Выбор оборудования и установление параметров работы насосной установки

Выбор оборудования и режима работы насосной установки приведен для скважины №1818 куста №515 Яунлорского месторождения при заданном отборе жидкости, определенном по данным исследований по методике, изложенной в справочнике «Спутник нефтяника и газовика» (Москва, «Недра», 1986 г.) авторы Н.Г.Середа, В.А.Сахаров, А.Н.Тимашев.

Таблица 8 Исходные данные для расчетов

Показатели	Обозна-чение	Единицы измерения	Значение
Глубина скважины	H	м
Диаметр эксплуатационной колонны (внутренний)	Д	м	0,15
Планируемый дебит жидкости	Qж	м3/с
Обводненность продукции (объемная)	п0	%
Плотность дегазированной нефти	ρнд	кг/м3
Плотность пластовой воды	ρв	кг/м3
Плотность газа (в стандартных условиях)	ρг	кг/м3	1,2
Газовый фактор	Го	м3/м3
Давление насыщения	Рн	МПа	9,0
Пластовое давление	Рпл	МПа	19,2
Устьевое давление	Ру	МПа	1,3
Коэффициент продуктивности	К	м3/(сут∙МПа)м3/с∙Па	3,8 0,44х10-10
Плотность добываемой газожидкостной смеси	ρсм	кг/м3

1.Определяем секундный дебит скважины по жидкости:

(4)

2.Рассчитываем забойное давление:

(5)

3.Приняв погружение насоса под динамический уровень 200м, определяем глубину спуска ШГН Lн:

(6)

4.По опыту эксплуатации установок ШГН в условиях Федоровского месторождения, коэффициент подачи ШГН J составляет 0,6. Тогда теоретическая производительность насоса должна быть:

(7)

По диаграмме А.Н.Адонина выбираем диаметр насоса для Lн = 940 м и Qж = 43,3 м³/сут., равный 44 мм.

Для спуска в скважину подбираем вставной насос НВ – 44 группы посадки пары «плунжер-цилиндр» вставной.

5.Для такого насоса колонна НКТ должна быть составлена из труб с условным диаметром 73 мм (2,5») с толщиной стенки 5,5 мм.

6.Определяем скорость откачки S*n (S – длина хода полированного штока, n – число двойных качаний головки балансира):

(8)

7.Выбираем тип станка-качалки, широко используемый в ОАО «Сургутнефтегаз», с максимальной грузоподъемностью 8 тонн, максимальной длиной хода полированного штока 3 метра и максимальным числом качаний 12 кач. в минуту. Такие станки-качалки производит Ижевский машиностроительный завод (ПНШ 8-3-4000), «Уралтрансмаш» (г.Екатеринбург; ПНГШ 8-3-5500 ).

Длину хода полированного штока в нашем случае принимаем равной 2,1 м. Тогда число двойных качаний головки балансира станка-качалки в минуту составит:

n·s = 8,85 мин^-1· 2,1= 18,6

8.Выбираем конструкцию колонны штанг по таблице АзНИИ ДН. Получаем двухступенчатую колонну штанг из стали с приведенным напряжением σпр = 120 МПа диаметрами 22 мм 19 мм. Штанги d = 22 мм составляют 40% (верхняя ступень) и d = 19 мм 60% (нижняя ступень). Тогда длина верхней ступени составляет 940*0,4 = 376м, нижней составляет 940-376 = 564 м

Целесообразно в нижней части колонны штанг установить тяжелый низ из штанг диаметром 22 мм в количестве 5 штук (по 8 м каждая штанга).

9.Подбираем тип электродвигателя для станка-качалки по формуле (для полезной мощности):

(9)

где : Рвык – давление на выкиде штангового насоса;

Рпр – давление на приеме насоса.

Рвык = ρсм * g * H = 913 * 9,81 * 940 = 8,4 * 10⁶ Па

Рпр = Ру + ρ_см * g * h_погр = 1,3 * 10⁶ + 913 * 9,81 * 200 = 3,09 * 10⁶ Па

КПД подземной части установки:

_пч = 0,85 – 2,1 * 10^-4 (S * n)² = 0,85 – 2,1 * 10^-4 * (18,6)² = 0,7

КПД электродвигателя эд и станка-качалки ск примем по опыту 0,76 и 0,8 соответственно, тогда КПД установки составит:

0,47

Полная мощность, затрачиваемая на подъем жидкости:

Однако, на практике с учетом непредвиденных нагрузок (трение, заклинивание насоса, парафиноотложения в НКТ и т. д.) применяются электродвигатели с небольшим запасом мощности. По таблице технических характеристик электродвигателей для СК выбираем двигатель АОП-52-4

Наименование оборудования	Обозначения, типоразмер	Характеристика
1. Станок-качалка	ПШГН 8 – 3 – 5500	Грузоподъемность – 8 т Максимальная длина хода полированного штока – 3 м Выбранная длина хода – 2,1 м, число качаний 8,6 в минуту.
2.Глубинный штанговый насос	25–175–RHAM–4 Ижевского производства	Диаметр – 44 мм Глубина установки – 940 м
3.Насосно-компрессорные трубы	-	Условный диаметр – 73 мм Длина – 940 м
4. Штанги насосные	ШН – 22 ШН – 19	Верхняя секция – 376 м Утяжеленный низ –40 м Нижняя секция – 524 м
5. Электродвигатель	АОП-52-4	Мощность – 7 кВт

Таблица 9 Результаты расчета