
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет» институт нефти и газа
- •Курс лекций по дисциплине «Нефтегазопромысловое оборудование»
- •1 Общие сведения о проточных машинах
- •1.1 Классификация гидромашин и компрессоров
- •1.2 Роль проточных машин в промышленности.
- •Список рекомендуемой литературы: [1, с. 3-4; 185-186], [2, с.3-5; 183-185], [3, с.154-158], [4, с.9-17], [6, с.3-4; 175-178] Нужна расшифровка позиций
- •2 Насосы
- •2.1 Основные определения
- •2.2 Основные технические показатели
- •Подача насоса - количество жидкости, подаваемое насосом в напорный трубопровод в единицу времени.
- •Напор насоса, н [м.Ст.Ж.] – количество энергии, переданное одной весовой единице жидкости.
- •Давление насоса, р [Па] - количество энергии, переданное одному кубометру жидкости.
- •Мощность.
- •Коэффициенты полезного действия (кпд) - характеризует эффективность потребления подводимой энергии.
- •В соответствии с различными видами мощностей и потерь выделяют следующие виды кпд.
- •Высота всасывания.
- •Контрольные вопросы:
- •Список рекомендуемой литературы: [1, с.8-30], [2, с.6-14; 71-92], [3, с.154-191], [4 с.284-309], [5, с.182-184; 187-194], [6, с.137-144; 154-158].
- •3 Динамические насосы
- •3.1 Основные виды динамических насосов
- •3.2 Классификация динамических насосов по конструктивным признакам. Типовые конструкции
- •3.3 Классификация по назначению и свойствам перекачиваемой жидкости
- •Контрольные вопросы:
- •5 Характеристики центробежного насоса
- •5.1 Действительные характеристики
- •5.2 Пересчет характеристик с воды на вязкую жидкость
- •Контрольные вопросы:
- •Список рекомендуемой литературы: [l. С.38-50], [2, с.38-66], [3, с.167-184], [4 с.87-94], [5 с.148-156; 166-182] .
- •6 Применение центробежных насосов
- •6.1 Характеристика системы. Выбор насоса.
- •6.2 Регулирование работы насосной установки
- •I. Воздействие на характеристику трубопроводной сети.
- •II. Воздействие на характеристику насоса.
- •6.4 Кавитация в центробежных насосах. Условия бескавитационной работы
- •Контрольные вопросы :
- •Список рекомендуемой литературы: [1, с.133-160], [2, с.56-62; 71-94; 144-165], [3, c. 175-204], [4, c.95-133], [5, с.5-6; 49-50; 77-89; 164-170; 194-198; 211-213].
- •7 Объемные насосы
- •7.1 Принцип действия и виды объемных насосов
- •7.2 Виды возвратно-поступательных насосов и элементы их устройства
- •7.3 Виды роторных насосов и элементы их устройства
- •Контрольные вопросы
- •8 Теория действия возвратно-поступательных насосов
- •8.1 Рабочий объем и средняя подача насоса. Коэффициент подачи
- •8.2 Индикаторная диаграмма
- •8.3 Характеристика объемного насоса.
- •Контрольные вопросы
- •9 Работа поршневых насосов в гидравлической системе
- •9.1 Характеристика системы. Выбор насоса.
- •9.2 Регулирование работы насосной установки
- •Воздействие на трубопровод
- •Контрольные вопросы
- •Часть 2
- •1 Классификация оборудования нефтяного и газового промысла. Оборудование общего назначения
- •1.1 Классификация оборудования нефтяных и газовых промыслов по назначению.
- •1.2. Оборудование общего назначения
- •1.2.1. Оборудование ствола скважины, законченной бурением
- •1.2.2. Трубы
- •Насосно-компрессорные трубы.
- •1.2.3. Скважинные уплотнители (пакеры)
- •2. Оборудование для подъема продукции пластов из скважин
- •2.1 Оборудование фонтанных скважин
- •Наземное оборудование.
- •Подземное оборудование фонтанных скважин
- •Бесштанговые скважинные насосные установки
- •2.2.2 Установки электроприводных винтовых насосов (уэвн)
- •2.2.3 Установки электроприводных диафрагмовых скважинных насосов
- •Установки штанговых скважинных насосов
- •1) Привод шсн:
- •2) Оборудование устья
- •3) Колонна штанг.
