92 42, 92	58, 5		- - - - - - - - - - - -	- - - - - - - -	- - - -		- - - - - - - - - - - -	- - - - - - - -	- - - -
ЕВНМ5-200-650 ЕВНМ5-200-750 ЕВНМ5-200-800 ЕВНМ5-200-950 ЕВНМ5-200-1000 ЕВНМ5-200-1100 ЕВНМ5-200-1200 ЕВНМ5-200-1300 ЕВНМ5-200-1400			29, 28 33, 59 36, 76 42, 66 45, 84 50, 61 54, 92 58, 10 64, 0			- - - - - - -	- - - -	-		- - - - - - -	- - - -	-
ЕВНМ5А-160-800 ЕВНМК5А-160-800 ЕВНМ5А-160-950 ЕВНМК5А-160-950 ЕВНМ5А-160-1050 ЕВНМК5А-160-1050 ЕВНМ5А-160-1250 ЕВНМК5А-160-1250 ЕВНМ5А-160-1450 ЕВНМК5А-160-1450 ЕВНМ5А-160-1600 ЕВНМК5А-160-1600 ЕВНМ5А-160-1750 ЕВНМК5А-160-1750			23, 51 23, 51 28, 57 28, 57 32, 29 32, 29 37, 80 37, 80 42, 86 42, 86 47, 03 47, 03 52, 09 52, 09			- - - - - - - - - - - -	- - - - - -	- - - -		- - - - - - - - - - - -	- - - - - -	- - - -
ЕВНМ5А-250-800 ЕВНМК5А-250-800 ЕВНМ5А-250-900 ЕВНМК5А-250-900 ЕВНМ5А-250-1000 ЕВНМК5А-250-1000 ЕВНМ5А-250-1100 ЕВНМК5А-250-1100 ЕВНМ5А-250-1200 ЕВНМК5А-250-1200 ЕВНМ5А-250-1300 ЕВНМК5А-250-1300 ЕВНМ5А-250-1400			36, 67 36, 67 40, 82 40, 82 46, 13 46, 13 50, 28 50, 28 54, 66 54, 66 59, 73 59, 73 63, 89	61, 5		- - - - - - - - - - -	- - - -	- -		- - - - - - - - - - -	- - - -	- -

Закінчення таблиці – 3.4

 

ЕВНМК5А-250-1400 ЕВНМ5А-250-15001 ЕВНМК5А-250-1500 ЕВНМ5А-250-1600 ЕВНМК5А-250-1600 ЕВНМ5А-250-1700 ЕВНМК5А-250-1700 ЕВНМ5А-250-1800 ЕВНМК5А-250-1800			63, 89 69, 1969, 19 73, 34 73, 34 77, 72 77, 72 82, 80 82, 80	61, 5		- -- - - - -	-- - -			- - - - - - -	- - - -
ЕВНМ6-250-900 ЕВНМК6-250-900 ЕВНМ6-250-1050 ЕВНМК6-250-1050 ЕВНМ6-250-1250 ЕВНМК6-250-1250 ЕВНМ6-250-1400 ЕВНМК6-250-1400 ЕВНМ6-250-1600 ЕВНМК6-250-1600 ЕВНМ6-250-1800 ЕВНМК6-250-1800			41, 2 41, 2 48, 18 48, 18 56, 51 56, 51 66, 16 66, 19 73, 62 73, 62 82, 4 82, 4	63, 0		- - - - - - - - - -	- - - - - -	- - - -		- - - - - - - - - -	- - - - - -	- - - -

 

Таблиця 3.5 – Технічна характеристика електро-двигунів

Виконання електродвигуна	Номіналь-на потуж-ність,	Номіналь-на напруга, В	Номіналь-ний струм, А	ККД, %	Коефі-цієнт потуж-ності
нормальне	корозійно-стійке
ЕД16-103	ЕДК16-103				80, 5	0, 83
ЕД22-103	ЕДК22-103
ЕД32-103	ЕДК32-103			27, 5
ЕД45-103	ЕДК45-103				79, 5	0, 84
ЕД32-103В ЕД32-103Н в зборі	ЕДК32-103В ЕДК32-103Н в зборі	31, 5 31, 5		36, 5	80, 5	0, 83
ЕД45-103В ЕД45-103Н в зборі	ЕДК45-103В ЕДК45-103Н в зборі				79, 5	0, 84
ЕД45-117	ЕДК45-117				84, 5	0, 86
ЕД63-117	ЕДК63-117
ЕД45-117В ЕД45-117Н в зборі	ЕДК45-117В ЕДК45-117Н в зборі
ЕД63-117В ЕД63-117Н в зборі	ЕДК63-117В ЕДК63-117Н в зборі	62, 5 62, 5			84, 5	0, 86
ЕД90-123	ЕДК90-123			32, 5		0, 86

 

 

Продовження таблиці – 3..5

 

ЕД90-123В ЕД90-123Н в зборі	ЕДК90-123В ЕДК90-123Н в зборі
ЕД83-123В ЕД83-123С ЕД83-123Н в зборі	ЕДК83-123В ЕДК83-123С ЕДК83-123Н в зборі	83, 5 83, 5 83, 5				0, 86
ЕД90-130В ЕД90-130Н в зборі	ЕДК90-130В ЕДК90-130Н в зборі					0, 87
ЕД125-130В ЕД125-130Н в зборі	ЕДК125-130В ЕДК125-130Н в зборі
ЕД120-130В ЕД120-130С ЕД120-130Н в зборі	ЕДК120-130В ЕДК120-130С ЕДК120-130Н в зборі			122, 5

 

 

Рисунок 3.3 – Характеристика насосів ЕВНМ5, ЕВНМК5 на подачу 50 м³/добу на воді густиною 1000 кг/м³.

Кількість ступеней –100

 

 

 

Рисунок 3.4 – Характеристика насосів ЕВНМ5, ЕВНМК5 на подачу 80 м³/добу на воді густиною 1000 кг/м³.

Кількість ступеней –100

 

 

Рисунок 3.5 – Характеристика насосів ЕВНМ5, ЕВНМК5 на подачу 125 м³/добу на воді густиною 1000 кг/м³.

Кількість ступеней –100

Рисунок 3.6 – Характеристика насосів ЕВНМ5, ЕВНМК5 на подачу 200 м³/добу на воді густиною 1000 кг/м³.

Кількість ступеней –100

 

Рисунок 3.7 – Характеристика насосів ЕВНМ5А, ЕВНМК5А на подачу 160 м³/добу на воді густиною 1000 кг/м³.

Кількість ступеней –100

 

 

Рисунок 3.8 – Характеристика насосів ЕВНМ5А, ЕВНМК5А на подачу 250 м³/добу на воді густиною 1000 кг/м³.

Кількість ступеней –100

 

 

Рисунок 3.9 – Характеристика насосів ЕВНМ6, ЕВНМК6 на подачу 250 м³/добу на воді густиною 1000 кг/м³.

Кількість ступеней –100