3. Выбор водоподъёмной установки.

Условие работы водоподъемников в период откачек и постоянной эксплуатации не одинаковы. В первом случае вода, как правило, содержит много механических примесей, во втором – она должна быть свободна от них. Продолжительность откачек по сравнению со сроком эксплуатации скважины ничтожно мала. Кроме того, в процессе откачек и количества отбираемой воды и динамический уровень сильно меняются. Во время эксплуатации они близки к постоянному. Поэтому для опытной откачки следует использовать в первую очередь эрлифты, а для постоянной эксплуатации насосы с более высоким КПД. В соответствии с рекомендациями по выбору типа водоподъемной установки для постоянной эксплуатации принимаем погружной центробежный насос типа ЭЦВ.

Расчет эрлифта.

1. Определяем глубину погружения смесителя от уровня излива

H=h•k

h – глубина динамического уровня воды от уровня излива

k – коэффициент погружения. принимаем =2,5

H=50•2,5=125 м.

2. Определение удельного расхода воздуха

V₀=h/(с•lg((h•(к-1)+10)/10))

с – коэффициент, зависящий от коэффициента погружения = 13,1

V₀=50/(13,1•lg((50•(2,5-1)+10)/10))=4,11 м³ на один м³ поднятой воды

3. Полный расход воздуха

W_в=Q•V₀/60

где Q – дебит

W_в=21•4,11/60=1,44 м³/мин.

4. Пусковое давление воздуха

р₀=0,1•(к•h-h₀+2)

где h₀ – глубина статического уровня воды

р₀=0,1•(2,5•50-29+2)=9,8 кг/см³

5. Рабочее давление воздуха

р_р=0,1•[h•(k-1)+5]=0,1•[50•(2,5-1)+5]=8 кг/см³

6. Расход эмульсии непосредственно выше форсунки

q₁=(Q/3600)+(W/60•(р_р-1))=(21/3600)+(1.44/60•(8-1))=0.0093 м³/с

7. Расход эмульсии при изливе

q₂=(Q/3600)+(W/60)=(21/3600)+(1,44/60)=0,0298 м³/с

8. Площадь сечения водоподъемной трубы у форсунки

w₁=q₁/v₁=0,0093/2,1=0,0044 м²

v₁ – скорость движения эмульсии у форсунки. Принимаем = 2,1 м/с

9. Площадь сечения водоподъемной трубы у излива

w₂=q₂/v₂=0,0298/7=0,0043 м²

v₁ – скорость движения эмульсии на изливе. Принимаем = 7 м/с

10. Внутренний диаметр водоподъемной трубы

d=(4•w₂/)=(4•0.0043/3.14)=0.074 м.

Принимаем диаметр водоподъемных труб равным 76 мм ГОСТ 6238-77.

Диаметр воздухопроводных труб принимаем равным 27 мм ГОСТ 3262-75.

11. Производительность компрессора:

W_k=1,2•W_в=1,2•1,44=1,728 м³/мин.

12. Рабочее давление компрессора

р_к= р_р+0,5=8+0,5=8,5 кг/см³

13. Расчетная мощность на валу компрессора

N_k=N₀•p_k•W_k=1,18•8,5•1,728=17,33 кВт

N₀ – удельная мощность = 1,18 кВт.

14. Действительная мощность на валу компрессора

N_д=1,1•N_k=1,1•17,33=19,06 кВт.

15. Коэффициент полезного действия установки

=1000•Q•h/(1,36 •N_д•75)=1000•21•50/(1,36•19,06•75•3600)=0.15

Принимаем в качестве компрессора для эрлифта компрессор КТ-7.

Расчет водоподъемника.

Выбор марки водоподъемника определяется по дебиту скважины и напору, который должен развить насос.

Н_м=Н_гд+Н_вр

Н_м – манометрический напор

Н_гд – геодезическая высота подачи

Н_вр – потери напора

Н_гд=h_д+h_и=40+10=50 м.

h_и – высота излива

h_д – динамический уровень

h_и – высота излива

Н_вр=0,1•Н=0,1•55=5,5 м.

Н – длина напорного трубопровода.

Н= Н_гд+h_з=50+5=55 м.

h_з – заглубление насоса под динамический уровень, принимаем = 5м.

Н_м=Н_гд+Н_вр=50+5,5=65,5 м.

Эксплуатационные потери: Н_э=0,08•Н_м=0,08•65,5=5,24 м.

Общий напор равен Ноб=Н_м+Н_э=65,5+5,24=70,74 м.

Исходя из данных расчета напорной характеристики, которую необходимо обеспечить, принимаем центробежный погружной насос марки ЭЦВ8-25-100, который удовлетворяет нашим требованиям.

Диаметр водоподъемной трубы 76 мм.

Рабочая характеристика насоса приведена в графической части проекта.