Задача №1
Выбор агрегата для ремонта скважин оборудованных ШСНУ
Данные для задачи №1
| Вариант | 1,2,3,4,5 | 6,7,8,9,10 | 11,12,13, 14,15 | 16,17,18, 19,20 | 21,22,23, 24,25 | 26,27,28, 29,30 |
| Глубина подвески насоса: L(м) | ||||||
| Марка насоса | НН2С-44-25-15 | НН2С-44-35-15 | НН2Б-44-45-15 | |||
| Колонна штанг | 22/19 (40/60) | 22/19 (35/65) | 22/19 (30/70) | |||
| Диаметр НКТ, мм | ||||||
| Толщина стенки НКТ, мм | 5,5 | 5,5 | 5,5 | |||
| Процент воды в нефти, % | ||||||
| Плотность воды, кг/м3 | ||||||
| Плотность нефти, кг/м3 |
Для проведения ремонта, при выборе агрегата, необходимо знать нагрузку на крюк, которая определяется по формуле:
Ркр = К ∙ (Р1 + Р2),
где К - коэффициент, учитывающий возможные затяжки, прихват колонны.
Р1 – вес оборудования, извлекаемого из скважины (НКТ, насос, штанги), Н;
Р2 – вес жидкости, находящейся в трубах, Н.
Вес оборудования, извлекаемого из скважины определяется по формуле:
Р1 = Рнкт + Рнас + Ршт,
где Рнкт - вес НКТ, находящихся в скважине, Н;
Рнас - вес насоса, Н;
Ршт – вес штанг, Н.
Вес НКТ, находящихся в скважине, определяется по формуле:
Рнкт = qт ∙ g ∙ h,
где qт – масса одного метра труб с учетом муфты, кг;
h – длина НКТ, находящихся в скважине, м;
g - ускорение свободного падения, м/с2.
Вес насоса определяется по формуле:
Рнас = qнас ∙ g,
где qагр - масса погружного агрегата, кг.
g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.
Вес штанг определяется по формуле:
Ршт = qшт ∙ g ∙ h,
где qшт - масса одного метра штанг, кг.
g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.
h – длина штанг находящихся в скважине, м.
Вес жидкости, находящейся в трубах определяется по формуле:
Р2 = 0,785 ∙ dвн2 ∙ h ∙ rсж ∙ g,
где dвн- внутренний диаметр НКТ, мм;
ρсж - плотность скважинной жидкости, кг/м3.
Плотность скважинной жидкости определим по формуле:
ρсж = nв ∙ ρв + ρн (1 – nв),
где ρв - плотность пластовой воды, кг/м3;
ρн - плотность нефти в пластовых условиях, кг/м3;
nв - обводненность нефти, в долях единицы.
Исходя из рассчитанной нагрузки на крюке выбираем подъемную установку.
Задача №2
Определение числа рядов каната на барабане лебедки и скорости подъема крюка
Данные для задачи №2
| № варианта | 1-5 | 6-10 | 11-15 | 16-20 | 21-25 | 26-30 |
| Диаметр бочки барабана Dб, мм | ||||||
| Длина бочки барабана Lб, мм | ||||||
| Диаметр талевого каната dк,мм | ||||||
| Оснастка талевой системы | 3х4 | 2х3 | 3х4 | 2х3 | 3х4 | 2х3 |
| Высота подъема крюка hkр, м | ||||||
| Частота вращения барабана подъемника на I скорости лебёдки nб,об/мин | 60,6 | 58,3 | 55,7 | 53,9 | 44,6 | 40,1 |
| Частота вращения барабана подъемника на II скорости лебёдки nбII, об/мин; | 90,1 | 84,7 | 79,3 | 75,6 | 70,3 | 72,7 |
| Частота вращения барабана подъемника на III скорости лебёдки nбIII, об/мин | 148,2 | 141,3 | 138,4 | 127,9 | 120,4 | 121,8 |
| Частота вращения барабана подъемника на IV скорости лебёдки nбIV, об/мин | ||||||
| При обратном ходе (II скорость) nкрII, об/мин. | 194,8 | 192,5 | 190,2 | 188,8 | 170,3 | 174,6 |
От правильной навивки талевого каната на барабан лебедки зависят равномерность и плавность спускоподъемных операций, что очень важно во избежание непредвиденных динамических усилий в процессе ремонтных работ.
Определим средние диаметры рядов навивки каната на барабан лебедки по формуле:
- Средний диаметр первого ряда
D1 = Dб + dк
- Средний диаметр любого другого ряда
Dz = Dб + dк + a · (2 · z – 2) · dк
где а – коэффициент, учитывающий расстояние навивки каната (а = 0,90÷0,93) принимаем 0,93;
z – число рядов каната на барабане.
Диаметры второго и третьего рядов составят:
DII = Dб + dк + a · 2 · dк
DIII = Dб + dк + a · 4 · dк
Для определения числа рядов каната находим число витков в ряду, длину каната, навиваемого на барабан, и длину каната, которая навивается на каждый ряд.
Число витков каната в одном ряду на барабане определим по формуле:
m = 
где β – коэффициент неравномерности навивки каната на барабан лебедки подъемника (β = 0,92÷0,95), принимаем 0,92;
t – шаг навивки каната, мм.
Необходимую длину каната, навиваемого на барабан при подъеме бурильных труб на высоту 13 м, определяем по формуле:
Lк = hkр · n + lо
где n – число рабочих струн оснастки талевой системы;
lо – длина нерабочих витков каната первого ряда, постоянно навитого на барабан, м:
lо = m0 · π · DI
где m0 – число нерабочих витков каната в первом ряду навивки, принимаем m0 = 12
Длина каната, навиваемого на каждый ряд:
- на I ряд, принимаем число витков каната на барабан лебедки m = 28
L1 = m · π · DI
- на II ряд
LII = m · π · DII
- на III ряд
LIII = Lк – (LI + LII)
Тогда число витков в третьем ряду определим по формуле:
m1 = 