Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 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 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 [ 202 ] 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

Соединение штанг с плунжером осуществляется с помощью клетки клапана; при этом на нижней торец штанг действует гидростатическое давление Р, равное сумме гидростатического давления от веса столба смеси в НКТ Р и устьевого давления Р

(9.80)

Р = Р.... + Ру

P = P.M..SH + Py

...... . (9-81)

Таким образом, нафузка от веса штанг в смеси G будет таковой:

G.. = G-fP, "" (9.82)

где G - вес колонны штанг в воздухе, Н;

- площадь поперечного сечения штанг, м Вес колонны штанг в воздухе G:

G=fPgH, (9.83)

Подставляя (9.81) и (9.83) в (9.82), после некоторых преобразований получим:

G. ™ = /иггРштЯ - Lt (Рсм. т?Я„, +Ру) =

= /штРшт?Я„

Рсм.т

РсмтЯ,,

или окончательно:

Gim. см Gm

Рс„.т

= G..-b

(9.84)

Рсм.т?Я,„

где Ь - коэффициент «плавучести» штанг в смеси при Р > 0:

Нагрузка от веса столба смеси (жидкости) в НКТ:

С.„.. = Я„Рсм..?, (9.86)

где F - площадь поперечного сечения плунжера насоса, м. Нагрузка от давления на устье скважины:

G,y = FPy. (9.87)

Нагрузка оглавления в затрубном пространстве скважины (давлением от веса столба газа высотой Н пренебрегаем):

G = FP, (9.88)

где P, P - соответственно давления на устье скважины в НКТ и в затрубном пространстве, Н/м.

Нагрузка от веса столба смеси (жидкости) в затрубном пространстве скважины:

где Н - динамический уровень, м;

р 3 - средняя плотность смеси в затрубном пространстве, кг/м.

Таким образом, при статическом режиме работы установки (G,=О, »иб ~ 0) максимальная нагрузка при ходе вверх G , с учетом (9.82), (9.83), (9.85) и (9.87) такова:

/игр PimScn

1 + -

Рсм.т,?Я„

(Рсм. т - Рем. 3 )gHc, + (л - л ) + Рем з§Я„

а минимальная нагрузка при ходе вниз G такова:

fiuTpimga]

Рсм.тЯ„

(9.90)

(9.91)

Нагрузка от сил трения складывается из следующих компонентов:

1. От трения плунжера в цилиндре, зависящего от класса посадки.

2. От трения полированного штока в сальнике устьевого оборудования.

3. От трения колонны штанг о внутреннюю поверхность НКТ, зависящего от кривизны скважины, количества точек касания штанг в НКТ, степени натяжения колонны штанг, характера трения («сухое», «полусухое», «жидкостное»), конструкции и состояния колонны штанг и труб и др.

4. От гидродинамического трения, зависящего от свойств продукции, скорости движения, состояния поверхностей и т.п.

Расчет компонентов силы трения должен проводиться для каждого конкретного случая и является достаточно трудоемким; при этом не все компоненты являются в общей силе трения значительными, но требуют для расчета обширной информации, которая не всегда доступна. Проф. А.С. Вирновский для расчета сил трения колонны штанг о внутреннюю поверхность НКТ рекомендует следующую формулу:

G„„.T=-MaG,

(9.92)

где ц-коэффициент «сухого» трения штанг о трубы (сталь о сталь), принимаемый равным 0,25 0,30;

а - угол отклонения оси скважины от вертикали, рад;

G - вес колонны штанг в воздухе, Н.

Для приближенной оценки силы трения в штанговой насосной установке при ходе вверх G можно использовать следующую эмпирическую зависимость:

G,p = 2500 5,[H], (9.93)

а при ходе вниз G:

(9.94)

где 5 - длина хода полированного штока, м;

G - нагрузка от веса столба смеси в НКТ, Н.

Дополнительные нагрузки, действующие в ТПШ при динамическом режиме работы установки G и Gg, будут рассмотрены ниже.

9.3.9. УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ ШТАНГ И ТРУБ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ УСТАНОВКИ

В процессе насосного цикла на штанги и трубы действуют различные по величине нагрузки, приводящие к их деформации. Во-первых, под действием собственного веса колонна штанг и колонна труб вытягивается соответственно на величины и е:

f г, \

Рсм.тЯ,,,

(9.95) (9.96)

где q q - соответственно вес одного погонного метра штанг и труб с муфтами в воздухе, Н/м;

/игг /тр - соответственно площади поперечного сечения штанг и труб (по металлу), м;