Выберите оборудование и установите параметры работы штанговой скважинной установки (ШСНУ). Данные приведены в таблице 13.

Существует несколько методик расчета – подбора ШСНУ. Рекомендуется следующая упрощенная последовательность решения задачи.

 

1) Определяем планируемый отбор жидкости по уравнению притока при n = 1:

 

Q = К (Р_пл – Р_заб)ⁿ, (77)

 

где К – коэффициент продуктивности, т/сут ∙ МПа;

Р_пл – пластовое давление, МПа;

Р_заб – забойное давление, МПа.

 

2) Глубина спуска насоса определяется по формуле:

 

(Р_заб - Р_{пр. опт}) ∙10⁶ (78)

L_н = Н_ф - —————————,

ρ_см ∙ q

где Н_ф – расстояние от устья до верхних отверстий фильтра, м;

Р_{пр. опт} – оптимальное давление на приеме насоса, МПа;

ρ_см – плотность смеси, кг/м³;

q – ускорение свободного падения, м/с².

Оптимальное давление на приеме насоса устанавливается опытным путем для каждого месторождения. Так, для месторождений Башкортостана и Татарстана оно колеблется в пределах от 2 до 2,5 МПа.

Плотность смеси ниже приема насоса:

- при малом газосодержании и обводненности более 80 %, определяется по формуле:

 

ρ_см = ρ_вn_в + ρ_н (1 – n_в), (79)

 

- при высоком газосодержании и обводненности менее 80 %, по формуле:

n_в

ρ_н + ρ_г ∙ G + ρ_в ‾‾‾‾‾‾‾

1 – n_в

ρ_см = ————————————, (80)

n_в

в + ‾‾‾‾‾‾‾

1 – n_в

где в – объемный коэффициент нефти, условно принимаем в = 1,12;

G – газовый фактор, м³/т.

 

3) Определяем объемную производительность установки, предварительно задавшись коэффициентом подачи насоса α_п = 0,6…0,8:

 

Q

Q_об = ————, (81)

ρ_см ∙ α_п

4) По диаграмме А. Н. Адонина для станков - качалок выбираем по найденному дебиту Q_об и глубине спуска насоса L_н диаметр насоса (плунжера) d_н и тип станка – качалки (рис. 8 и 9) и записываем техническую характеристику выбранного станка – качалки.

 

5) Выбираем тип насоса и диаметр НКТ, используя таблицы 8 и 14.

 

Таблица 14 - Области применения различных типов скважинных штанговых насосов и соответствующих колонн НКТ

Шифр насоса	Эксплуата-ционные условия	Условный размер насоса, мм	Подача при n = =10 мин-1, м3/сут	Макси- мальная длина хода плунжера, м	Макси- мальная высота подъема жидкости, м	Услов-ный диаметр НКТ, мм
НСН1	Вязкость жидкости до 25 мПа∙с; объемное содержание механических примесей не более 0,05 %		10,5	0,9 0,9 0,9 0,9
НСН2		94,5	4,5 4,5 4,5 4,5
НСНА		73,5	3,5 3,5 4,5 4,5
НСВ1		98,5 125,5	3,5 3,5
НСВ2		98,5 125,5	3,5
НСВ 1В	Вязкость жидкости до 15 мПа∙с; объемное содержание механических примесей не более 0,2 %		57,5 73,5	3,5 3,5 3,5 3,5
НСВГ	μ до 100 мПа∙с; содержание примесей не более 0,05%	38/55 55/43	73,5	3,5 3,5		-

6) В зависимости от диаметра и глубины спуска насоса выбирают конструкцию колонны штанг по таблице 15.

Таблица 15 – Рекомендуемые конструкции штанговых колонн

Конструкция колонны	Условный диаметр штанг, мм	Диаметр плунжера насоса, мм
Одноступенчатая		Глубина спуска насоса, м
				-	-
						-
	-	-	-	-
Двухступенчатая		Глубина спуска насоса, м
					-	-
	Длина ступеней колонны, % к глубине спуска
					-	-
					-	-
	Глубина спуска насоса, м
						-
	Длина ступеней колонны, % к глубине спуска
						-
						-
	Глубина спуска насоса, м
	-	-	-	-
	Длина ступеней колонны, % к глубине спуска
	-	-	-	-
	-	-	-	-
Трехступенчатая		Глубина спуска насоса, м
			-	-	-	-
	Длина ступеней колонны, % к глубине спуска
			-	-	-	-
			-	-	-	-
			-	-	-	-
	Глубина спуска насоса, м
	-	-			-	-
	Длина ступеней колонны, % к глубине спуска
	-	-			-	-
	-	-			-	-
	-	-			-	-

 

 

7) Устанавливаем параметры работы ШСНУ (режим откачки). Правильно назначенный режим откачки должен характеризоваться максимальной длиной хода плунжера, минимальным диаметром насоса. Число качаний вычисляется по формуле:

Q

n = ———————————, (82)

1440 ∙ F_пл ∙ S ∙ α_п ∙ ρ_см

 

где S – длина хода плунжера, м;

F_пл – площадь поперечного сечения плунжера, которое определяется либо по справочным данным либо по формуле:

 

π ∙ d_н²

F_пл = ———, (83)

4

где d_н – диаметр насоса, м.

 

8)Определяем необходимую мощность по формуле Д. В. Ефремова:

1 – η_н η_ск

N = 0,000401 ∙ π ∙ d_н² ∙ S ∙ n ∙ ρ_см ∙ L_н (———— + α_п) ∙ К, (84)

η_н η_ск

 

где η_н и η_ск – соответственно КПД насоса и станка – качалки, η_н = 0,9 и

η_ск = 0,82;

К – коэффициент степени уравновешенности СК, для уравновешенной системы К = 1,2.

Выбираем тип электродвигателя.

 

Рис. 8 Диаграмма А. Н. Адонина для базовых СК

Рис.9 Диаграмма А. Н. Адонина для модифицированных СК

Таблица 13

Наименование исходных данных	Варианты
Расстояние от устья до верхних отверстий фильтра Нф, м
Диаметр эксплуатационной колонны Д, мм
Пластовое давление Рпл, МПа
Забойное давление Рзаб, МПА
Газовый фактор G, м3/т
Плотность воды ρв, кг/м3
Плотность нефти ρн, кг/м3
Плотность газа ρг, кг/м3	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1
Коэффициент продуктивности К, т/сут МПа
Обводненность продуции nв, %

 

Продолжение таблицы 13

Наименование исходных данных	Варианты
Расстояние от устья до верхних отверстий фильтра Нф, м
Диаметр эксплуатационной колонны Д, мм
Пластовое давление Рпл, МПа
Забойное давление Рзаб, МПА
Газовый фактор G, м3/т
Плотность воды ρв, кг/м3
Плотность нефти ρн, кг/м3
Плотность газа ρг, кг/м3	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1
Коэффициент продуктивности К, т/сут МПа
Обводненность продуции nв, %