Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы

555

Расчетная часть-Расчет электроцентробежного насоса УЭЦН-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

ID: 176760
Дата закачки: 17 Января 2017
Продавец: lelya.nakonechnyy.92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: Microsoft Word

Описание:
Расчетная часть-Расчет электроцентробежного насоса УЭЦН:Расчет необходимого напора ЭЦН, выбор
насоса и электродвигателя, Определение глубины погружения ЭЦН под динамический уровень, Выбор кабеля, трансформатора и определение эксплуатационных параметров ЭЦН-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа




Комментарии: 4.1. Расчет необходимого напора ЭЦН, выбор
насоса и электродвигателя
Наружный диаметр эксплуатационной колонны Dк = 146 мм;
Дебит жидкости Q = 140 м3/сут;
Статический уровень hст = 990 м;
Коэффициент продуктивности скважины К=70 м3/сут
МПа;
Глубина погружения под динамический уровень hq = 40м;
Кинематическая вязкость жидкости V= 2∙106 м2/с;
Превышение уровня жидкости в сепараторе над устьем hr = 15м;
Избыточное давление в сепараторе Pc = 0,15 МПа;
Расстояние от устья до сепаратора l = 50 м;
Плотность добываемой жидкости Pж = 870 кг/м3
Определяем площадь внутреннего канала HKT






при Vcp = 1,3 м/с _140 ∙ ¬¬¬¬106
Fвн = 86400 ∙ 130 = 12,46 см2


Внутренний диаметр найдем по формуле:


Fвн· 104 12,46
dвн=√ 0,785 = √ 0,785 = 3,98 см


Ближайший больший dвн имеют HKT диаметром 48 мм (dвн = 40 мм).
Скорректируем выбранное значение Vcp = 130 см/с:




__140 ∙ ¬¬¬¬106
Vcp = 86400 ∙ 0,785 ∙42 = 129,0 см/с
Депрессия будет равна
Q∙106
Δh= k∙Pж∙q , (4.2)
где к - коэффициент продуктивности, м3/сут ∙ МПа;
Рж- плотность жидкости, кг/м3
q = 9,81 м/с2


∆h = _140 ∙ ¬¬¬¬106
70 ∙ 870 ∙9,81 = 234м
Потери напора на трение в трубах, м:
(L+l) ∙VCP2
hтр= λ∙ dBH∙2q (4.3) где λ - коэффициент гидравлического сопротивления;
L - глубина спуска насоса;
l - расстояние от скважины до сепаратора.
L=hст + ∆h + h, (4.4)
где h - глубина погружения под динамический уровень
L = 990 + 234 + 40 = 1264 м
Число Рейнольдса по формуле
Vcp ∙ dвн
Re = V , (4.5)
где V - кинематическая вязкость
1,29∙ 0,04
Re = 2 ∙ 10-6 =25800

0,3164 0,3164
при Re >2300 λ = 0,25 = 0,25 =0,025 (4.6)

Re 25800




(1264+50) ∙ 1,292
hтр = 0,025∙ 0,04∙ 2∙ 9,81 = 69,66 м
Потери напора на преодоление трения в сепараторе:
Pc 0,15 ∙ 106
he = Pж∙ q = 870 ∙ 9,81 = 17,6 м (4.7)
Величина необходимого напора по формуле:
Hc = hст + ∆h + hтр + hr + hс, (4.8)
Где hст - статический уровень;
∆h - депрессия;
hтр - потери на трение в трубах;
hr - повышение уровня жидкости в сепараторе над устьем;
hс - потери напора в сепараторе.
Hc = 990+ 234+ 69,66+ 15 + 17,6= 1325,7 м
Для получения дебита Q = 140 м3/сут и напора Hc = 1326м выбираем ЭЦН 5 - 130 - 1400 с числом ступней 348, учитывая, что эксплуатационная колонна 146 мм [4, табл.3.1] [2, табл.3.7]

Построим участок рабочей области характеристики Q-H (рис. 1)








Рис. 1 Рабочая область характеристики ЭЦН



Из полученной рабочей характеристики найдем, что при дебите 140
м3/сут напор ЭЦН составит 1326 м.
Для совмещения характеристик насоса и скважины определим число
ступней, которые нужно снять с насоса:
Hc
ΔZ = [ 1- H ] ∙ Z, (4.9)
где H - напор насоса по его характеристике, соответствующий дебиту
скважины;
Hc - необходимый напор скважины;
Z - число ступней насоса
1326
ΔZ = [ 1-1326] = 0

Следовательно, насос должен иметь 329 ступни, вместо снятых
установим проставки. Напор одной ступени 4,02 м.
Полезная мощность электродвигателя:
Q ∙ Pж ∙ q ∙Hc = Q ∙ Jж ∙ q ∙Hc
Nn = 86400∙ 1000 ∙ ηn 86400∙ 102∙ ηn  (4.10)
где, ηn - КПД насоса по его рабочей характеристике;
Pж - плотность откачиваемой жидкости.
140• 870 • 1442
Nn = 86400 • 102 • 0,585 = 34,07 кВт
Необходимая мощность двигателя:
Nn____ _34,07_
NH = 0,92 ÷0,95 = 0,94 = 36,6 кВт (4.11)
где 0,92÷0,95 - КПД передачи от двигателя до насоса (через протектор).
Выбираем ближайший больший типоразмер погружного
электродвигателя для ЭЦН [4, табл 3.3]
ПЭД 45- 117 JIB 5
Напряжение 1400 В;
Сила тока 27,3 А;



