ЗАДАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Общие указания

Студенты выполняют одну домашнюю контрольную работу, сос­тоящую из двух задач и одного дополнительного задания по изучению определенного вида оборудования.

Задание 1. Расчет элементов установки скважинного штангового насоса

Задача 1. Рассчитать балансирное уравновешивание станка-качалки, определить массу и расстояние приложения противовеса.

Задача 2. Рассчитать роторное уравновешивание станка-качалки, определить массу и расстояние приложения противовеса.

Задача 3. Рассчитать комбинированное уравновешивание станка-качалки, определить массу и расстояние роторного груза при известной массе балансирного противовеса.

Задача 4. Определить усилие в шатуне при балансирном способе уравновешивания станка-качалки и проверить шатун на прочность.

Задача 5. Определить усилие в шатуне при роторном способе урав­новешивания станка-качалки и проверить шатун на прочность.

Задача 6. Определить усилие в шатуне при комбинированном способе уравновешивания станка-качалки и проверить шатун на прочность.

Задача 7. Проверить балансир станка-качалки на прочность при действии переменных и постоянных нагрузок.

Задача 8. Рассчитать колонну насосно-компрессорных труб; опре­делить: максимальную нагрузку в опасном сечении, страгивающую нагрузку и с учетом запаса прочности допускаемую глубину спуска труб в скважину.

 

Методические указания

Перед решением вышеприведенных задач необходимо подобрать равнопрочную двухступенчатую конструкцию штанговой колонны, т.е.

определить длины ступеней; формулы для расчета смотреть в источнике [8, с.55]. После этого для задач 1 - 7 определить максимальную нагрузку в точке подвеса штанг по формуле Вирновского А.С. 1[9, с. 163] (в этой формуле необходимо учесть погружение насоса под динамический уровень) определить усилия согласно условиям задач [8, с.85 -90], (табл.1).

Для решения задачи 8 необходимо придерживаться следующей

последовательности [18, с. 593]:

1. Определить максимальную нагрузку (Рмах) в опасном сечении труб с учетом обрыва штанговой колонны и максимальное растягивающее напряжение, которое сравнивается с допустимым пределом прочности материала трубы.

2. Рассчитать страгивающую нагрузку (Рстр.) для заданных размеров резьбовой части труб и определить коэффициент запаса прочности.

3. Определить допускаемую глубину спуска труб.

 

Таблица 1

Параметря (обозначение)	Ед.изм.
1. Глубина спуска насоса в скважину, Ннас	м.
2. Тип насоса	-	НСН1-32	НСН1-43	НСН1-43	НСН1-55	НСН2-55	НСНА-55	НСВ2-43	НСН2-32	НСВ2-32	НСН2Т-43
3. Диаметр гладких насосно-компрессорных труб (толщина стенки)	мм.	60(5)	73(5,5)	73(7)	89(6,5)	89 (8)	73(5,5)	89 (6,5)	60(5)	73(7)	89(8)
4. Плотность добываемой жидкости Рж	кг/м3
5. Диаметр верхней ступени колонны насосных штанг dш1	мм.
6. Диаметр нижней ступени колонны насосных штанг dш2	мм.
7. Погружение насоса под динамический уровень hдин	м.
8. Тип станка-качалки	-	3СК2-1,05-	5СК6- 1,5 –	6СК4- 3-	7СК8- 3,5-	5СК4- 1,2-	8СК8- 5-	7СК8- 3,5-	3СК3- 0,75-	6СК6-1,2-	7СК12-2,5-
9. Длина хода полированного штока S	м.	1,05	0,9	2,5		1,2	3,5		0,6	1,2	2,1
10. Число двойных ходов полированного штока n	1/мин.										10,5
11. Марка стали штанг	-		20Н2М (Н)	20Н2М (ТБЧ)	20Н2М (отпуск)	30ХМА	15Н3МА		20Н2М	30ХМА	15Н3МА
12. Группа прочности стали НКТ	-	М	Г	Е	Л	К	И	Е	К	Л	Е
13. Марка стали шатуна	-	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х

 

 

 

Задание 2. Расчет элементов установок бесштанговых насосов

Задача. Подобрать скважинный электроцентробежный насос и выполнить прочностной расчет корпуса подобранного насоса с учетом действия нагрузок и напряжений в опасном сечении при эксплуатации скважины (табл.2)

 

Методические указания

При решении данной задачи необходимо придерживаться следующей последовательности:

1. Определить диаметр колонны насосно-компрессорных труб, исходя из пропускной способности с наименьшими затратами.

2. Определить глубину спуска насоса.

3. Рассчитать необходимый напор электроцентробежного насоса.

4. Осуществить подбор насоса.

5. Выбрать конструкцию кабеля и определить потери электроэнергии, при ее передаче электродвигателю.

6. Определить требуемую мощность и выбрать погружной электродвигатель.

7. Рассчитать габаритный размер погружного агрегата.

 

8. Определить усилие предварительной затяжки пакета ступеней насоса.

9. Определить общее усилие, действующее вдоль оси корпуса насоса.

 

10. Вычислить напряжение в ослабленном сечении корпуса, направленное вдоль его оси.

11. Определить тангенциальное напряжение в опасном сечении корпуса.

12. Исходя из энергетической теории определить эквивалентное напряжение и, учитывая предел текучести материала корпуса (обычно сталь 45),

определить коэффициент запаса прочности корпуса, значение которого должно быть не менее 1,2... 1,25.

Таблица 2 -Исходные данные

Параметр (обозначение)	Ед. Изм.
1.Дебит жидкости Q	м3/сут
2. Наружный диаметр	мм
3.Коэффициент продуктивности скважин k	м3/сут*МПа
4. Статический уровень hст	м
5.Кинематическая вязкость жидкости	м2/с		2,2	2,5	2,7		3,2	3,5	3,7		4,2
6. Глубина погружения насоса под динамический уровень hдин	м
7.Расстояние от устья скважины до сепаратора l	м
8. диаметр сборного трубопровода	мм
9. Разность геодезических отметок устья скважины и сепаратора h	м	3,2	3,5	3,7	4,1	2,5		1,5	1,1	-1,2	-2,6
10. Плотность добываемой пластовой жидкости	кг/м3
11. Избыточное давление в сепараторе Рс	МПа	0,07	0,08	0,09	0,1	0,11	0,06	0,05	0,12	0,13	0,14