Курсовая работа: Установление режима работы ШСНУ с учетом влияния деформации штанг и труб для скважины №796 Серафимовского месторождения

(3.4)

где ε_i – доля длины штанг с площадью поперечного сечения f _{ш i} в общей длине штанговой колонны L _н ; f ^’ _т – площадь поперечного сечения по телу подъемных труб, м² ; Е – модуль упругости материала штанг (для стали Е =2∙10⁵ МПа).

Если колонна насосно-компрессорных труб заякорена у насоса, то λ_т =0.

Тогда суммарное упругое удлинение труб и штанг /4/:

где d - диаметр плунжера, м; ρ_ж -плотность откачиваемой жидкости, кг/м;

g-ускорение свободного падения, м/с² .

При динамическом режиме работы длину хода полированного штока можно определить по следующим формулам.

Формула АзНИПИнефти:

(3.5)

где т – коэффициент, учитывающий влияние силы инерции массы столба жидкости на упругие деформации штанг. Коэффициент т , рассчитанный А. Н. Адониным, имеет следующие значения:

Условный диаметр насоса, мм ……………………….………43 55 68 93

Коэффициент т ……………………… …………………….1 1,5 2,0 3,0

Формула (3.5) справедлива при μ_д ≤0,5 для двухступенчатой колонны штанг, учитывает вынужденные колебания последней и имеет вид:

(3.6)

где Здесь l _ш1 , l _ш2 – длина ступеней колонны штанг с площадями поперечного сечения f _ш1 и f _ш2 соответственно.

Для частного случая колонны штанг постоянного сечения (т.е. одноступенчатой) формула (3.6) переходит в формулу Л. С. Лейбензона:

(3.7)

Формулы (3.6), (3.7) могут применяться для 0,2≤μ≤1,1.

При расчете упругих деформаций ступенчатой колонны штанг необходимо изменить значение скорости звука а , входящее в зависимость (3.1). Для одноразмерной колонны штанг а =4900 м/с, а для трехступенчатой а =5300 м/с.

Все приведенные формулы не учитывают влияния гидродинамического трения на ход плунжера. Этого недостатка лишена формула А. С. Вирновского:

где h – константа трения, равная 0,2÷1,0 с^-1 .

Среднее уменьшение подачи насоса из-за упругого удлинения труб и штанг в долях от его условно теоретической производительности Q_ут :

,

и в долях от фактического дебита Q _ф :

,

где q _λ -среднее уменьшение подачи насоса из-за упругого удлинения труб и штанг, м³ /сут; λ-суммарное упругое удлинение труб и штанг, м; S -длина хода полированного штока, м; α-коэффициент подачи насоса /4/.

3.2 Нагрузки, действующие на штанги и трубы