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

пренебречь. Если динамический уровень высокий, то Рн может играть значительную роль. Высокие динамические уровни часто встречаются в периодически фонтанирующих скважинах, а также в скважинах, эксплуатирующихся непрерывным газлифтом. Высокие динамические уровни можно наблюдать в начальный период после перевода почти каждой скважины на глубиннонасосную добычу. Затем, уже в период продолжительной эксплуатации щтанговыми насосами, статическую нагрузку на полированный щток с достаточным приближением можно выразить

Так как Рж равна весу столба L жидкости удельного веса уж, то

шт -"штТшт

Тогда

f „ --S,Ly+LS, (Ушт - Y«). (4.1-2)

Без учета колонны щтанг в насосно-компрессорных трубах вес 1 м столба жидкости 0ж=5тр7ж; вес 1 м штанг в воздухе 0шт=5штУшт, а вес 1 м штанг, погруженных в жидкость, GmT=5mT(vmT-7ж). Тогда

ОштОшт V" =Дшт. (4.1-3)

где b - коэффициент уменьшения веса.

Ь= Vmj-V« (4.1-За)

Статическую нагрузку также можно выразить следующим образом: Pe,P+K.b=GL+Gm.bL.

Статическая нагрузка на полированный шток при движении вниз равна весу полированного штока в жидкости:

f,=G,,6L. (4.1-4)

В колонне штанг, погруженных в жидкость, происходит постоянное удлинение штанг за счет собственного веса. Это определяется по закону Гука:

а/ - FrbL Ошт1Ь , г,

шт.ст - 9<? F 9<J Р V.*

Отношение 0шт/5шт - почти постоянная величина для стандартных штанг (около 8,5x10* Н/м, среднее значение по данным табл. 4.1-1). В общем, 7шт=7,7Х10* Н/м и £ = 2,06X10" Па. Приняв 7ж=8826 Н/м и подставляя цифровые значения в уравнение (4.1-5), получим

АЬ,т.ст=375. (4.1-6)

СЛ 4

Таблица 4.1-1

Размеры штанг (в основном по Венгерскому стандарту, МСЛ 5152)

• ±0,5 mm; •• - расчетные значения; ••• - по стандарту АНИ 11В; •"• - оценочные значения.

Гладкая кованая поверхность

Таким образом, удлинение колонны штанг, погруженной в данную жидкость, зависит только от длины подвески. В уравнениях (4.1-4) и (4.1-6) учитывается нагрузка на штанги только за счет своего веса при перемещении колонны как вниз, так и вверх. Изменение нагрузки под воздействием веса жидкости приводит к деформациям, которые также описываются по закону Гука:

Дшх=£Ч=-#. (4.1.7)

Насосно-компрессорные трубы находятся под воздействием собственного веса при ходе плунжера вверх веса столба жидкости при движении плунжера вниз. Переменное удлинение составит

AL,p = -/=-4. (4.1-8)

Диаметр цилиндра насоса здесь принят равным внутреннему диаметру НКТ.

При достаточно низких частотах вращения вала кривошипа (Ж 8) динамическими нагрузками можно пренебречь, тогда длина хода плунжера будет меньше длины хода полированного штока на суммарную величину удлинения штанг и труб. Это можно подтвердить следующим рассуждением. Рассмотрим только долю удлинения труб вследствие изменения нагрузки, не принимая во внимание статическую нагрузку и вызываемое ею удлинение. В самой верхней точке хода полированного штока (точка А) колонна штанг полностью удлинена и плунжер находится в верхней точке хода (точка В). В начальный момент хода вниз полированного штока растягивающее усилие на колонну штанг постепенно уменьшается до нуля после прохождения пути АЬшт В этот момент плунжер начинает фактически двигаться вниз. В этой фазе полированный шток, колонна штанг и плунжер движутся вниз с одинаковой скоростью. Тем временем вес столба жидкости после закрытия всасывающего клапана передается на НКТ, в результате чего цилиндр насоса, закрепленного к НКТ, опустится на sALtp по отношению к точке В. Плунжер начнет свое движение относительно цилиндра только тогда, когда «нагонит» опускающийся цилиндр.

Таким же образом определяется сокращение длины хода при движении труб вверх по формуле

5-5,==AS = AL.,-fAL.p=%(+-5). (4.1-9)

где Ешт = Ет:р=Е. Подставив выражение Ож=5плУж в формулу (4.1-9), находим

Д5 =

5пл7ж.= /1,1

). (4.1-10)

Пример 4.1-1. Необходимо определить удлинение колонны штанг и сокращение длины хода. Динамические усилия незначительны, и ими пренебрегаем. Диаметр плунжера насоса типа RWT равен 63,5 мм; с?шт=22,2 мм; L=1200 м; уж=8826 Н/м; £=2,06X10" Н/м\