2017-12-14
1161
При откачке высоковязкой жидкости или при больших скоростях откачки жидкости обычной вязкости большое значение приобретают силы гидродинамического трения. Онл возникают при движении штанг в жидкости, жидкости в трубах, а также в клапанах насоса. Для этих условии соответствующую формулу получил А. С. Вирновский:
(4.41)
где
; h - константа трения, с-1 (h = 0,2 - 1,0 с-1);
- гиперболический синус.
При (β = 0 из формулы (4.41) получается формула (4.40).
Учет потерь на сопротивление жидкости в нагнетательном клапане и на трение плунжера о стенки цилиндра
В случае наличия силы сопротивления, вызванной сопротивлением потоку жидкости в нагнетательном клапане и трением плунжера о цилиндр, в формулах (4.37) - (4.41) необходимо λтр +λшт заменить на
, (4.42)
Производительность ШГНУ в случае двухступенчатой колонны штанг
При двухступенчатой колонне штанг с учетом сопротивления движению штанг в вязкой жидкости
(4.43)
где Sпл определяется по зависимости (4.33).
Теоретическая производительность глубинно-насосной установки определяется по формуле [19, 27]:
(4.43')
Коэффициент подачи ШГНУ
. (4.44)
Определяя Qф по формуле (4.37), получим
, (4.45)
.
Для облегчения расчетов можно пользоваться номограммой Иванова [27, с. 52]. По этой ёпри четырех известных других.
Пример расчета производительности и коэффициента подачи ШГНУ
Задача 18
Определить производительность и коэффициент подачи ШГНУ по различным формулам и сравнить их.
Дано: глубина скважины Н = 1500 м;
глубина спуска насоса L = 1400 м;
диаметр насоса Dпл = 38 мм;
диаметр штанг dшт = 19 мм; dтр = 60 мм;
плотность нефти ρн = 850 кг/м3;
длина хода точки подвеса штанг SA = 2,1 м;
число качаний n = 10 мин-1;
забойное давление Рзаб = 30 кгс/см2;
содержание воды nв = 0,25.
Решение
Плотность жидкости
.
Расстояние до динамического уровня
.
Вес столба жидкости над плунжером, полагая, что Рбуф = 0,
.
1. Определим производительность по теории А. М. Юрчука (формула (4.37)).
Предварительно определим:
;
;
;
;
.
2. Производительность по формуле (4.39) А. Н. Адонина
.
Режим откачки статический, Dпл < 43, m = 1,
.
3. Производительность по формуле (4.40) А. С. Вирновcкого
;
.
4. Определим производительность по формуле (4.41) при условии, что h = 0,6 с-1:
;
;
.
5. Определим производительность с учетом формулы (4.42), полагая, что сила сопротивления движению плунжера Рc = 4 кН.
По формуле (4.29) определим λсж штанг:
.
Изгиб штанг под действием Рс по формуле (4.32)
,
где
;
;
.
По формуле (4.42) найдем λ:
.
Найдем производительность по формуле (4.40):
.
Таким образом, производительность по первым трем формулам не отличается. Существенные отличия наблюдаем при наличии силы сопротивления (формула (4.42)) и с учетом гидродинамического сопротивления при высоких константах трения h > 0,6 с-1.
6. Определим коэффициент подачи:
Коэффициент подачи по формуле (4.44)
c учетом вязкости жидкости
с учетом силы сопротивления
