Подбор установки погружного центробежного электронасоса

Рассмотрим наиболее распространенный случай выбора установки при заданном отборе жидкости из скважины. Для решения задачи необходимо располагать данными о характеристике скважины и ее продукции, системе сбора, а также о положении скважины на структуре. Для сокращения расчетов можно заранее задаться диаметром НКТ: при дебите жидкости менее 150 м³/сут примем условный диаметр НКТ равным 60 мм, при 150³/сут d=73 мм, при Qж>300 м³/сут d=89 мм.

Расчеты проводят в следующем порядке.

• 1. Определяют забойное давление, соответствующее заданному дебиту.
• 2. Задаются тремя значениями давления в стволе скважины: p₁=p₃, если забойное давление меньше давления насыщения, или p₁=р_н, если р_з>р_н, за рз принимается давление, при котором объемное газосодержание равно 0,3; за р₂ принимают среднее между р₁ и р₃.
• 3. По одной из существующих методик строят градиентную кривую в стволе скважины, начиная от р₃ и заканчивая при давлении рз (рис. 4, кривая 1).
• 4. Определяют расстояние от устья скважины до сечений, где давления равны p₁, р₂ и р₃. Если на этих глубинах L₁, L₂ и L₃ установить насос, то давления p₁, p₂ и р₃ будут давлениями на входе в насос р_вх1, р_вх2, р_вх3.

Рис. 4. Распределение давления в эксплуатационной колонне (1) и НКТ (2)

Рис. 5. Кривые для определения глубины подвески и напора насоса

• 5. Строится градиентная кривая в НКТ, начиная от p_у для заданного расхода жидкости и физических свойств продукции скважины (кривая 2 на рис.4).
• 6. На кривой 2 на глубинах L₁, L₂ и L₃ находят давления на выходе из насоса р_вых1, р_вых2, р_вых3.
• 7. Зная давления на входе и выходе, рассчитывают энергию, сообщаемую продукции скважины Е₁, Е₂ и Е₃, и напоры H₁, H₂ и H₃, необходимые для обеспечения заданного отбора Qж.
• 8. Рассчитывают среднеинтегральный объемный расход, продукции через насос Q_cp1, Q_cp2 и Q_ср3 при спуске насоса на глубину L₁, L₂ и L₃.
• 9. Рассчитывают эффективную кинематическую вязкость продукции н₁, н₂ и н₃ при отборе ее с глубин L₁, L₂ и L₃.
• 10. По табл. 1 выбирают установки одного — двух типов по подаче, номинальная подача которых (q_hom) соответствовала бы условию: 0,4? Q _ср2/Q _hom ?1,2.
• 11. Располагая вязкостью продукции для каждого из выбранных в п. 10 типов насосов, пересчитывают подачу со смеси на воду: Q_B1, Q_B2 и Q_B3. Для дальнейших расчетов оставляют насосы, удовлетворяющие условию: 0,6? Q_B2/Q _hom ?1,2.
• 12. Для каждого из насосов оставшихся типов пересчитывают напор по воде: H_В1, H_В2 и H_В3 т. е. определяют напор, который должны развивать насосы при работе на воде, чтобы обеспечить дебит Qж при откачке его с глубин L₁, L₂ и L₃.
• 13. По найденным в пп. 7, 8, 11 и 12 значениям H_i, Q_cpi, Q_Вi и H_Вi на рис. 5 в координатах Q — H строим: кривую 1 — Q _cp=f (H) единую для скважины и являющуюся ее характеристикой для дебита Qж, а также кривые 2 — Q _B = f (H_B), являющиеся характеристикой скважины, пересчитанной на воду для условий работы насосов того или иного типа. На рис.4 приведена кривая для насосов одного типа.
• 14. По табл. 1 для насоса каждого типа выбираем такой типоразмер (типоразмеры отличаются по напору и габаритам), характеристика которого по воде (кривая 3 на рис.4) пересекает кривую 2.
• 15. В координатах L—H (v) на рис.4 по данным пп. 7, 9 и 12 строим кривые: 4 — H=f (L), 5 — H_в = f (L) и 6 — v = f (L).
• 16. С помощью построенных кривых, как показано на рис.5, определяем глубину L спуска насоса в скважину, напор H, развиваемый насосом, и вязкость v продукции, соответствующие точке пересечения кривых 2 и 3.

Аналогично находим L, H и v для других насосов, выбранных в п. 14.

17. Для выбранных установок рассчитываются энергетические и экономические показатели. Результаты расчетов сопоставляются, и выбирается установка, экономические показатели и надежность работы которой выше. Следует учитывать возможность изменений характеристики насоса уменьшением числа его ступеней.

Таблица 1. Технические характеристики установок

Таблица 2. Техническая характеристика установок группы 5.