Контрольная работа: Эксплуатация скважин штанговыми насосными установками

(17)

где d _кл - диаметр отверстия в седле клапана, м; υ_ж - кинематическая вязкость жидкости, м² /с. В качестве υ_ж выбирается вязкость того из компонентов, содержание которого в откачиваемой продукции наибольшее.

Задача 4. Определить потери давления в клапанных узлах.

Решение. Для 1-го варианта

Q _{кл вс} =1,9∙10^-4 м³ /с,

Q _{кл н} =1,175∙10^-4 м³ /с.

υ_{max вс} =4∙1,9∙10^-4 /(0,02)² =1,9 м/с;

υ_{max н} =4∙1,175∙10^-4 /(0,011)² =1,72 м/с;

Re_{кл вс} =1,9∙0,02/(2∙10^-6 )=2∙10⁴ ;

Re_{кл н} =1,175∙0,025/(2∙10^-6 )=1,81∙10⁴ .

По графикам Г.С.Степановой определяем коэффициент расхода клапана ξ_кл в зависимости от числа Рейнольдса, вычисленного по (17) (рис. 3 кривая 1) ξ_{кл вс} =ξ_{кл н} =0,4.

Перепад давления в клапане рассчитываем по формуле

(18)

где ρ_жд - плотность дегазированной жидкости.

ρ_жд =ρ_нд (1-β_в )+ρ_в β_в =800(1-0,1)+1000∙0,1=860 кг/м³ ; (19)

=(1,9)² ∙860/(2∙0,4² )=0,9∙10⁴ Па≈0,01 МПа;

=(1,72)² ∙860/(2∙0,4² )=0,8∙10⁴ Па≈0,008 МПа.

Затем рассчитываем давления в цилиндре насоса при всасывании и нагнетании:

р_{вс ц} =р_пн - р_{кл вс} =4,0-0,01=3,99 МПа; (20)

р_{н ц} =р_вн - р_{кл н} =9,6+0,008=9,608 МПа. (21)

6. Расчет утечек в зазоре плунжерной пары

На стадии проектирования штанговой насосной эксплуатации, когда еще не известен режим откачки, утечки в зазоре плунжерной пары нового (неизношенного) насоса рассчитываем по формуле А.М.Пирвердяна:

(22)

где ρ_ж , υ_ж - плотность и кинематическая вязкость откачиваемой жидкости;l _пл - длина плунжера,м (для серийных насосов l _пл =1,2 м); - зазор между плунжером и цилиндром при их концентричном расположении, м; С_э - относительный эксцентриситет расположения плунжера в цилиндре, т.е. отношение расстояния между их центрами к величине (0≤С_э ≤1).

Формула (22) справедлива для ламинарного режима течения жидкости в зазоре, причем условие сохранения этого режима согласно имеет следующий вид:

Re=q _ут /(π D _пл υ_ж ) ≤ Re_кр =10³ , (23)

где Re_кр - критическое значение числа Рейнольдса.

При турбулентном режиме течения жидкости в зазоре утечки можно приближенно определить по следующей зависимости:

q _ут = 4,7π D _пл [ δ ³ (р_вн -р_{вс ц} ) /( l _пл ρ_ж )] ^4/7 ∙1/υ^1/7 _ж (24)