2. Фактическая подача насоса вычисляется по формуле:
Задача 2. Определить мощность на валу поршневого насоса, если даны его подача Q,м3/с; давление нагнетания р, МПа; относительная плотность жидкости ρ; к. п. д. насоса η.
Данные для решения задачи представлены в таблице 3.
Таблица 3.
Вариант |
Параметры |
|||
подача Q, м3/с |
давление нагнетания р, МПа |
относительная плотность жидкости ρ |
к. п. д. насоса η |
|
1 |
0.045 |
6.5 |
1.0 |
0.85 |
2 |
0.06 |
5.0 |
0.9 |
0.83 |
3 |
0.08 |
7.0 |
0.88 |
0.81 |
4 |
0.05 |
6.0 |
0.80 |
0.82 |
5 |
0.03 |
7.5 |
0.95 |
0.84 |
6 |
0.07 |
8.0 |
1.05 |
0.87 |
7 |
0.08 |
7.0 |
1.03 |
0.86 |
8 |
0.055 |
6.5 |
0.94 |
0.88 |
9 |
0.065 |
6.0. |
0.96 |
0.89 |
10 |
0.04 |
7.5 |
0.89 |
0.90 |
11 |
0.045 |
6.5 |
1.0 |
0.91 |
12 |
0.06 |
5.0 |
0.9 |
0.82 |
13 |
0.08 |
7.0 |
0.88 |
0.83 |
14 |
0.05 |
6.0 |
0.80 |
0.84 |
15 |
0.03 |
7.5 |
0.95 |
0.86 |
16 |
0.07 |
8.0 |
1.05 |
0.85 |
17 |
0.08 |
7.0 |
1.03 |
0.83 |
18 |
0.055 |
6.5 |
0.94 |
0.81 |
19 |
0.065 |
6.0. |
0.96 |
0.82 |
20 |
0.04 |
7.5 |
0.89 |
0.84 |
21 |
0.045 |
6.5 |
1.0 |
0.87 |
22 |
0.06 |
5.0 |
0.9 |
0.86 |
23 |
0.08 |
7.0 |
0.88 |
0.88 |
24 |
0.05 |
6.0 |
0.80 |
0.89 |
25 |
0.03 |
7.5 |
0.95 |
0.90 |
26 |
0.07 |
8.0 |
1.05 |
0.91 |
27 |
0.08 |
7.0 |
1.03 |
0.82 |
28 |
0.055 |
6.5 |
0.94 |
0.83 |
29 |
0.065 |
6.0. |
0.96 |
0.84 |
30 |
0.04 |
7.5 |
0.89 |
0.86 |
Пример решения задачи 2: Дано: подача Q= 0,04 м3/с; давление нагнетания р = 6,5 МПа; относительная плотность жидкости ρ= 1; к. п. д. насоса η= 0,85.
Решение:
Мощность рассчитывается исходя из формулы:
Задача 3. Определить коэффициент подачи, учитывающий выигрыш хода за счет инерционных сил η2, коэффициента подачи, учитывающий упругие удлинения насосных труб и штанг от действия статических сил η1, и общий коэффициент подачи насосной установки η; упругие удлинения насосных труб и штанг λуд; увеличение длины хода плунжера за счет инерционных сил λи. Данные для задачи взять из таблицы 4.
Таблица 4.
