Буровое оборудования при глубинно-насосной штанговой эксплуатации (стр. 1 из 2)
Задание.
Выбор наземного и подземного оборудования при глубинно-насосной штанговой эксплуатации.
1. Выбрать типоразмер станка-качалки и диаметр плунжера насоса (выбор станка-качалки выполнить для станков-качалок выпускаемых по ГОСТ 5866-84, согласно диаграмм составленных Адониным А.И.).
2. Выбрать типоразмер плунжерного насоса и назначить его рабочие параметры, длину хода плунжера и число качаний в минуту. При выборе типоразмера насоса обратить внимание на заданную глубину, связав её с типоразмером насоса НСН (НГН). При наличии песка в жидкости назначить тип плунжера (Г;К;П;В) и группу посадки. При выборе числа качаний стремиться к минимальному его значению, а при выборе длины хода к максимально возможному значению.
3. Выбрать конструкцию колонны штанг и рассчитать их на выносливость.
4. Выбрать типоразмер НКТ, рассчитать НКТ на прочность (от воздействия страгивающей нагрузки).
5. Определить нагрузки в точке подвеса штанг (по формуле Вирновского А.С.).
6. Выбрать типоразмер станка-качалки.
7. Определить значения ускорения точки подвеса штанг по уточненной (приближенной теории) через 150 (00; 150; 300; и т.д. до 1800).
8. Определить мощность привода (по формулам Ефремова, Ларионова, Плюща).
9. Рассмотреть основные правила эксплуатации СК.
Дано: Глубина установки насоса – 2200м;
количество отбираемой жидкости – 40м3/с;
динамический уровень – 1800м;
содержание песка – 0,1%;
вязкость – 0,2Па
;плотность нефти – 890кг/м3;
наружный диаметр обсадной колонны – 0,146м.
Решение.
1. По (1) выберем станок-качалку 8СК-12-3,5-8000 и диаметр плунжера насоса 38мм.
2. Выберем типоразмер плунжерного насоса НСВ2-38-25-35, длина хода плунжера
Назначим тип плунжера В (наличие песка). Группа посадки 2 – с зазором от 0,07 до 0,12мм.3. В заданных условиях по (1) следует принять
Максимальное значение нагрузок в точке подвеса штанг
где
– коэффициент потери веса штанг в жидкости: 
где
– плотность материала насосных штанг (стали), 
. 
– вес 1 м принятых штанг диаметром 22мм, 
– площадь поперечного сечения плунжера, 
: 
. 
Максимальное напряжение в штангах
: 
Условие обеспечения прочности выполняется.
4. Соответственно выбранному диаметру и типу насоса выберем по (1) диаметр и тип НКТ:
НКТ 73 с высаженными наружу концами.
Величина страгивающей нагрузки резьбового соединения, когда напряжение в нарезанной части материала трубы достигает предела текучести
, Н: 
где
– средний диаметр резьбы в плоскости первого витка, 
– толщина тела трубы под резьбой в основной плоскости, 
– предел текучести, 
– коэффициент: 
где
– номинальная толщина стенки трубы 
– угол между опорной поверхностью резьбы и осью трубы, 
– угол трения для резьбы, 
– длина резьбы до основной плоскости, 
Напряжения от действия страгивающей нагрузки
где
– площадь сечения труб. 
Условие обеспечения прочности выполняется.
5. Максимальная нагрузка на основе динамической теории по формуле А.С. Вирновского с учетом собственных колебаний колонны насосных штанг
где
– сила тяжести колонны штанг, Н: 
– сила тяжести жидкости, находящейся над плунжером, Н: 
– коэффициенты отношения длин звеньев станка-качалки: 
где
– угловое перемещение кривошипа соответствующего моменту максимальной скорости точки подвеса штанг.Из зависимости
получим значение 
где
– площадь сечения насосных труб, м2: 
где
– наружный диаметр НКТ, м; 
– внутренний диаметр НКТ, м: 
– деформация штанг, м: 
где
– модуль упругости материала штанг, 
– угловая скорость вращения кривошипа, 
6. При глубине установки насоса 2200м, диаметре плунжера насоса 38мм и количестве отбираемой жидкости 40м3/сут принимаем в качестве базового типоразмера станок-качалку 8СК-12-3,5-8000 по диаграмме Адонина А.Н.
Техническая характеристика 8СК-12-3,5-8000: