106. Установление режима работы шсну. Расчеты деформаций штанг и труб

Определение параметров работы ШСНУ основаны на детерминированных методах расчетов, в основу которых положены данные о конструкции насосов, свойствах материалов, из которых изготовлен насос, параметры скважины, свойствах откачиваемой жидкости.

При выборе оптимального режима работы ШСН в силу объективных и субъективных факторов не всегда удается задать единую целевую функцию, например, в виде максимальной прибыли. В этом случае основные предъявляемые требования могут быть сформулированы следующим образом: а) увеличить дебит скважины; б) увеличить средний межремонтный период скважины. Увеличение дебита скважины приводит, согласно многочисленным данным нефтепромысловой практики, к более интенсивному изнашиванию скважинного насоса. В связи с этим невозможно точно определить значение влияющих параметров. В таких случаях целесообразно использование метода расплывчатых множеств для принятия технологического решения.

I – прямая линия, т.к. в ПЗП фильтрация жидкости происходит в соответствии с линейным законом Дарси;

II – зависимость не линейная, т.к. законн Дарси нарушается по причине:

1. Р_заб<P_{нас нефти г.}

2. Зона в которой интенсивно применяется скин-фактор.

Р_забmin=0,75 P_нас

Выбор глубины спуска насоса в скв Нсп:

1 – характеристика пласта, которая характеризует гидростатический напор при Р = Р_заб.

Основным критерием выбора Н_сп является величина свободного газосодержания на приеме насоса.

Для ШСНУ определяется не величина свободного газосодержания, а соотношение между давлением на приеме насоса и Р_нас на приеме.

Критерием оценки режима работы установки является параметр динамического подобия, называемый параметром Коши – . Параметр Коши можно использовать для разделения режимов работы установки на статические и динамические. Для этого необходимо задаться какой-то граничной величиной параметра Коши:

, n_кр.в. – критическое число качаний при ходе вверх; H – длина колонны штанг (глубина спуска насоса); а – скорость звука в колонне штанг.

Если , то режим работы установки статический, если же , то режим работы установки динамический (- фактический параметр Коши для рассматриваемого режима работы установки).

Как показывают расчеты, для наиболее распространенных условий работы штанговых установок при эксплуатации скважин граничная величина параметра Коши может быть ориентировочно принята равно

Выбор конструкции колонны штанг:

принцип выбора – создание равнопрочной колонны штанг: σ1 = σ2 =…σn ≤ [σ]_доп

dшт=16,19,22,25,30

Проверкой правильности выбора конструкции штанг является выполнение условий:

1. По прочности штанги должны выдерживать действующие максимальные нагрузки

2. При ходе штанг вниз, они должны двигаться без зависания.

Для расчета деформации штанг и труб применяются зависимости из теории упругости металлов

Деформация штанг: ,

Р_i – вес жидкости в НКТ; L – длинна штанг в колонне; ε – доля штанг одного диаметра в колонне по длине, в долях ед.; f – площадь поперечного сечения штанг i-го диаметра; Е – модуль Юнга.

Деформация трубы: .