Параметры |
Вариант |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
глубина спуска насоса L, м |
1550 |
1500 |
1600 |
1650 |
1400 |
1450 |
1150 |
1350 |
1370 |
1480 |
1630 |
1590 |
1420 |
1510 |
1610 |
глубина скважины Н, м |
1670 |
1700 |
1700 |
1750 |
1500 |
1620 |
1300 |
1470 |
1550 |
1590 |
1790 |
1700 |
1640 |
1680 |
1720 |
диаметр насоса D, мм |
32 |
38 |
28 |
32 |
38 |
28 |
32 |
38 |
28 |
32 |
38 |
28 |
32 |
38 |
28 |
диаметр насосных штанг dн, мм |
16 |
19 |
22 |
16 |
19 |
22 |
16 |
19 |
22 |
16 |
19 |
22 |
16 |
19 |
22 |
внутренний диаметр насосных труб dт, мм |
59.0 |
50.3 |
62.0 |
59.0 |
50.3 |
62.0 |
59.0 |
50.3 |
50.3 |
62.0 |
59.0 |
50.3 |
62.0 |
59.0 |
62.0 |
забойное давление рз, МПа |
10 |
11 |
12 |
10 |
11 |
12 |
10 |
11 |
12 |
10 |
11 |
12 |
10 |
11 |
12 |
процентное содержание воды nв |
40 |
35 |
45 |
30 |
35 |
40 |
50 |
40 |
50 |
60 |
70 |
45 |
55 |
65 |
35 |
длина хода головки балансира Sб, м |
1.5 |
1.2 |
1.2 |
0.9 |
0.9 |
0.6 |
1.5 |
1.2 |
1.5 |
1.05 |
0.9 |
0.6 |
2.1 |
2.1 |
1.5 |
число ходов в минуту n |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
5 |
6 |
7 |
плотность нефти ρн, кг/м3 |
840 |
850 |
860 |
870 |
880 |
890 |
900 |
800 |
810 |
820 |
830 |
840 |
850 |
860 |
870 |
Продолжение таблицы 4
Параметры |
Вариант |
||||||||||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
глубина спуска насоса L, м |
1450 |
1150 |
1480 |
1550 |
1500 |
1630 |
1590 |
1420 |
1510 |
1610 |
1600 |
1650 |
1400 |
1350 |
1370 |
глубина скважины Н, м |
1620 |
1300 |
1590 |
1670 |
1700 |
1790 |
1700 |
1640 |
1680 |
1720 |
1700 |
1750 |
1500 |
1470 |
1550 |
диаметр насосных штанг dн, мм |
16 |
19 |
22 |
16 |
19 |
22 |
16 |
19 |
22 |
16 |
19 |
22 |
16 |
19 |
22 |
диаметр насоса D, мм |
32 |
38 |
28 |
32 |
38 |
28 |
32 |
38 |
28 |
32 |
38 |
28 |
32 |
38 |
28 |
внутренний диаметр насосных труб dт, мм |
50.3 |
62.0 |
59.0 |
50.3 |
50.3 |
62.0 |
59.0 |
62.0 |
50.3 |
62.0 |
59.0 |
50.3 |
50.3 |
62.0 |
59.0 |
забойное давление рз, МПа |
10 |
11 |
12 |
10 |
11 |
12 |
10 |
11 |
12 |
10 |
11 |
12 |
10 |
11 |
12 |
процентное содержание воды nв |
40 |
50 |
60 |
70 |
45 |
55 |
65 |
25 |
30 |
35 |
40 |
50 |
40 |
35 |
45 |
длина хода головки балансира Sб, м |
1.2 |
0.9 |
1.2 |
1.2 |
0.9 |
1.05 |
0.6 |
1.05 |
0.75 |
1.5 |
1.2 |
0.75 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
число ходов в минуту n |
9 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
11 |
10 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
плотность нефти ρн, кг/м3 |
800 |
810 |
820 |
830 |
840 |
850 |
860 |
870 |
880 |
890 |
900 |
800 |
810 |
820 |
830 |
Пример решения задачи 3: Дано: глубина спуска насоса L = 1500 м; глубина скважины Н =1600 м; диаметр насоса D = 32 мм; диаметр насосных штанг dш= 19 мм; внутренний диаметр насосных труб dт = 50,3 мм; забойное давление рз = 3 МПа; плотность нефти ρн, = 850 кг/м3 процентное содержание воды nв = 25%; длина хода головки балансира Sб =
= 1,8 м; число ходов в минуту n = 10.
Решение: 1. Находим плотность жидкости
ρж=
Расстояние до динамического уровня равно:
Вес жидкости определяем по формуле
4. Для насосных штанг диаметром 19 мм 1/fш = 0,352. На рис.1 она обозначена на оси абсцисс точкой а. Далее для определения величины η1 проводим из точки а вертикаль до пересечения с линией диаметра насосных труб (точка b), затем горизонталь влево до пересечения с линией Рж = 8,8 кН. Из этой точки проводим вертикаль вниз до пересечения с линией Sб = 1,8 м в квадранте III (точка d) и горизонталь вправо до пересечения с линией L= 1500 м в квадранте IV (точка е). Вертикаль, проведенная из точки е вниз, определит точку k, которая соответствует значению η1 = 0,82.
Зная n и L, по номограмме (см. рис. 2) находим η2= 0,05.
Общий коэффициент подачи равен:
Определяем упругие удлинения насосных труб и штанг
Находим увеличение длины хода плунжера за счет инерционных сил
Рисунок 1- Номограмма для определения коэффициента подачи насоса η1
Рисунок 2 - Номограмма для определения коэффициента подачи насоса η2
