Расчёт рационального режима работы подъёмной установки

Практическая работа № 15

Цель работы: Сформировать представление о характере изменения параметров установки при подъёме оборудования. Научиться производить расчёт рационального режима подъёма скважинного оборудования при ПРС. Понять необходимость изменения скорости подъёма и степени использования мощности двигателя.

Исходные данные:

L – глубина спуска оборудования, м;

ρ_ж – плотность жидкости, кг/м³;

d _шт1 – диаметр штанг верхней ступени, мм;

d _шт2 – диаметр штанг нижней ступени, мм;

l _шт1 – длина штанг верхней ступени, %;

l _шт2 – длина штанг нижней ступени, %;

d _НКТ – диаметр насосно-компрессорных труб, мм;

q _НКТ – вес одного метра труб, Н;

D _Н – диаметр насоса, мм;

N _дв – мощность двигателя лебёдки, кВт;

Q _ТС – вес талевой системы, кН;

D _Б – диаметр барабана лебёдки, м;

V_i – частота вращения барабана при разных скоростях (передачах), м/с;

η_дв = 0,5 – КПД двигателя установки;

η_ТС = 0,92 – КПД талевой системы;

q _шт – вес одного метра штанг, Н:

d _шт = 19 мм → q _шт = 23,03 Н

d _шт = 22 мм → q _шт = 30,77 Н

d _шт = 25 мм → q _шт = 40,18 Н

q _НКТ – вес 1 метра гладких труб для различных диаметров, Н:

d _НКТ = 48 мм → q _НКТ = 43,61 Н

d _НКТ = 60 мм → q _НКТ = 68,60 Н

d _НКТ = 73 мм → q _НКТ = 92,61 Н

d _НКТ = 89 мм → q _НКТ = 133,9 Н

В	L, м	ρ_ж, кг/м³	d _шт1, мм	d _шт2, мм	l _шт1, %	l _шт2, %	d _НКТ, мм	D _Н, мм	N _дв, кВт	Q _ТС, кН	D _Б, м	V₁, м/с	V₂, м/с	V₃, м/с
										2,88	0,42	0,91	1,91	3,85
										2,88	0,42	0,91	1,91	3,85
										5,17	0,42	1,22	2,52	3,69
										2,88	0,42	1,22	2,52	3,69
										2,88	0,42	1,22	2,52	4,01
										5,17	0,42	0,61	1,07	3,73
										5,17	0,42	0,76	1,52	2,98
										5,14	0,42	1,22	2,52	4,01
										2,88	0,42	0,89	1,52	2,48
										5,17	0,42	0,91	1,91	3,85
										2,88	0,42	1,22	2,52	4,01
										5,14	0,42	0,61	1,07	3,73
										2,88	0,42	0,76	1,52	2,98
										5,14	0,42	1,22	2,52	4,01
										5,17	0,42	0,91	1,91	3,85

Методика решения:

1. Максимальная нагрузка на крюке для штанговой установки:

, кН

где , кН – вес колонны труб;

, кН – вес колонны штанг;

, кН – вес столба жидкости;

где , м² – площадь сечения плунжера насоса.

2. Усилие на подвижном конце каната на первой передачи:

, кН

где , м/с – скорость намотки подвижного конца каната на барабан.

n = 35 об/мин – частота вращения барабана (перевести → об/сек).

3. Число рабочих струн в оснастке талевой системы:

, шт

4. Нагрузка на крюке при различных передачах:

, кН

где V _i – скорость намотки каната на барабан на соответствующей передаче, м/с.

5. Длина колонны, поднимаемой на каждой передаче:

, м

6. Число труб, поднимаемых на каждой передаче:

, шт

где l _НКТ = 10 м – длина одной насосно-компрессорной трубы.

Расчёт необходимо произвести, начиная с высшей передачи. Для рационального использования всех скоростей подъёмника необходимо переходить на пониженные скорости подъёма лишь после достижения максимально допустимых нагрузок при более высоких скоростях.

7. Общее число свечей (2 – 3 свинченные трубы) в колонне:

, шт