Подбор оборудования для штанговой насосной установки

Первый этап - выбор насоса. Принимая во внимание его производительность, с учетом коэффициента наполнения, равного 0,8, определяется его диаметр при различных сочетаниях длин ходов числа двойных качаний п. Последние определяются по паспорту станка-качалки, если он уже установлен на скважине, либо задаются с учетом параметров балансирных станков-качалок

При этом необходимо стремиться к возможно большей длине хода плунжера насоса, так как это позволяет применять насос меньшего диаметра (меньше величины утечек, меньше силы трения) и уменьшает число циклов нагружения штанг (это также увеличивает срок их эксплуатации).

Второй этап - выбор колонны штанг. Определив диаметр насоса, длину хода плунжера и число качаний, подбирается конструкция колонны штанг, после чего подсчитывается деформация колонны.

Третий этап - выбор колонны труб. Трубы, как правило, подбираются из конструктивных соображений, исходя из типа насоса - вставного или трубного. После чего проверяется их прочность. Желательно применять равнопрочные трубы с высаженными концами, обеспечивающие максимальную глубину спуска насоса. Подобрав колонну труб, определяется ее деформация при работе насоса.

Четвертый этап - выбор типа станка-качалки. По результатам первых трех этапов определяется необходимая длина хода точки подвеса штанг с учетом деформации штанг и труб, а также максимальная нагрузка на полированный шток На основании этих данных подбирается станок-качалка, удовлетворяющий требуемым параметрам. Если такого станка нет среди применяемых моделей (например, длина получается завышенной), повторяются первые два этапа, принимая во внимание марку насоса, обеспечивающего необходимую производительность.

Выбранный станок-качалка должен обладать некоторым запасом максимальной величины нагрузки в точке подвеса штанг, в длине хода и числе качаний, чтобы впоследствии при эксплуатации скважин была возможность изменять их как в сторону уменьшения, так и увеличения.

После выбора модели станка-качалки рассчитывается уравновешивание и проверяется соответствие необходимого максимального крутящего момента паспортному его значению.

Тип наземной части установки определяется исходя из условий ее работы. Балансирные станки-качалки с балансирным уравновешиванием используются на мелких скважинах с небольшим числом качаний. Наиболее универсальны установки с роторным и комбинированным уравновешиванием.

Пятый этап - выбор приводного электродвигателя. Для этого, зная тангенциальное усилие на пальце кривошипа, определяется мощность приводного двигателя, частота вращения вала которого принимается исходя из передаточного отношения редуктора и клиноременной передачи.

Выбор оборудования и режимов работы по изложенной выше методике - сложная и трудоемкая задача, решить которую помогают диаграммы А.Н. Адонина (рис. 4.40., 4.41.).

Рис. 4.40. Диаграмма Адонина А.Н. для базовых моделей станков-качалок

Рис. 4.41. Диаграмма Адонина А.Н. для модифицированных моделей

станков-качалок

Для станков-качалок по ГОСТ 5866-66 диаграмма дает возможность быстро подбирать оборудование по заданным значениям дебита и высоты подъема жидкости.

Диаграммы построены на основе следующих исходных данных:

-плотность откачиваемой жидкости принята равной 900 кг/м3;

- динамический уровень находится у приема насоса;

- коэффициент наполнения насоса равен 0,85.

Сплошные ломаные линии указывают границы зон применения станка-качалки одного типа, а пунктирные - границы областей в этих зонах. Каждой зоне области соответствует насос (плунжер) определенного диаметра (на диаграмме показан цифрой в кружке).

При подборе оборудования глубиннонасосной установки и режима его работы сначала определяются тип станка-качалки и диаметр плунжера глубинного насоса, которые находятся пересечением проекций дебита и глубины спуска насоса на осях Q и Н.

Тип насоса определяется в зависимости от глубины подвес­ки. При глубинах больше 1000 м следует применять вставные на­сосы.

Для определения числа качаний при заданной производи­тельности глубинного насоса при максимальной длине хода ис­пользуется соотношение:

где - максимальное число качаний, установленное для станка-качалки;

- максимальная добыча, соответствующая верхней границе поля данного насоса, м³/сут; - заданная добыча, м³/сут. Аналогичные диаграммы были созданы и для станков-качалок по ГОСТ 5866-76, которые обычно приводятся в паспорте станка-качалки.

Рис. 4.42. Диаграмма области применения станков-качалок СК5-3-2500 (при числе качаний 12 в мин, чистая зона) и СК6-2.1-2500 (при числе качаний 14 в мин, заштрихованная зона)

Рис. 4.43. Диаграмма области применения станков-качалок СК8-3,5-4000 (чистая зона) и СК12-2,5-4000 (заштрихованная зона) при числе качаний 12 в мин