Оптимизация работы уэцн

для следующих условий: Q_min, Q_опт, Q_max, Q_ф, Q_р – минимальная, оптимальная, максимальная, фактическая, расчетная подача ЭЦН, соответственно. R_ф, R_р – фактическая, расчетная рабочая точка системы насос-скважина, соответственно. Н_н(Q), Н_скв(Q) – графики зависимостей напора насоса и скважины от производительности.

  Практическое занятие №1.

       Тема: Анализ технологического режима работы скважин оборудованных УЭЦН.

   Провести анализ работы УЭЦН по данным технологического режима работы скважины. Построить совмещенную напорную характеристику ЭЦН и скважины. Оценить влияние реальных свойств жидкости на паспортную характеристику ЭЦН, без учета полезной работы газа при подъеме жидкости.

   Исходные данные по скважине: глубина искусственного забоя – 2000 м, средний угол кривизны – 2,5 град., эксплуатационная колонна – 146*7,7 мм, колонна НКТ – 73*5,5 мм, пластовое давление – 16,7 МПа, статический уровень в затрубном пространстве – 5 м, давление насыщения – 12,5 МПа, устьевое давление – 1,5 МПа, затрубное – 1 МПа, средневзвешенная плотность ГЖС в затрубном пространстве в интервале от забоя до динамического уровня  - 800 кг/м³ , средневзвешенная плотность ГЖС в НКТ – 0,75 г/см³, коэффициент динамической вязкости жидкости – 5 сП.

1)      определение необходимого напора погружного насоса:

Н_скв = Н_д + Р_у/ρg + _Δh_тр , где Н_д – динамический уровень.

_Δh_тр – потери напора на местные сопротивления и трение при движении жидкости в НКТ.

_Δh_тр = 1,08_*10⁴_* (λL_н*Q² / d⁵_вн) = 1,08_*10⁴_* (0,019_*1100_*160²) = 6,3 м.

λ = 0,3164 / ⁴√Re = 0,3164 / ⁴√75870,9 = 0,019.

Re = 0,147 _* Q/(d_вн*ν) = 0,147_*160 / (0,062_*0,005) = 75870,9.

   λ  - коэффициент гидравлического сопротивления

Q – дебит по жидкости, номинальная подача насоса.

d_вн  - внутренний диаметр НКТ   

Н_скв = 800 + (1,5_*106/800_*9,81) + 6,3 = 997 м.

2)      Определение напора погружного насоса при оптимальном режиме работы насоса:

Р_заб = 0,75 Р_нас = 0,75_*12,5 = 9,37 МПа.

Q_опт = К_пр*(Р_пл – Р_заб) = 20 _* (16,7 – 9,37) = 73,3 т/сут  = 97,7 м³/сут.

Re = 0,147_*97,7 / (0,005_*0,062) = 46328,8.

 λ = 0,3164 / ⁴√46328,8 = 0,022.

_Δh_тр = 1,08_*104_*0,022_*1100_*97,7² / 62⁵ = 8,9 м.

   Строим график зависимости производительности ЭЦН от напора и кривую напора (см. приложение  ).

Н_скв. = 1,5_*10⁶ / (800_*9,81) + 8,9 + 400,4 = 600,4≈ 600 м.

   Чтобы приблизить характеристику насоса к условной характеристики скважины надо уменьшить диаметр штуцера. При этом возрастет устьевое давление.

    

_ΔР_у = ρgН_скв = 800_*9,81_*(1450 – 600) = 6,67 МПа.

Р_у(нас) = Р_у(фак) + _ΔР_у = 1,5 + 6,67 = 8,17 МПа.