Визначення фактичної продуктивності установки

2.10  Визначення фактичної продуктивності установки

Фактичну продуктивність установки визначаємо за формулою :

Q_ф = 1.44 ∙ F_пл ∙ S_пл ∙ n ∙ ρ ∙ η , м³/добу (2.23)

Q_ф = 1,44 ∙ 0,000615 ∙ 1,8 ∙ 4,5 ∙ 1036,3 ∙ 0,75 = 5,5 м³/добу

де S_пл – довжина ходу плунжера насоса, м ;

η – коефіцієнт подачі установки, який приймається 0,75;

інші позначення та їх розмірності такі ж як в попередніх формулах.

Фактичну довжину ходу плунжера визначаємо за формулою Л.С.Лейбензона – А. С. Вірновського :

S_пл = S / cosφ – λ_cm , м (2.24)

S_пл = 1,8 / cos8.88º - 0.0044 = 1.82 м

де λ – втрати ходу плунжера від видовження НКТ і насосних штанг.

При ступеневій колоні насосних штанг втрати ходу плунжера від видовження НКТ і штанг визначаємо за формулою :

Λ_ст = Р_р / Е ∙((L / f_m) +( l₁ / f₁) + ( l₂ / f₂ ) + (l₃ / f₃)), м (2.25)

Λ_ст = 10499,3/2,1 ∙ 10¹¹ ∙ ((1680/0,0869) + (840 / 0,0201) + (470,4 / 0,0283) + (369,6 / 0,038)) = 0,0044 м

де l₁, l₂, l₃ – довжина відповідної 1-ої, 2-ої, 3-ої ступені колони насосних штанг, м ;

f₁ , f₂ , f₃ – площа поперечного перерізу насосних штанг відповідно 1-ої, 2-ої, 3-ої ступені.

2.11  Розрахунок зрівноваження верстата-качалки

Виходячи з вибраного режиму роботи, слід визначити кількість і розміщення противаг на кривошипах верстата-качалки.

Для цього визначають зрівноважуючий момент за формулою :

М_зр = S ∙ (P_max + P_min ) / 2 , Нм (2.26)

М_зр = 1,8 ∙ (48650,6 + 38114,9 ) / 2 = 78088,95 Нм = 78,1 кНм

З допомогою графіків (рис. 15-18 (1, ст.. 24, 25 )), виходячи з визначеного значення М_зр визнаємо кількість і положення противаг на кривошипах.

Для верстата-качалки СКД6-2,5-2800 М_зр = 78088,95 Нм. З рис. 17 (1, ст. 25) знаходимо по 3 противаги на кривошип масою 485 кг. Встановлюємо на відстань R = 93 см.

2.12  Вибір електродвигуна

Потрібну потужність електродвигуна для приводу верстата-качалки слід визначити за формулою Д. В. Єфремова :

Ng = 4.1 ∙ 10^-5 ∙ π ∙ Dnn² ∙ S ∙ n ∙ ρ ∙ h_д ∙ k ∙ (( 1 – η_р ∙ η_вг / η_н ∙ η_вг ) + η ) , кВт (2.27)

Ng = 4,1 ∙ 10^-5 ∙ 3,14 ∙ 0,028² ∙ 1,8 ∙ 4,5 ∙ 1036,3 ∙ 1416,3 ∙ 3,4 ∙ (( 1 – 0,85 ∙ 0,8 ) / 0,85 ∙ 0,8) + 0,75 )) = 5 кВт

де D – діаметр плунжера насоса , м ;

S – довжина ходу сальникового штока , м ;

n – кількість коливань за хвилину ;

ρ – густина рідини, кг/м³ ;

h_д – віддаль від гирла свердловини до динамічного рівня, м ;

k – коефіцієнт, який враховує зрівноваженість верстата-качалки ( для зрівноваженої системи приймається k = 1,2 , для незрівноваженої k = 3,4 ) ;

η_н – 0,85 – 0,95 К.К.Д. свердловинного насоса ;

η_в.г. – 0,8 – 0,85 К.К.Д. верстата-качалки ;

η – коефіцієнт передачі насосної установки ( приймається = 0,75 ).

Віддаль від гирла до динамічного рівня рідини визначаємо за формулою :

h_д = Н – Н_д ; м (2.28)

h_д = 2420 – 1003,7 = 1416,3 , м

де Н – глибина свердловини, м ;

Н_д – динамічний рівень рідини в свердловині, м.

Підбір електродвигуна за визначеною потужністю проводиться з табл.. 10 (1, ст. 14). Вибираємо електродвигун марки 4АР180М8У2 з максимальною потужністю 15 кВт.

2.13  Вибір іншого обладнання

Для з’єднання сальникового штока з головкою балансира верстата-качалки слід вибирати канатну підвіску, яка входить в комплект верстата. Технічна характеристика канатних підвісок приведена в табл. 12 [ 23, ст. 16 ]. Обираємо канатну підвіску марки ПСШ6 з діаметром канату 2,5 см. та довжиною каната 6,6 м.

Розмір сальникового штока вибираємо в залежності від довжини його ходу.

Максимальна довжина ходу, мм 1800

Довжина сальникового штока, мм 5600

Діаметр сальникового штока, мм 36

З допустимим навантаженням, кН 100

Для герметизації гирла свердловини та підвішування колони насосно-компресорних труб вибираємо гирлове обладнання типу ОУ140-146/168-65А.

В гирловому обладнанні ОУ використовуються сальники СУС2 з подвійним ущільненням і коркові крани КПП65-140 з ущільнюючим мастилом від фонтанної арматури на тиск 14 мПа.