4. Подбор привода насоса

Определяются величины, характеризующие работу насоса в оптимальном режиме (подача, напор, КПД, мощность) и в режиме подачи, равной «О» (напор, мощность). Приложение 5 [9] .

Qов=125 м³/сут=0,0015 м³/с, Нов=850 м, ηов=0,58, Nов=20,30 кВт.

Определяется коэффициент изменения подачи насоса при работе на нефтеводогазовой смеси относительно водяной характеристики:

где: ν — эффективная вязкость смеси, м²/с*10^-5; Q_oB — оптимальная подача насоса на воде (рис.5.21), м³/с.

КQν =1-4,95·0,000037^0,85·0,0015^-0,57=0,92

Вычисляется коэффициент изменения КПД насоса из-за влияния вязкости:

Кην = 1-1,95·0,000037^0,4/0,0015^0,28=0,8

Вычисляется коэффициент сепарации газа на входе в насос:

где: f_скв — площадь кольца, образованного внутренней стенкой обсадной колонны и корпусом насоса, м².

fскв.к = fскв +fн,

где: fн — площадь сечения насоса, м².

fн =π·d²н/4,

где: d²н — диаметр насоса, [5], м.

fн = 3,14·0,125²/4=0,012 м²

fскв.к =0,013-0,012=0,001 м²

Кс = 1/[1+(6,02·0,0015/0,001)]=0,08

Определяется относительная подача жидкости на входе в насос:

где: Q_oB — подача в оптимальном режиме по «водяной» характеристики насоса м³/с.

q = 0,002/0,002=1

Определяется относительная подача на входе в насос в соответствующей точке водяной характеристики насоса:

qпр = 0,002/0,0015·0,92=0,97

Вычисляется газосодержащие на приеме насоса с учетом газосепарации:

.

βпр =0,5·(1-0,08)=0,46

Определяется коэффициент изменения напора насоса из-за влияния вязкости:

K_Hv= l-(l,07ν^0,6q_np/Q_oB^0,57).

K_Hv = 1-(1,07·0,000037^0,6·0,97/0,0015^0,57)=0,92

Для определения изменения напора и других показателей работы центробежных погружных насосов при вязкости жидкости, значительно отличающейся от вязкости воды и вязкости девонской нефти в пластовых условиях (более 0,03—0,05 см²/с), и незначительном содержании газа на приеме первой ступени насоса для учета влияния вязкости можно воспользоваться номограммой П.Д. Ляпкова. Для наших значений эта диаграмма нам не понадобиться

Определяется коэффициент изменения напора насоса с учетом влияния газа:

_где:

_{А = 1/[15,4-19,2·0,97+(6,8·0,97)2]=0,02}

_{К = [(1-0,5)/(0,85-0,31·0,97)0,02]=0,5}

Определяется напор насоса на воде при оптимальном режиме:

Н = 7,03·10⁶/850·9,8·0,5·0,92=913 м

Вычисляется необходимое число ступеней насоса:

Z = H/h_cт,

где: hст — напор одной ступени выбранного насоса.

hст =Hтабл/100,

где: Hтабл — напор, приложение 4[9], м.

hст =870/100=8,7 м

Z =850/8,7=175

Число Z округляется до большего целочисленного значения и сравнивается со стандартным числом ступеней выбранного типоразмера насоса.

Если расчетное число ступеней оказывается меньше, чем указанное в технической характеристике, но их разность составляет не более 5 %, выбранный типоразмер насоса оставляется для дальнейшего расчета. Если стандартное число ступеней превышает расчетное на 10 %, то необходимо решение о разборке насоса и изъятии лишних ступеней. Другим вариантом может быть решение о применении дросселя в устьевом оборудовании.

Полученное число Z удовлетворяет выше перечисленным условиям, значит его можно оставить для дальнейшего расчёта.

Определяется КПД насоса с учетом влияния вязкости, свободного газа и режима работы:

где: η_оВ — максимальный КПД насоса на водяной характеристики (рис 5).

η = 0,8·0,08·0,58=0,037

Мощность насоса :

N =20,30кВт

Определяется мощность погружного двигателя:

где: ηПЭД — КПД погружного электродвигателя, приложение 15 [9].

NПЭД = 20,30/0,9 =22,5 кВт

Принимаем асинхронный погружной двигатель серии ПЭД 28117;

Мощность двигателя-28кВт;

Рабочее напряжение-900В;

Рабочий ток-26А;

КПД-0,9;

СОSg- 0,84;

Скольжение 5,0%;

Минимальная скорость охлаждения жидкости 0,08м/с;