для следующих условий: Qmin, Qопт, Qmax, Qф, Qр – минимальная, оптимальная,
максимальная, фактическая, расчетная подача ЭЦН, соответственно. Rф, Rр – фактическая, расчетная
рабочая точка системы насос-скважина, соответственно. Нн(Q), Нскв(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:
Нскв
= Нд + Ру/ρg + Δhтр
, где Нд – динамический уровень.
Δhтр – потери
напора на местные сопротивления и трение при движении жидкости в НКТ.
Δhтр = 1,08*104*
(λLн*Q2 / d5вн) =
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/(dвн*ν) = 0,147*160 / (0,062*0,005)
= 75870,9.
λ -
коэффициент гидравлического сопротивления
Q – дебит по жидкости,
номинальная подача насоса.
dвн - внутренний диаметр НКТ
Нскв
= 800 + (1,5*106/800*9,81) + 6,3 = 997 м.
2)
Определение напора погружного насоса при оптимальном
режиме работы насоса:
Рзаб = 0,75 Рнас = 0,75*12,5
= 9,37 МПа.
Qопт = Кпр*(Рпл
– Рзаб) = 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.
Δhтр = 1,08*104*0,022*1100*97,72
/ 625 = 8,9 м.
Строим график
зависимости производительности ЭЦН от напора и кривую напора (см.
приложение ).
Нскв.
= 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.
ΔРу
= ρgНскв =
800*9,81*(1450 – 600) = 6,67 МПа.
Ру(нас)
= Ру(фак) + ΔРу = 1,5 + 6,67 = 8,17 МПа.