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

Выбор места установки

При значительном отклонении штангового насоса от вертикали условия работы клапанов ухудшаются. В связи с этим определяют допустимый угол наклона, обеспечивающий устойчивую работу скважинного насоса. Если угол наклона ствола скважины в месте установки насоса превышает допустимый акр, то глубину подвески насоса необходимо уменьшить шагом, соответствующим инклинограмме скважины.

Надежность работы насосного оборудования в значительной степени зависит от сил, возникающих в паре трения плунжер - цилиндр, которые резко возрастают при изгибе насоса. В связи с этим необходимо определить радиус скважины R:, позволяющий располагать насос без деформации:

R, = 0,1251н2 + (Dэ + dн) (56)

где /н - длина насоса, м; D э - внутренний диаметр обсадной колонны, м; dн - наружный диаметр насоса, м.

Радиус оси ствола скважины в месте расположения насоса

R = 2 - (1 - cosа0) (5 7)

c 2 sin а 0

где h - длина шага инклинограммы, м; а0 - пространственный угол, градус,

а0 =1 Аа2 + Аф2sin2а , (5.8)

здесь Аа - разница зенитных углов на концах шага инклино-граммы, градус; Аф - разница азимутальных углов на концах шага инклинометрии, градус; 2а - сумма зенитных углов, градус.

При углах отклонения оси скважины от вертикали в месте установки насоса более 12° искривление ствола скважины не должно превышать 30 на 10 м. Это ограничение вводится для предотвращения изгиба оси цилиндра насоса под собственным весом, так как из-за высокой гибкости корпуса насос при больших наклонах (выше 12°), располагаясь на нижней образующей обсадной колонны, повторяет профиль скважины.

Допускаемая скорость откачки вязких жидкостей

Выше было показано, что силы гидродинамического трения возрастают пропорционально скорости откачки при прочих равных условиях. В результате скорость нисходящего движения штанговой колонны уменьшается, и при больших скоростях откачки происходит отставание полированного штока от головки балансира, что в дальнейшем приводит к удару и, как следствие, к снижению надежности колонны.

Кроме того, из результатов экспериментов (рис. 5.37) видно, что коэффициент подачи п насосной установки с увеличением скорости откачки v возрастает при подъеме как пластовой воды (кривая /) и дегазированной нефти (кривая 2), так и водонефтяных эмульсий (кривые 3, 4). Таким образом, скорость откачки и эффективность работы насосной установки находятся в некоторой противоречивой связи. Исходя из описанного, можно заключить, что оптимальной является максимальная скорость откачки, не допускающая отставания полированного штока от головки балансира.

Используя зависимость А.С. Вирновского, можно получить равенство, при котором имеется значение нулевой нагрузки в точке подвеса штанг:

где = /т/(/т + /ш, /т - площадь поперечного сечения соответственно штанг и труб; Е - модуль упругости материала штанг (Е = 2,1-107 Н/см2); а* - скорость звука в материала штанг; v - скорость точки подвеса штанг в конце начальной деформации; Р ш - вес штанг.

Рис. 5.37. Зависимость коэффициента подачи п насоса штанговой установки от скорости откачки v

Скорость точки подвеса штанг в конце начальной деформации

30(1 -ф)

где n - число ходов в минуту; S - длина хода точки подвеса t

штанг; ф =- - отношение времени периода разгона ко вре-

мени полуцикла работы глубинного насоса. С некоторыми допущениями принимаетсяя

ф» 2 S,

где l - начальная деформация штанг.

При ходе вниз линия динамограммы может коснуться нулевой точки из условия W = Я по зависимости

р + р = Рш + Рж W Я

где рж - вес жидкости.

Следовательно, максимальное ускорение может быть равным ускорению свободного падения.

Отсюда максимальная скорость

v = 2 - 30-фЯ = 2 - 30 -ql ; = n ~ nS

» 1; V = nS/30.

Предельная скорость откачки

Vпр = 4,8-10-3Рж/ш.

Однако существующие методики А.И. Адонина и В.У. Дали-мова применимы для расчета критического числа качаний лишь при откачке маловязких жидкостей.

Для определения допускаемой скорости откачки рассмотрим задачу нисходящего движения штанговой колонны при откачке вязких эмульсий, с реологической точки зрения ведущих себяя как ньютоновские жидкости.

Соответствие рекомендуемого числа качаний необходимо проверять по условию

n £ Пдоп, (5.9)