Влияние утечек

Утечки возникают через зазор между плунжером и цилиндром насоса, в клапанах.

Утечки в клапанах возникают, как правило, в изношенном насосе и отсутствует в нормально работающем. Они приводят к перетекающей жидкости под плунжер, при его ходе вверх. Поэтому количество жидкости, поступающей через всасывающий клапан насоса, будет меньше, так как часть цилиндра заполнена жидкостью за счет утечки.

Утечки учитываются коэффициентом

Подставляя в (7) значение коэффициента подачи согласно (9) и решение относительно получаем:

(16)

Если утечки q=0, то и фактическая подача равнялась бы

Поскольку q>0 и то , следовательно

(17)

где q- объем жидкости, протекающей через зазор между плунжером и цилиндром и другие не плотности ( ).

Утечки происходят под воздействием перепада давления над и под плунжером. Поскольку этот перепад существует при ходе плунжера вверх, то утечки происходят в течение половины времени работы насоса.

Для определения q предложено много методов и формул.

Если зазор между плунжером и цилиндром рассматривать, как прямоугольную щель длиной , где D - диаметр плунжера; шириной , равной половине разности диаметров цилиндра и плунжера и протяженностью l, равна длине плунжера, по закону Пуазейля при ламинарном течении вязкой ньютоновской жидкости ее расход через такую щель равен

(18)

где - вязкость жидкости - перепад давления.

В случае ШСН ,

где - давление нагнетания (давление над плунжером при ходе вверх);

- давление всасывания или давление при приеме насоса.

Умножение (18) на 86400 (число сек в сутках) получим

(19)

Учитывая, что утечки происходят при ходе плунжера вверх, то необходимо результаты уменьшить вдвое таким образом

(20)

При малых подачах насоса утечки составлять существенную долю от фактической подачи. Именно по этой причине длина плунжера делается достаточно большой – 1 метр и более.

Влияние усадки жидкости

Через ШСН проходит некоторый объем нефти и воды при давлении и температуре на приеме насоса. Когда продукция попадает в товарный парк, она дегазируется и охлаждается. Это учитывается объемными коэффициентами нефти и воды .

Объемные коэффициенты - величины непостоянные, они изменяются от температуры, давления и количества растворенного газа.

В промысловых лабораториях или отраслевых институтах величины и определяются экспериментально и результаты представляются в виде графиков и таблиц.

Коэффициент , характеризующий потерю подачи ШСН в результате изменения объема продукции при переходе от условий приема и стандартным условиям, определяется как

(21)

где Q - дебиты нефти и воды при стандартных условиях в объемных единицах.

По определению объемная обводненность продукции

откуда

(22)

Подставим (22) в (21) получим

(23)

Осн.: 1. [352-362], 3. [590-603]

Контрольные вопросы:

1. Как определяется теоретическая подача ШСН?

2. Что такое коэффициент подачи ШСН?

3. Что относится к постоянным факторам, влияющие на коэффициент подачи?

4. Что относится к переменным факторам, влияющие на коэффициент подачи?