Бурове обладнання при глибинно насосної штанговий експлуатації

Завдання.
Вибір наземного і підземного обладнання при глибинно-насосної штанговий експлуатації.
1. Вибрати типорозмір верстата-гойдалки і діаметр плунжера насоса (вибір верстата-качалки виконати для верстатів-качалок випускаються по ГОСТ 5866-84, згідно діаграм складених Адоніна А.І.).
2. Вибрати типорозмір плунжерного насоса і призначити його робочі параметри, довжину ходу плунжера і число хитань на хвилину. При виборі типорозміру насоса звернути увагу на задану глибину, пов'язавши її з типорозміром насоса НСН (НГП). При наявності піску в рідині призначити тип плунжера (Г; К; П; В) і групу посадки. При виборі числа хитань йти до мінімального його значенню, а при виборі довжини ходу до максимально можливого значення.
3. Вибрати конструкцію колони штанг і розрахувати їх на витривалість.
4. Вибрати типорозмір НКТ, розрахувати НКТ на міцність (від впливу Страгивает навантаження).
5. Визначити навантаження в точці підвісу штанг (за формулою Вірновского А.С.).
6. Вибрати типорозмір верстата-качалки.
7. Визначити значення прискорення точки підвісу штанг за уточненою (наближеної теорії) через 15 ^{0 (0} 0; 15 ^0; 30 ^0; і т.д. до 180 ^0).
8. Визначити потужність приводу (за формулами Єфремова, Ларіонова, Плюща).
9. Розглянути основні правила експлуатації СК.

Дано: Глибина установки насоса - 2200м;
кількість відібраної рідини - 40м ³ / с;
динамічний рівень - 1800м;
вміст піску - 0,1%;
в'язкість - 0,2 Па ;
щільність нафти - 890кг / м ^3;
зовнішній діаметр обсадної колони - 0,146 м.
Рішення.
1. За (1) виберемо верстат-качалку 8СК-12-3 ,5-8000 і діаметр плунжера насоса 38мм.
2. Виберемо типорозмір плунжерного насоса НСВ2-38-25-35, довжина ходу плунжера Призначимо тип плунжера В (наявність піску). Група посадки 2 - із зазором від 0,07 до 0,12 мм.
3. У заданих умовах за (1) слід прийняти
Максимальне значення навантажень в точці підвісу штанг

де - Коефіцієнт втрати ваги штанг в рідині:

де - Щільність матеріалу насосних штанг (сталі), .

- Вага 1 м прийнятих штанг діаметром 22мм,
- Площа поперечного перерізу плунжера, :
.

Максимальна напруга в штангах :

Умова забезпечення міцності виконується.
4. Відповідно обраному діаметру і типу насоса виберемо по (1) діаметр і тип НКТ:
НКТ 73 з висадженими назовні кінцями.
Величина Страгивает навантаження різьбового з'єднання, коли напруга в нарізаною частини матеріалу труби досягає межі текучості , Н:

де - Середній діаметр різьби в площині першого витка,
- Товщина тіла труби під різьбленням в основний площині,
- Межа плинності,
- Коефіцієнт:

де - Номінальна товщина стінки труби

- Кут між опорною поверхнею різьби і віссю труби,
- Кут тертя для різьблення,
- Довжина різьблення до основної площини,

Напруження від дії Страгивает навантаження

де - Площа перерізу труб.

Умова забезпечення міцності виконується.
5. Максимальне навантаження на основі динамічної теорії за формулою А.С. Вірновского з урахуванням власних коливань колони насосних штанг

де - Сила тяжіння колони штанг, Н:

- Сила тяжіння рідини, що знаходиться над плунжером, Н:

- Коефіцієнти відносини довжин ланок верстата-качалки:

де - Кутове переміщення кривошипа відповідного моменту максимальної швидкості точки підвісу штанг.
З залежності отримаємо значення


де - Площа перерізу насосних труб, м ^2:

де - Зовнішній діаметр НКТ, м;
- Внутрішній діаметр НКТ, м:


- Деформація штанг, м:

