Задача №1 Выбор агрегата для ремонта скважин оборудованных шсну

Данные для задачи №1

Вариант	1,2,3,4,5	6,7,8,9,10	11,12,13, 14,15	16,17,18, 19,20	21,22,23, 24,25	26,27,28, 29,30
Глубина подвески насоса: L(м)	1509	1453	1486	1467	1554	1573
Марка насоса	НН2С-44-25-15		НН2С-44-35-15		НН2Б-44-45-15
Колонна штанг	22/19 (40/60)		22/19 (35/65)		22/19 (30/70)
Диаметр НКТ, мм	73
Толщина стенки НКТ, мм	7	5,5	7	5,5	7	5,5
Процент воды в нефти, %	15	11	37	32	44	62
Плотность воды, кг/м3	1110	1115	1154	1124	1156	1067
Плотность нефти, кг/м3	869	825	854	788	856	844

Для проведения ремонта, при выборе агрегата, необходимо знать нагрузку на крюк, которая определяется по формуле:

Р_кр = К ∙ (Р₁ + Р₂),

где К - коэффициент, учитывающий возможные затяжки, прихват колонны.

Р₁ – вес оборудования, извлекаемого из скважины (НКТ, насос, штанги), Н;

Р₂ – вес жидкости, находящейся в трубах, Н.

Вес оборудования, извлекаемого из скважины определяется по формуле:

Р₁ = Р_нкт + Р_нас + Р_шт,

где Р_нкт - вес НКТ, находящихся в скважине, Н;

Р_нас - вес насоса, Н;

Р_шт – вес штанг, Н.

Вес НКТ, находящихся в скважине, определяется по формуле:

Р_нкт = q_т ∙ g ∙ h,

где q_т – масса одного метра труб с учетом муфты, кг;

h – длина НКТ, находящихся в скважине, м;

g - ускорение свободного падения, м/с².

Вес насоса определяется по формуле:

Р_нас = q_нас ∙ g,

где q_агр - масса погружного агрегата, кг.

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с².

Вес штанг определяется по формуле:

Р_шт = q_шт ∙ g ∙ h,

где q_шт - масса одного метра штанг, кг.

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с².

h – длина штанг находящихся в скважине, м.

Вес жидкости, находящейся в трубах определяется по формуле:

Р₂ = 0,785 ∙ d_вн² ∙ h ∙ r_сж ∙ g,

где d_вн- внутренний диаметр НКТ, мм;

ρ_сж - плотность скважинной жидкости, кг/м³.

Плотность скважинной жидкости определим по формуле:

ρ_сж = n_в ∙ ρ_в + ρ_н (1 – n_в),

где ρ_в - плотность пластовой воды, кг/м³;

ρ_н - плотность нефти в пластовых условиях, кг/м³;

n_в - обводненность нефти, в долях единицы.

Исходя из рассчитанной нагрузки на крюке выбираем подъемную установку.

Задача №2

Определение числа рядов каната на барабане лебедки и скорости подъема крюка

Данные для задачи №2

№ варианта	1-5	6-10	11-15	16-20	21-25	26-30
Диаметр бочки барабана Dб, мм	450	440	490	420	400	410
Длина бочки барабана Lб, мм	850	800	750	750	700	730
Диаметр талевого каната dк,мм	22	26	22	25	22	20
Оснастка талевой системы	3х4	2х3	3х4	2х3	3х4	2х3
Высота подъема крюка hkр, м	15	17	14	10	18	23
Частота вращения барабана подъемника на I скорости лебёдки nб,об/мин	60,6	58,3	55,7	53,9	44,6	40,1
Частота вращения барабана подъемника на II скорости лебёдки nбII, об/мин;	90,1	84,7	79,3	75,6	70,3	72,7
Частота вращения барабана подъемника на III скорости лебёдки nбIII, об/мин	148,2	141,3	138,4	127,9	120,4	121,8
Частота вращения барабана подъемника на IV скорости лебёдки nбIV, об/мин	250	246	211	200	183	187
При обратном ходе (II скорость) nкрII, об/мин.	194,8	192,5	190,2	188,8	170,3	174,6

От правильной навивки талевого каната на барабан лебедки зависят равномерность и плавность спускоподъемных операций, что очень важно во избежание непредвиденных динамических усилий в процессе ремонтных работ.

Определим средние диаметры рядов навивки каната на барабан лебедки по формуле:

- Средний диаметр первого ряда

D₁ = D_б + d_к

- Средний диаметр любого другого ряда

D_z = D_б + d_к + a · (2 · z – 2) · d_к

где а – коэффициент, учитывающий расстояние навивки каната (а = 0,90÷0,93) принимаем 0,93;

z – число рядов каната на барабане.

Диаметры второго и третьего рядов составят:

D_II = D_б + d_к + a · 2 · d_к

D_III = D_б + d_к + a · 4 · d_к

Для определения числа рядов каната находим число витков в ряду, длину каната, навиваемого на барабан, и длину каната, которая навивается на каждый ряд.

Число витков каната в одном ряду на барабане определим по формуле:

m =

где β – коэффициент неравномерности навивки каната на барабан лебедки подъемника (β = 0,92÷0,95), принимаем 0,92;

t – шаг навивки каната, мм.

Необходимую длину каната, навиваемого на барабан при подъеме бурильных труб на высоту 13 м, определяем по формуле:

L_к = h_kр · n + l_о

где n – число рабочих струн оснастки талевой системы;

l_о – длина нерабочих витков каната первого ряда, постоянно навитого на барабан, м:

l_о = m₀ · π · D_I

где m₀ – число нерабочих витков каната в первом ряду навивки, принимаем m₀ = 12

Длина каната, навиваемого на каждый ряд:

- на I ряд, принимаем число витков каната на барабан лебедки m = 28

L₁ = m · π · D_I

- на II ряд

L_II = m · π · D_II

- на III ряд

L_III = L_к – (L_I + L_II)

Тогда число витков в третьем ряду определим по формуле:

m₁ =

Определение скорости подъема крюка.

Определим средний диаметр навивки трех рядов талевого каната на барабан лебедки по формуле:

D_ср =

Скорость подъема крюка определим по формуле:

υ_кр =

где n_б – частота вращения барабана подъемника, об/мин;

n – число рабочих струн оснастки талевой системы.

Находим скорость подъема крюка на I, II, III и IV скоростях подъемника и при обратном ходе (II скорость)