Структура расчетов по подбору гидропоршневых насосов

Расчет параметров узлов установки ГПНУ содержит в основном следующие этапы:

1. Определение глубины необходимого погружения насоса под динамический уровень при заданном коэффициенте наполнения насоса, газовом факторе (с учетом гидравлического сопротивления во всасывающем клапане насоса).

2. Определение глубины спуска насоса в скважину с учетом расположения динамического уровня жидкости и погружения насоса под этот уровень.

3. Выбор типоразмера погружного агрегата.

4. Выбор параметров и состава наземного оборудования.

Глубина необходимого погружения насоса под динамический уровень определяется так же, как и подобный расчет для штанговых насосов. При определении глубины спуска насоса в скважину рассчитывают глубину расположения динамического уровня по известному расположению статического уровня, коэффициенту продуктивности и заданному объему отбираемой жидкости. Глубина спуска насоса будет равна сумме глубины расположения динамического уровня жидкости в скважине и глубины погружения насоса под этот уровень.

Типоразмер погружного агрегата выбирается по подаче и напору насоса и габариту погружного агрегата. Подача насоса задана. Напор, который должен развивать погружной насос, определяется по в случае, если добытая жидкость поднимается по свободной внутренней полости НКТ и применена замкнутая циркуляция жидкости. При подъеме жидкости по кольцевому пространству в этой формуле должны быть изменены зависимости, принятые для определения работы газа в подъемном канале, и определения сопротивления потоку в нем. Также уточняются эти зависимости и при смешивании добытой и рабочей жидкостей.

Габариты погружного агрегата выбираются в зависимости от принятой схемы обустройства скважины (параллельные или концентричные колонны, использование пакера), принятой схемы циркуляции рабочей жидкости и диаметра обсадной колонны скважины.

Расчет:

1.Определение расхода рабочей жидкости

При подборе гидропоршневого насоса необходимо стремиться к максимальному сокращению удельного расхода рабочей жидкости (расхода на тонну добываемой нефти).

где F₂ — площадь поперечного сечения плунжера погружного двигателя в м²; f — площадь поперечного сечения штока, м²; S — длина хода плунжера погружного двигателя, м; п — число двойных ходов плунжера в минуту; К _p — коэффициент расхода рабочей жидкости (отношение фактического расхода к теоретическому).

2.Полезная мощность погружного агрегата (кВт)

 

где Q — подача насоса в м³/с, Н_м = Н - h + h _гс — манометрический напор в м ст. жидк. (Н - глубина спуска насоса, h - глубина погружения насоса под динамический уровень, h _гс -гидравлические сопротивления в трубопроводе от погружного агрегата до приемного резервуара на поверхности).

3.Полная мощность (кВт) всей установки

 

где Q _ра6 - расход рабочей жидкости в m³/с, Р _ср — среднее давление рабочей жидкости на выходе из силового насоса; η_а.с. КПД силового агрегата (электродвигателя привода, механической передачи, силового насоса).

4.Общий КПД установки

 

 

13. Струйные насосные установки. Общие сведения. Схемы и конструкции насосов и систем подготовки рабочей жидкости, основные расчетные зависимости. Назначение, области применения, типоразмеры, маркировка, материалы.

 

 

В последние десятилетия ведутся активные поиски новых способов добычи нефти, особенно в области эксплуатации наклонных скважин. При использовании бесштанговых гидроприводных струйных насосных установок вместо УСШН в скважинах со значительной кривизной ствола энергетические затраты существенно снижаются, а межремонтный период (МРП) скважинного оборудования увеличивается. Компактность, высокие монтажеспособность, эффективность и степень унификации узлов позволяют применять гидроприводные насосные установки при эксплуатации кустовых скважин в труднодоступных районах Сибири и на морских месторождениях.