МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

Примёр расчёта по стандарту АНИ

Исходные данные

Для расчёта необходимо определить недостающие исходные данные из таблицы:

Расчет коэффициентов и безразмерных величин

В стандарте АНИ для определения требуемой величины используются безразмерные параметры, описывающие условия эксплуатации оборудования, в частности, динамику работы штанговой колонны. Физический смысл этого параметра заключается в степени искажения закона движения балансировочной головки при передаче движения через штанговую колонну плунжеру насоса.

1. Вес столба жидкости над плунжером:



2. Коэффициент, который учитывает упругость штанговой колонны:




Данный коэффициент показывает, на сколько дюймов удлинится вся штанговая колонна при действии на нее растягивающей силы в 1 фунт.

3. Коэффициент, который учитывает потерю хода плунжера насоса в результате деформации штанговой колонны:




Данный коэффициент показывает, какую требуется приложить к штанговой колонне растягивающую нагрузку, чтобы она упруго удлинилась на значение хода точки подвеса штанг.

4. Безразмерный коэффициент:



5. Безразмерный коэффициент:



6. Безразмерный коэффициент:




Коэффициенты используются для нахождения параметров по диаграммам для последующего расчета длины хода плунжера, максимальной, минимальной нагрузки в ТПШ, мощности на полированном штоке и расчета уравновешивающего груза.

7. Коэффициент, учитывающий упругость колонны НКТ:




Коэффициент показывает, на сколько дюймов удлинится вся колонна НКТ при действии на нее растягивающей силы в 1 фунт.

Определение длины хода плунжера и подачи установки

1. Исходя из полученного значения безразмерных коэффициентов по диаграмме (рисунок ниже) коэффициент длины хода плунжера S/S_p = 0,9.

Диаграмма определения соотношения S/S_p для расчёта длины хода плунжера

Данное соотношение показывает, на сколько изменилась длина хода плунжера за счет влияния упругости штанговой колонны и волновых явлений, происходящих в ней.

2. Длина хода плунжера с учетом упругости колонны НКТ:




Первое слагаемое - это длина хода плунжера за вычетом потерь хода за счет упругости штанговой колонны и волновых явлений, происходящих в ней. Второе слагаемое - это потери длины хода за счет упругости колонны НКТ.

3. Подача насосной установки:




Если получаемая подача насоса не удовлетворяет требуемой подаче, то необходимо изменить соответствующим образом исходные данные для ввода и повторить расчет.

Для того чтобы продолжить расчеты других искомых параметров, также необходимо определить безразмерные параметры и коэффициенты.

Вес штанговой колонны

1. Вес штанговой колонны в воздухе:



2. Вес штанговой колонны с учетом уменьшения ее веса в жидкости:



3. Безразмерный коэффициент:



4. Безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от N/N₀ и F₀(SK_r) (диаграмма ниже).




Диаграмма определения коэффициента F₁/SK_r для последующего расчета максимальной нагрузки в точке подвеса штанг
5. Безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от N/N₀ и F₀(SK_r) (диаграмма ниже).




Диаграмма определения коэффициента F₂/SK_r для последующего расчета минимальной нагрузки в точке подвеса штанг
6. Безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от N/N₀ и F₀(SK_r) (диаграмма ниже).




Диаграмма определения коэффициента F₃/SK_r для последующего расчета мощности на полированном штоке

Найденные параметры позволяют вычислить рабочие параметры штанговой скважинной насосной установки.

Рабочие параметры штанговой скважинной насосной установки

1. Максимальная нагрузка в точке подвеса штанг:




Первое слагаемое - это вес штанговой колонны в жидкости, второе слагаемое - это вес столба жидкости над плунжером и нагрузки, обусловленные силами инерции и вибрации при ходе вверх.

2. Минимальная нагрузка в точке подвеса штанг:




Первое слагаемое - это вес штанговой колонны в жидкости, второе слагаемое - это силы инерции и вибрации при ходе вниз.

3. Мощность на полированном штоке:



4. Вес уравновешивающего груза: