Контрольная работа: Эксплуатация скважин штанговыми насосными установками

(25)

Оценим утечки для каждого из расчетных вариантов. Предварительно принимаем: Сэ=0,5 - среднее значение для всех вариантов: δ ₁ =0,2510^-4 м,δ ₂ =0, 510^-4 м, δ ₃ =0,7510^-4 м в соответствии с выбранной в задаче 9.1 настоящего раздела группой посадки насоса; υ_ж1 = υ_в1 ; υ_ж2 = υ_в2, так как вследствие сепарационных процессов в полости НКТ над насосом накапливается вода, υ_ж3 = υ_н .

Задача 5. Рассчитать утечки в зазоре плунжерной пары.

Решение.

м³ /с.

Проверим характер течения в зазоре

Следовательно, режим течения жидкости в зазоре - ламинарный.

7. Расчет коэффициента наполнения скважинного насоса

Влияние свободного газа, поступающего в цилиндр насоса, на его подачу оценивают коэффициентом наполнения η_нап :

η_нап = V _ж (р_пн )/ V , (26)

где V _ж (р_пн ) - объем жидкости, поступающей в цилиндр насоса из скважины в течение хода всасывания при давлении р_пн ; V = F _пл S _пл -объем, описываемый плунжером при всасывании; S _пл - длина хода плунжера.

При решении практических и научных задач советскими исследованиями используются зависимости, приведенные в работах. В настоящее время наиболее полная расчетная схема процессов, протекающих в цилиндре скважинного насоса, разработана М.М.Глоговским и И.И.Дунюшкиным. Она включает 6 предельных случаев изменения характеристик газожидкостной смеси в цилиндре при работе насоса в зависимости от предполагаемого течения процессов фазовых переходов и сегрегации фаз.

В дальнейшем изложении индекс і соответствует номеру рассматриваемого случая схемы (і =0 - 5), а индекс j - номеру расчетного варианта (см. табл. 1).

Расчет коэффициента наполнения в соответствии с этой схемой рекомендуется выполнять в следующем порядке.

1. і =0. При р_{вс ц} ≥ р_нас свободный газ в цилиндре насоса отсутствует и коэффициент наполнения определяют по формуле

(27)

(28)

Множитель 2 в знаменателе (28) обусловлен тем, что утечка жидкости в зазоре плунжерной пары происходит только при ходе плунжера вверх, т.е. в течение половины времени работы насоса.

2. При , где - давление насыщения, определенное с учетом сепарации газа у приема насоса, в цилиндре насоса в течение по крайней мере части хода всасывания имеется свободный газ.

В общем случае зависимость для расчета коэффициента наполнения η_нап имеет следующий вид для і =1, . . . 5:

η_{нап ij} = (1 - l _ут )/(1+ R ) - δη_ij , (29)

(30)

(31)

(32)

m _вр -отношение объема вредного пространства насоса к объему, описываемому плунжером; коэффициент К_{η ij} зависит от характера фазовых переходов и сегрегационных процессов. Ниже рассмотрены возможные предельные варианты поведения газожидкостной смеси в цилиндре насоса при его работе согласно [24].

3. і =1. Процесс растворения газа неравновесный, т.е. растворимостью газа в нефти при увеличении давления в цилиндре от р_{вс ц} до р_нц можно пренебречь. Скорость сегрегации фаз такова, что к концу хода плунжера вниз вредное пространство насоса заполнено только жидкостью.

К _{η 1j} =0, , η _нап1j =(1 - l_ут )/(1+R). (33)

Величина η _нап1j определяет верхнюю границу значений коэффициента наполнения, когда снижение объемной подачи насоса по жидкости обусловлено только наличием свободного газа в откачиваемой газожидкостной смеси.