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

Известны и другие формулы для расчета . Сила гидравлического, сопротивления в нагнетательном клапане G рассчитывается по формуле:

G =ДР -F , (9.196)

кл. и кл. н пл

где АР - перепад давлений на нагнетательном клапане при движении через него добываемой продукции, Н/м; F - площадь поперечного сечения плунжера, м1 Сила трения плунжера о стенки цилиндра в поверхностных условиях может быть рассчитана по формулам В.И. Сердюка:

- при смазке водой

G.,n„ =1,84-137,

- при смазке трансформаторным маслом G,p =1,65-127,

(9.197)

где 5 - зазор между цилиндром и плунжером при их концентричном расположении, м. Эта величина для новых насосов зависит от группы посадки.

б) Обеспечение усталостной прочности

причем величину определяютпо формуле М.П. Марковца (9.184).

Если вследствие большой величины сил трения оказывается невозможным обеспечить нисходящий ход без зависания щтанг, следует проверить условие (9.190) для шганг большего диаметра или использовать специальный насос с гидравлически «тяжелым низом» колонны штанг.

Если же не выполняется условие обеспечения усталостной прочности, следует перейти к расчету равнопрочной двухступенчатой колонны штанг. При этом задаются диаметрами штанг каждой из ступеней, после чего длину первой от плунжера (нижней) ступени /, рассчитывают по следующей зависимости:

J /шт. {йип2М + 9тр. п2 )Я.„ - 0,6(G„ +

f..=L2-f..x> (9.199)

М = 0,2 b + 0,6 + 0,4m„ ; (9.200)

?Tp. г, = v,p,5n(M.„,, + M„,.); (9.201)

/uiTi /шт2 - соответственно площадь поперечного сечения штанг первой и второй ступеней, м;

11и1 Яхт! - соответственно вес 1 погонного метра штанг в воздухе первой и второй ступеней, Н/м;

тр1 ?тр2 - соответственно сила гидродинамического трения штанги на длине 1 м, Н/м;

- нагрузка от веса продукции скважины, Н;

Gii - вес «тяжелого низа», который принимается равным сумме сил сопротивлений, сосредоточенных на плунжере:

G = G -(- G ; (9.202)

b - коэффициент плавучести штанг;

, т,, - соответственно фактор динамичности при ходе вверх и

вниз.

Длина «тяжелого низа» , предотвращающая продольный изгиб нижней части штанговой колонны, находится по формуле:

-.=-7", (9.203)

где q„, -вес в продукции скважины 1 погонного метра штанг, используемых в качестве «тяжелого низа» (например, штанги диаметром 25 мм). Длина второй ступени равна:

K = fi.rlrL- (9-204)

Рассчитанную таким образом конструкцию проверяют по условиям (9.186) и (9.190) и, если они оказываются невьшолненными, производят расчет двухступенчатой колонны из штанг большего диаметра Длины ступеней равнопрочной трехступенчатой колонны рассчитываются по следующим формулам (не учитывается гидродинамическое трение штанг):

/штЗ?шт1?шт2

(9.206)

/з=Я,„-(/,+/,), (9.207)

А92=?штз-?шт2, (9.208)

А9з=?штз-?шт,> (9.209)

д=М(д,, (,210)

где/д- площадь поперечного сечения щтанг третьей (верхней) ступени, м;

3 - вес 1 погонного метра штанг в воздухе третьей ступени, Н/м.

Если оказывается, что достаточная усталостная прочность не обеспечивается ни одной из консфукций колонны штанг данной марки стали, необходимо расчеты повторить, задаваясь другой маркой стали с более высоким пределом усталостной прочности. Существуют и другие методики расчета штанговых колонн, например, расчет колонны минимального веса, предложенный В.П. Грабовичем и В.М. Касьяновым.

Таким образом, расчет колонны штанг является достаточно сложной задачей, решаемой с учетом всех нагрузок, действующих в СШНУ, и многообразия эксплуатационных условий скважин.

9.3.16. ИЗМЕРЕНИЕ НАГРУЗОК НА ШТАНГИ. ДИНАМОГРАФ

Измерение нагрузок осуществляется специальным прибором, называемым динамографом. Графическая зависимость нагрузки, действующей в каком-либо сечении штанг в течение насосного цикла (ход вверх - ход вниз) в функции перемещения этого сечения, называется динамограммой. Динамограф - прибор, регистрирующий на специальном бланке изменение нагрузки за время насосного цикла. Существует много типов динамографов, но все они по принципу действия могут быть разделены на несколько классов: механические, гидромеханические, электрические, электронные и др. Каждый класс динамографов имеет как преимущества, так и недостатки.

В зависимости от места установки динамографа они разделяются на две группы:

1. Глубинные динамографы, устанавливаемые, как правило, в нижней части колонны штанг (над плунжером насоса). Они регис-