Определение необходимого напора ЭЦН

Практическая работа №73

Основные технологические расчеты выбора установки ЭЦН

Цель: научиться производить основные технологические расчеты выбора установки ЭЦН

Выбор насосно-компрессорных труб

 Диаметр насосно-компрессорных труб (НКТ) определяется их пропускной способностью и возможностью совместного размещения в скважине труб с муфтами, насоса и круглого кабеля. Выбирается диаметр НКТ по дебиту скважины, исходя из условия, что средняя скорость потока в трубах должна быть в пределах , причем меньшее значение берется для малых дебитов. Исходя из этого определяют площадь внутреннего канала НКТ, м²,

(8.1)

и внутренний диаметр, см,

, (8.2)

где  – дебит скважины, м³/сут;  – выбранная величина средней скорости.

 Исходя из ближайшего внутреннего диаметра выбирается стандартный диаметр НКТ (приложение 1). Если разница получается существенной, то корректируется :

,  (8.2^’)

где  – площадь внутреннего канала выбранных стандартных НКТ.

 Диаметр НКТ также может быть определен по кривой потерь в насосных трубах для заданного дебита и выбранного КПД труб не ниже 0,94.

 

Определение погружения насоса под динамический уровень

Глубина погружения под динамический уровень, м,

. (8.15)

Здесь  – давление на приеме насоса, Мпа;  – давление в затрубном пространстве, Мпа;  – ускорение свободного падения;  – плотность водогазонефтяной смеси, кг/м³,

, (8.16)

где , ,  – плотность нефти, воды и газа соответственно;  – обводненность;  – газосодержание на приеме.

Обычно давление на приеме  определяют по специальной методике или по графикам, где учитывается истинное газосодержание a и обводненность n продукции скважины. Предполагая, что на глубине спуска насоса отсутствует скольжение газовой фазы относительно жидкостной, можно приравнять a к .

График изменения  от газосодержания и обводненности:

 

Например, при а=30% и n=50% давление на приеме насоса Р_пр=1,2 Мпа.

 

Определение необходимого напора ЭЦН

 Необходимый напор определяется из уравнения условий характеристики скважины

, (8.3)

где  – статический уровень жидкости в скважине, м;  - депрессия, м;

 – потери напоры на трение в трубах;  – разность геодезических отметок сепаратора и устья скважины;  – потери напора в сепараторе.

 Депрессия определяется при показателе степени уравнения притока, равном единице:

,    (8.4)

где  – коэффициент продуктивности скважины, м³/сут Мпа;

 – плотность жидкости, кг/м³;

.

 Потери напора на трение в трубах, м, определяются по формуле

 ,   (8.5)

где  глубина спуска насоса, м,

; (8.6)

 - глубина погружения насоса под динамический уровень;  – расстояние от скважины до сепаратора, м;  – коэффициент гидравлического сопротивления.

 Коэффициент  определяют в зависимости от числа  и относительной гладкости труб :

, (8.7)

где  – кинематическая вязкость жидкости, м²/с;

,                                              (8.8)

где  -шероховатость стенок труб, принимаемая для незагрязненных отложениями солей и парафина труб равной 0,1 мм.

 По графику находят значение :

 Другим способом определения  является вычисление ее по числу Рейнольдса, независимо от шероховатости:

,  (8.9)

если ;

,  (8.10)

если .

 Потери напора на преодоление давления в сепараторе

,  (8.11)

где  – избыточное давление в сепараторе. Подставляя вычисленные значения ,  и  и наперед заданные  и  в формулу (8.3), найдем величину необходимого напора для данной скважины.