де - Модуль пружності матеріалу штанг,

- Кутова швидкість обертання кривошипа,


6. При глибині установки насоса 2200м, діаметрі плунжера насоса 38мм і кількості взятих рідини 40м ³ / добу приймаємо в якості базового типорозміру верстат-качалку 8СК-12-3 ,5-8000 по діаграмі Адоніна О.М.
Технічна характеристика 8СК-12-3 ,5-8000:
- Номінальне навантаження на гирлової шток, 117,8
- Номінальна довжина ходу гирлового штока, 2,1 - 3,5
- Номінальний крутний момент, 78,4
- Число ходів балансира за хвилину 5,2 - 11
- Маса, 20000
7. Визначення значень прискорення точки підвісу штанг за уточненою (наближеної) теорії через ,
;


Одержуємо:













8. а) Потужність приводу визначимо за формулою Єфремова Д.В.:

де - Висота підйому рідини,
- ККД подачі,
- ККД верстата-качалки,
- Коефіцієнт урівноваження,
- Діаметр плунжера насоса,

б) Потужність по формулі Плюща Б.М.

де - ККД передачі,
- Коефіцієнт, що залежить від типу верстата-качалки,
- Коефіцієнт:



в) Потужність приводу за формулою Ларіонова:

де - Втрати холостого ходу верстата-качалки,
- Відносний коефіцієнт форми кривої крутного моменту на валу електродвигуна, для верстатів-качалок з балансирним зрівноважуванням:

де - Коефіцієнт, що залежить від довжини плечей балансира і шатунів верстата-качалки,

- Поправочний коефіцієнт, що враховує вплив деформації штанг і труб на величину середньоквадратичної потужності й залежний від відношення довжини ходу плунжера до ходу сальникового штока,

9. Основні правила експлуатації СК.
Надійна і безаварійна робота верстатів-качалок досягається за рахунок правильного підбору устаткування, який залежить від технологічного режиму експлуатації свердловини, якісного виконання монтажних робіт, точного врівноваження, своєчасних профілактичних ремонтів і мастила.
Після пуску верстата-качалки в експлуатацію після закінчення перших декількох днів роботи слід оглянути всі різьбові з'єднання і підтягти їх. У перші дні експлуатації потрібно систематично контролювати стан збірки, кріплення підшипників, затягування кривошипних і верхніх пальців на шатуні, урівноваження, натяг ременів, відсутність течі масла в редукторі і т.п.; перевіряти відповідність потужності і швидкості обертання вала електродвигуна встановленим режимом роботи верстата. Електродвигун повинен бути підключений до мережі так, щоб кривошипи оберталися по стрілці, зазначеної на редукторі.
У процесі експлуатації необхідно регулярно перевіряти і змащувати вузли верстата-качалки і редуктора відповідно до інструкції з їх експлуатації.
Якщо верстат-качалка піддається дії великих і змінних навантажень і експлуатується в умовах високих або низьких температур, підвищеної вологості або запиленості, необхідно частіше перевіряти його.
Після пуску в експлуатацію нового редуктора необхідно через 10 - 15 діб вилити з нього масло і промити гасом або соляровим маслом для видалення частинок металу, що з'являються в процесі первинної роботи редуктора. Для повторного використання злите масло необхідно обов'язково профільтрувати. Наявність масла в редукторі перевіряють через контрольні клапани або щупом. Свіже масло додають в редуктор тоді, коли через нижнє контрольний отвір воно не надходить. Рівень масла в редукторі повинен бути між нижнім і верхнім контрольними клапанами. Для механізованої зміни мастила в редукторах і підшипникових вузлах верстата-качалки слід застосовувати агрегати Азінмаш-48 і МЗ-131СК.

Література.
1. Юрчук А.М. Розрахунки у видобутку нафти. - М.: Надра, 1974.
2. Муравйов І.М. Технологія і техніка видобутку нафти і газу. - М.: Надра, 1971.
3. Бухаленков Є.І., Абдуллаєв Ю.Г. Монтаж, обслуговування і ремонт нафтопромислового обладнання: Підручник для учнів профтехосвіти та робітників на виробництві. - М.: Надра, 1985.
4. Аванесов В.А. Нафтогазопромислового обладнання: Методичні вказівки. - Ухта: УГТУ, 2004.