Расчет и подбор оборудования ШСНУ для конкретной скважины

Определяем планированный отбор жидкости по уравнению притока при n=1:
Q=K(Pпл-Pзаб)n (1)
Q=2,4⋅15-8,8=14,88тсут
Глубина спуска насоса:
LH=HФ-Pзаб-Pпр.опт⋅106ρсм⋅g (2)
где Рпр.опт – оптимальное давление на приеме насоса, МПа.
Оптимальное давление на приеме насоса устанавливается опытным путем для каждого месторождения или принимается приближенно по соседним скважинам, работающим в аналогичных условиях. Для расчета можно принять Рпр.опт=2,25 МПа.
Плотность смеси ниже приема насоса:
при малом газосодержании и обводненности менее 80% определяется по формуле:
ρсм=ρн+ρг⋅G+ρв⋅nв1-nвв+nвnв (3)
где b – объемный коэффициент нефти, принимается условно b=1,12;
при малом газосодержании и обводненности более 80%, по формуле:
ρсм=ρв⋅nв +ρн∙1-nв (4)
Так как по условию обводненность продукции скважины составляет 80 %, рассчитаем по обеим формулам и возьмем усредненное:
nв=80/100=0,8
ρсм=860+1,2⋅60+1100⋅0,81-0,81,12+0,81-0,8=53325,12=1041,406≈1041,4 кг/м3
ρсм=1100⋅0,8 +860∙1-0,8=1052 кг/м3
ρсм=1041,4+10522=1046,7 кг/м3
Подставим рассчитанное значение плотности смеси в формулу (2):
LH=1750-8,8-2,25⋅1061046,7⋅9,81=1112,106≈1112 м
Определяем объемную производительность установки, задавшись предварительно коэффициентом подачи насоса н=0,7:
Qоб=Q⋅103ρсм⋅αн (5)
Qоб=Q⋅103ρсм⋅αп=14,88⋅1031046,7⋅0,7=20,30866≈20,3 м3сут
По диаграмме А.Н . Адонина для базовых станков – качалок (рис. 1) выбираем по найденному дебиту и глубине спуска насоса диаметр насоса и тип станка качалки.
В нашем случае (дебит- 20,3 м3/сут, глубина спуска – 1112 м) подходит станок-качалка типа 5СК6-1,5-1600 с наибольшей допустимой нагрузкой в точке подвеса штанг 60 кН (6000 кгс), длиной хода точки подвеса штанг 1,5 м (от 600 до 1500 мм), наибольшим моментом на ведомом валу редуктора, с системой уравновешивания - комбинированной и максимальным числом качаний в минуту - 15.
Диаметр насоса для условий задачи по диаграмме – 32 мм
Для наших условий подходит насос НСН 2 с предельной глубиной спуска 1200 м.
Выписываем техническую характеристику насоса:
- вязкость жидкости до 25 МПа·с;
- объемное содержание механических примесей не более 0,05%;
- условный размер насоса 32 мм;
- идеальная подача при n=10 мин-1 35 м3/с;
- максимальная длина хода плунжера 3 м;
- максимальная высота подъема жидкости 1200 м;
- условный диаметр НКТ – 48 мм.
В зависимости от диаметра и глубины спуска насоса выбирают конструкцию колоны штанг – двухступенчатая конструкция, диаметры штанг 19 мм и 22 мм.
Число качаний вычисляется по формуле:
n=Q⋅1031440⋅Fпл⋅S⋅αп⋅ρсм (6)
где S – длина хода полированного штока, S=1,5; Fпл – площадь поперечного сечения плунжера, определяют по справочным таблицам или по формуле:
Fпл=π⋅dH24 (7)
Fпл=3,14⋅0,03224=0,0008 м2
По формуле (6):
n=14,88⋅1031440⋅0,0008⋅1,5⋅0,7⋅1046,7=11,69656≈12 кач./мин
Необходимую мощность рассчитаем по формуле Д.В