Определение длины хода плунжера штангового насоса





Длина хода плунжера с учетом действия статических сил

Длина хода плунжера с учетом действия статических сил определяется по формуле [24]:

, (4.25)

где SА - длина хода точки подвеса штанг (полированного штока); λ - сумма статических деформаций; λш - деформация штанг под действием перепада давления над и под плунжером при ходе вверх,

. (4.26)

Здесь ΔРж - вес столба жидкости над плунжером,

, (4.27)

где F - площадь проходного сечения цилиндра; Рст - давление столба жидкости над плунжером; Рб - буферное давление в выкидной линии; Рг - потери давления, обусловленного сопротивлением потоку жидкости в трубах; Рс - давление под плунжером, определяемое глубиной погружения насоса под динамический уровень и сопротивлением потоку жидкости в клапанах насоса и в фильтре, Рс = Рд - Ркл; Еш - модуль упругости материала штанг; L - глубина подвески насоса; fш - площадь поперечного сечения штанг.

Деформация труб при ходе штанг вниз

. (4.28)

где ΔРж - вес столба жидкости над плунжером; Ет - модуль упругости материала труб; fт - площадь поперечного сечения труб (по металлу).

При ходе штанг вниз на них действует осевая сила, направленная вверх Рс. Эта сила вызвана сопротивлением потоку Жидкости в нагнетательном клапане и трением плунжера о цилиндр. Сила Рс вызывает сжатие и продольный изгиб нижней части колонны штанг.

Если эти силы не уравновешиваются утяжеленным низом штанг, то соответствующая деформация, уменьшающая длину хода плунжера, будет [24]

; (4.29)

, (4.30)

где Lсж = Рс /qш - длина сжатой части колонны; Rс - радиус спирали, по которой изогнута сжатая часть колонны,

; (4.31)

Dт - внутренний диаметр труб; dш - диаметр штанг; I - момент инерции поперечного сечения штанг; qш - вес 1 м длины штанг в жидкости.

Если осевая сила Рс < 10 кН, то можно использовать более простую формулу А. Лубинского для определения λиз:

. (4.32)

 

Определение длины хода плунжера с учетом статических и динамических сил

Согласно исследованиям А. Н. Адонина граница между статическим и динамическим режимами при откачке жидкости находится в зоне параметра Коши ω·L / а = 0,35 - 0,45, где ω = π·n / 30 - угловая скорость вращения кривошипа; а - скорость звука в штангах (а = 5100 м/с). При двухступенчатой колонне штанг с учетом сопротивлеления движению штанг в вязкой жидкости А. С. Вирновским получена зависимость:

(4.33)

где β1 = b ·L1 / a ; b - константа трения, обычно равна 0,2 - 1,0 c-1 ; μ1 - критерий Коши; fш - площадь сечения штанг;

- гиперболический синус.

Без учета сопротивления движению штанг в вязкой жидкости

(4.34)

Если колонна штанг одноступенчатая, в вязкой жидкости

(4.35)

без учета вязкости (β = 0)

(4.36)

Индексы 1 и 2 соответствуют верхней и нижней ступеням колонны.

 

Пример расчета длины хода плунжера по статической теории

Задача 16

Определить длину хода плунжера по статической теории.

Исходные данные: диаметр плунжера Dпл = 43 мм, диаметр насосных штанг d = 22 мм, диаметр НКТ dт = 73 х 5,5 мм, глубина спуска насоса L = 1500 м, длина хода сальникого штока S = 2,1 м, динамический уровень hд = 1450 м, число качаний в минуту n = 9, плотность жидкости ρж =900 кг/м3, сила сопротивления движению плунжера Рс = 9 кН, буферное давление в выкидной линии - 1,0 МПа, кинематическая вязкость нефти ν = 0,1 см2/с при 80°С.

Решение

Определим параметр Коши по формуле (4.12):

.

Давление столба жидкости над плунжером

Потери давления за счет сопротивления потоку жидкости в трубах определим по соотношению

,

где средняя скорость в подъемных трубах

Число Рейнольдса

.

Коэффициент гидравлического сопротивления

.

.

Давление под плунжером (сопротивлением клапанов пренебрегаем)

.

Тогда вес столба жидкости над плунжером (формула (4.27))

.

Удлинение штанг (формула (4.26))

,

где площадь поперечного сечения штанг

.

Удлинение труб при ходе штанг вниз (формула (4.28))

,

Деформация штанг за счет силы сопротивления при ходе штанг вниз (формула (4.25))

Потери хода за счет изгиба штанг определим по формуле (4.32), так как Рс < 10 кН. Предварительно определим:

Осевой момент инерции для штанг

.

.

Длина хода плунжера при действии статических сил Pпл

.

 





Читайте также:
Как оформить тьютора для ребенка законодательно: Условием успешного процесса адаптации ребенка может стать...
Образование Киргизкой (Казахской) АССР: Предметом изучения Современной истории Казахстана являются ...
Примеры решений задач по астрономии: Фокусное расстояние объектива телескопа составляет 900 мм, а фокусное ...
Теория по геометрии 7-9 класс: Смежные углы – два угла, у которых одна...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.013 с.