20. Преимущества и недостатки гпну. Силовые и прочностные расчеты для скважинного агрегата. Основные расчетные зависимости для подбора гпну.

Преимущества: в наклонно-направл. скв., возможность закачки ингибиторов коррозии, эксплуатация куста скважин, повышенные затраты на обслуж. и обустройство.

Недостатки: конструктивная сложность агрегата, много оборудования для подготовки раб. жид., плохо раб. на жид. с большим газовым фактором, большая длина трубопроводов при экспл. далеких друг от друга скв.

Структура расчетов при подборе ГПНУ.

1)Исходные данные (инклинометрия), опред. глубину спуска агрегата (своб. газа менее 5%), длину колонны НКТ: ;

2)По длине кол. НКТ опред. потери давления при прохождении рабочей и откачив. жидкости. Для этого определяют секундный расход добываемой и силовой жид.: для нас. и двиг. одностор. действия; для 2-хстор. учитывается F_шт.

3 )По исходным данным, глубине спуска и констр. скв. агрегата опред. давление раб. жид. на пов-ти земли: Р_С=Р_Н+ΣΔР_НКТ+Р_БУФ+ρ_Н·g·Н_Д -ρ_С·g·Н_ПОДВ

4)По давлению силов. насоса и подаче раб. жид. подбирают комплектующие станции силовых насосов. Если выбрано 3 раб. насоса, то берут еще 1 резервный.

5)Определяют по выбранным насосам и их энергетич. показателям суммар. мощ. рабочей группы и резервной группы насосов.

6)Опред. общий КПД установок, затраты на эл/эн. и эффективность эксплуатации установки.

7)По суммар. подаче рабочей жид. определяют типоразмер и кол-во сепараторов, сборных емкостей, кол-во подпорных насосов. Объем сборных емкостей должен обеспечить беспереб. работу силовых насосов без подач дополнит. жидкости в течение 3 минут.

8)Опред. Σ мощность установок с учетом подпорных насосов. Полная мощность установки: ,где Q_раб-расход раб. жидкости, Р_р-среднее давл. раб. жид. на выходе из силового насоса

1 -начало движ. поршневой группы погружного агрегата; 0-1V-разгон поршней при повышении давления; 2X,2V,2P-окончание движ. поршней, ее замедление в спец. устройстве и остановка; 3-переключение золотника и подача рабочей жид. из надпоршневой зоны в подпоршневую; 4-начало движ. поршня в обратную сторону. Скорость движения вверх будет выше из-за F_ШТ.

2 1. Струйные насосные установки. Общие сведения. Схемы и конструкции насосов и систем подготовки раб. жид., основные расчетные зависимости. Назначение, область применения, типоразмеры, маркировка, материалы.

В осложненных условиях эксплуатации (много мех. примесей и корр. веществ, наклонные скв.). Преимущества: малые габариты, большая пропускная способность, перекачивают жидкость с большим содержанием газа, до 190⁰С, отсутствие движущихся деталей, возможна конструкция в виде сбрасываемого агрегата. Недостатки: низкий КПД, необходимость погружения глубоко под дин. уровеньМогут применяться при освоении скважин после бурения, при очистке призабойной зоны, при комплексном применении метода создания циклических депрессий-репрессий в сочетании с другими методами воздействия на пласт. КПД 20-35%. Подача 80-400 м³/сут, рабочее давление 50МПа.

Нагнетание скважинной жидкости происходит благодаря явлению эжекции в рабочей камере, т.е. смешению скважинной жидкости с рабочим потоком жидкости, обладающим большой энергией. Эффективность передачи энергии зависит от отношения площ. сопла к площади камеры смешения (0,5-0,6-высоконапорные). S_сопла=0,5-250мм². S_смеш=3-1400мм². На 1 сопло делают 5-6 камер. Рисунок: 1-давление, 2-скорость. Обратная и прямая циркуляция рабочей жидкости, вставные и невставные насосы. Существует 3-хтрубная схема. Эжекторный насос включает в себя хвостовик, корпус с запрессованной в него твердосплавной насадкой (соплом), смеситель и наконечник. Струйные аппараты спускают в скважину на расчетную глубину на НКТ вместе с пакером, опрессовочным седлом, циркуляционным клапаном и фильтром-хвостовиком. Циркуляционный клапан устанавливают выше струйного насоса на 1 трубу, а оппрессовочное гнездо над циркуляционным клапаном. Эжекторный насос фиксируется в корпусе пробкой. На устье ставят насосные агрегаты ЦА-320, 400, 4АН-700. Вытекая с большой скоростью (250 м/с) из насадки и эжектора, рабочая жидкость инжектирует жидкость из подпакерной зоны. В камере смешения струйного насоса происходит энергообмен м/у потоками и выравнивание профилей скорости по сечению камеры смешения. Смешанный поток поступает в диффузор, где кинетическая энергия преобраз. в потенциал. энергию статического давления. Жидкость, выходящая из диффузора, движется к устью скважины по затрубному пространству. Струйные аппараты УОС-1, УОС-1М. Схема поверхностного оборудования: 1-забор нефти, 2-забор донных осадков и воды, 3-задвижка перекрытия нефти, 4---воды, 5-предохр. клапан, 6-дозировочный насос, 7-гидроциклон. Наверху лубрикатора есть крышка, там ставиться цанга для захвата насоса.

Основное уравнение: перепад давления ; , d_Г-диам. горловины, d_С-диам. сопла, Q_{1 и 2}-расход жидкости, подаваемой наземным НА, и пластовой жид., ρ-плот. жид. Q₁, к-опытный коэф.

Давление НА (назем.), необх. для работы струйного насоса: Р_н=ΔР_с-ΔР_э+(ρ_см - ρ)·g·H+( ΔР_в+ΔР_кп), где ΔР_в, ΔР_кп-потери давл. на трение в НКТ и в кольцевом простр.

Расстояние от среза сопла до цилиндрич. части горловины: z=(2…3)·d_C, длина горловины: l=(5…9)·d_Г; γ=3…4⁰- угол наклона конуса диффузора; α_опт=0,607/(1+β)^1,54- оптимальное значение безразмерного коэф.