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

где М, - соответственно массы штанг и продукции скважины, кг; / - инерционное ускорение, м/с Выражая массы через вес, перепишем (9.111) в виде:

G„„=(G,,b + G„)

(9.112)

G„ = G,-G , (9.113)

где ,G - соответственно нагрузки от веса штанг в воздухе и веса продукции, Н,

G, Gj - соответственно нагрузки от веса продукции в трубах и затрубном пространстве, Н,

Ь - коэффициент плавучести штанг в продукции скважины, рассчитываемый по (9.85).

Подставляя в (9.112) соответствующие инерционные ускорения (ускорение по (9.65) действует в нижней мертвой точке, поэтому его необходимо использовать для хода вверх, а ускорение по (9.66) - для хода вниз), получаем при ходе вверх G :

(Gfc4G„) nW

g 2-900 при ходе вниз G (нагрузка G,, = 0):

Gb nW g 2-900

(9.114)

(9.115)

При ходе вверх инерционная нагрузка максимальна в верхней мертвой точке, а направление ее действия противоположно направлению действия силы тяжести. Под действием этой нагрузки колонна штанг сжимается, что приводит к дополнительному пробегу плунжера в цилиндре в сравнении с ходом полированного штока. Этот дополнительный пробег за счет сжатия колонны штанг при ходе плунжера вверх таков:

{G,,„b + G,nWS

2.2.900£:/,,g

(9.116)

При ходе вниз направление действия сил инерции штанг совпадает с направлением действия силы тяжести. Под действием этой

нагрузки колонна штанг растягивается, что приводит к дополнительному пробегу плунжера в цилиндре в сравнении с ходом полированного штока. Этот дополнительный пробег за счет растяжения колонны штанг при ходе плунжера вниз таков:

GhnnS

е =-!-Л-- (9.117)

2-2-900.£,g

За насосный цикл суммарный дополнительный пробег плунжера за счет упругих деформаций колонны штанг под действием сил инерции составляет

К. = е, + е„. (9.118)

Подставляя (9.116) и (9.117) в (9.118), получаем:

2.2.900.£/,„gL-" или после некоторых преобразований:

+ G,.„b

А.„„ - -

2-900-Ef,gl

(9.119)

Таким образом, длина хода тихунжера 5 в общем случае такова:

5,„ = 5-Л + Л„,., (9.120)

где X - упругие деформации штанг при статическом режиме работы, м;

- увеличение длины хода плунжера за счет упругих деформаций штанг под действием инерционных нагрузок, м;

5 - длина хода полированного штока, м.

Подставляя в (9.120) выражение (9.119) и принимая я = 3,1416, ag = 9,81, получаем:

S„=S +

1789-ДД

-х =

я. и

2 г

Обозначим через К выражение:

(9.121)

К = 1 +

(9.122)

и назовем это выражение фактором выигрыша хода плунжера под действием инерционных нагрузок.

С учетом этого длина хода плунжера составляет:

S = SK-X. (9.123)

Если не учитывать инерцию продукции скважины при ходе плунжера вверх (G = 0), фактор выигрыша хода К будет таковым:

(9.124)

К = 1 + -

Так как теоретическая подача плунжерного скважинного насоса, кроме прочего, зависит от площади поперечного сечения плунжера F насоса и длины хода плунжера 5, (см. зависимость (9.7), а упругие деформации колонны штанг X также зависят от F (см. зависимости (9.107)-!-(9.110), практический интерес представляет задача влияния площади поперечного сечения плунжера F (диаметра плунжера J на теоретическую подачу насоса с учетом упругих деформаций колонны штанг.

9.3.11. УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ ПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА

Рассмотрим данную задачу для двух случаев: при статическом и динамическом режимах работы установки.

1. Статический режим работы установки (влияние на упругие деформации только веса продукции скважины).

Потери хода плунжера от упругих деформаций в соответствии с (9.101) и с учетом (9.74), (9.75), (9.86), (9.87), (9.88) таковы :

Х = -

(Рсм. т Рсм. 3

Я,.„

1 1

/iiiT /гр

Обозначим в (9.125) следующий сомножитель через R:

(9.125)