- •5) Вспомогательное подземное оборудование:
- •6) Скважинный штанговый насос
2.2 Основные технические показатели
К основным техническим показателям относятся параметры, характеризующие технологические возможности насоса и его энергетические потребности. Наиболее важные из них следующие.
Подача насоса - количество жидкости, подаваемое насосом в напорный трубопровод в единицу времени.
В соответствии с единицей измерения количества жидкости различают объёмную подачу Q, [м3/с] и массовую подачу М, [кг/с]. Соотношение между объемной и массовой подачей:
,
(2.1)
где ρ – плотность жидкости, кг/м3.
Сумма подачи насоса Q и утечек q называется идеальной подачей Qи насоса.
.
(2.2)
Фактическая (действительная) подача – определяется по результатам испытания насоса с помощью расходомерного устройства.
Расчётная (теоретическая) подача – определяется по соответствующим каждому виду насоса теоретическим зависимостям.
В отдельных случаях выделяют номинальную подачу – по техническому паспорту насоса, оптимальную – в режиме максимального кпд, минимальную и максимальную допустимые подачи - по условиям эксплуатации.
Напор насоса, н [м.Ст.Ж.] – количество энергии, переданное одной весовой единице жидкости.
Расчётный (теоретический) напор НТ находится по зависимостям, соответствующим каждому виду насоса. Теоретический напор равен сумме действительного напора насоса и потерь напора на гидравлическое трение h.
. (2.3)
Фактический (действительный) напор – определяется по результатам испытания:
, (2.4)
где Нвс и Нн - напор жидкости соответственно на всасывании и нагнетании насоса, м;
Рвс и Рн - абсолютные давления потока на всасывании и нагнетании насоса, Па;
Zвс и Zн – высоты расположения центров тяжести входного и выходного сечений (по месту установки приборов, замеряющих давление), м;
вс
и
н
– скорость потока на всасывании и
нагнетании насоса (по месту установки
приборов, замеряющих давление), м/с.
Абсолютное давление на всасывании и нагнетании насоса определяют через показания приборов. Для этих целей, в основном, используют манометры, показывающие избыточное над атмосферным давление Рм , вакуумметры, показывающие его недостаток – вакуум Рв, и мановакуумметры, измеряющие и то, и другое Рмв .
Абсолютное давление составляет:
- при избыточном давлении
,
- при вакуумметрическом
.
В отдельных случаях выделяют номинальный напор – по техническому паспорту насоса и оптимальный напор – при максимальном кпд насоса.
В ряде случаев целесообразно вместо напора использовать давление, как это делается для объёмных насосов.
Давление насоса, р [Па] - количество энергии, переданное одному кубометру жидкости.
,
(2.5)
где
–
объемный вес жидкости, Н/м3.
Мощность.
Различают мощность полезную, мощность насоса и мощность насосного агрегата.
Мощность полезная (гидравлическая), NГ, [Вт] – количество энергии, передаваемое насосом жидкости в единицу времени:
.
(2.6)
Мощность
насоса, N , [Вт]
– мощность, потребляемая насосом,
(подводимая на вал насоса от двигателя).
Очевидно, что
на величину потерь мощности в насосе,
связанных с утечками (объемные потери
ΔNо),
механическим трением (механические
потери ΔNМ)
и гидравлическим трением (гидравлические
потери ΔNГ).
Мощность насоса может определяться с
помощью мотор-весов.
В практике выделяют значение номинальной (паспортной) мощности насоса – при номинальном напоре и подаче; оптимальной мощности насоса – в режиме максимального значения кпд
Мощность
насосного агрегата, Nн.а.
[Вт] - мощность, потребляемая насосным
агрегатом, (подводимая к двигателю
насоса). Очевидно, что
на величину потерь мощности в двигателе
ΔNдв и
передаче ΔNп.
Мощность насосного агрегата может
определяться по потребляемой мощности
из электросети.
Более наглядно распределение мощности в насосном агрегате (баланс энергии) с соответствующими видами потерь можно представить в виде следующей схемы (рисунок 2.2):