Cos α = 0,84;
Температура окружающей среды до 50°С;
КПД = 81%;
Скорость охлаждения жидкости 0,27
Длина 5,60 м
Масса 382 кг
Ему соответствует гидрозащита Г51. [5]
4.2 Определение глубины погружения ЭЦН под
динамический уровень.
Наружный диаметр эксплуатационной колонны DK = 146 мм;
Динамический уровень  hg = 1224 м;
Дебит жидкости  Q = 140 м3/сут;
Тип насоса  ЭЦН 5 - 130 - 1400
Необходимый напор насоса  Hc = 1325 м;
Газовый фактор  Г = 120 м3 /м3;
Давление в затрубном пространстве  P3 = 0,6 МПа;
Обводненность нефти n = 0,40;
Плотность газа  Pr= 1,10 кг/м3;
Плотность нефти  PH = 870 кг/м3;
Температура жидкости на приеме  t = 50°С
(Г - Vр.r) (1 - τ) Po∙Z ∙ T (1 - n) (1 – β)
Pnp = β ∙То ∙ [ 1 + (BH - 1) (1 - n) ] , (4.12)
Г - газовый фактор;
Vp.r - объем растворенного газа;
Vp.r = Г (l- τ)(l- β),
где β – газосодержание


τ - коэффициент сепарации
β = 0,08 ; β с = 0,5 - с сепаратором
т = 0,15 ; т с = 0,15.
Vp.r = 120 (1-0,15) (1-0,08) = 93,84 м3 /м3
То ,T - температура на устье и на приеме насоса в
скважине
Z - коэффициент сжимаемости газа;
BH - объемный коэффициент нефти.
Для получения Z по графику Брауна найдем приведенное давление и
приведенную температуру. Псевдокритические давление и давление по
относительной плотности газа:
20 _Pr_ 1,10
Pr = Рвоз = 1,22 =0,9
По графику зависимости псевдокритического давления и температуры
от удельного веса газа:
Рп.к = 46,1 кгс/см2
Тп.к = 250°К
Приняв давление на приеме насоса 5 МПа, найдем приведенное
давление и температуру:
5  323
Pп = (46,1 / 9,81) = 1,07 Tп = 250 = 1,29
По графику Брауна Z = 0,82 [6, рис 13]
BH = 1 + λ H ∙ Г + αн (tпл - 20) - βн • Рпл, (4.13)
-4
где βн = 6,5 • 10 1/МПа - коэффициент сжимаемости нефти;
αн - температурный коэффициент

при 0,86 &#8804;Pн <0,96 &#945;н = 10 (2,513 - 1,975)
&#955; H - безразмерный параметр, равный отношению удельного
приращения объема нефти при растворении в ней газа к газосодержанию.



20  -3 -3  20 -3
&#955; н = [ 4,3 + 0,858 Pr + 5,2&#8729;10 (1 - 1,5 10 Г) &#8729;Г - 3,54 &#8729;Рн ] &#8729;10

-3 -3  -3
&#955; н = [ 4,3 + 0,858 &#8729; 0,9 + 5,2&#8729;10 (1- 1,5&#8729;10&#8729;120) &#8729;120-3,54&#8729;0,87]&#8729;10

= 2,504 • 10
-3  -3  -4
BH= 1 +2,5041&#8729;10&#8729; 120+2,513&#8729; 10(50-20)-6,5 &#8729;10 &#8729; 5 = 1,3726
(120-93,84) (1-0,15) &#8729; 0,1033&#8729;0,82 &#8729; 323 (1-0,4) (1-0,08)
Pnp = 0,08 &#8729;288 &#8729; [1 + (1,3726-1) (1-0,4)]  = 11,91 МПа
Учитывая найденное давление на приеме насоса, вновь найдем
приведенное давление:
11,91
Pп= 4,7 =2,53 Tп =1,29 Z = 0,63
Пересчитаем BH, Рпр:
-3  -3  -4
BH = 1 +2,504&#8729;10&#8729;120 + 2,513&#8729; 10(50-20)-6,5 &#8729;10&#8729;11,91 = 1,3681
(120-93,84) (1-0,15) &#8729; 0,1033 &#8729; 0,63 &#8729;323 (1-0,4) (1-0,08)
Pпр = 0,08 &#8729; 288 &#8729; [1 + (1,3681-1) (1-0,4)]  = 9,17 МПа
Вновь определим:
9,17
Pп= 4,7 =1,95 Tп =1,29 Z = 0,69
Определим плотность газоводонефтяной смеси Pсм:
Pсм = [Рн (1-n) +Pв &#8729; n] (1- &#946;) +Pr &#8729; &#946; (4.14)
где Рн , Pв ,Pr - плотность нефти, воды, газа;
n - обводненность;
&#946; - газосодержание на приеме
Pсм = [870(1-0,4)+ 1000&#8729; 0,4] (1-0,08)+ 1,10&#8729; 0,08 = 848,3 кг/м3 Найдем глубину погружения насоса под динамический уровень:






(Рпр-Рз)106
h = Pсм &#8729; q , (4.14)
где Pnp - давление на приеме насоса, МПа;
Рз - давление в затрубном пространстве, МПа;
q - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;
PCM - плотность водогазонефтяной смеси, кг/м3
6
(9,17-0.6) • 10
h = 848,3•9,81 = 1029,8 м
Глубина спуска насоса:
L = hq + h= 1224+ 1030 = 2254 м (4.16)
Пересчитаем глубину спуска насоса при установке газосепаратора.
&#946; = 0,5 &#964; = 0,15
Vp.r = 120 (1-0,15) (1-0,5) = 51 м3/м3
20
Pr =0,9
Рп.к = 46,1 Тп.к = 250°К
Pп =1,07 Tп = 1,29 Z = 0.82

&#955; н = 2,504&#8729; 10
Bн= 1,3726
(120-51) (1-0.15) • 0,1033 • 0.82 • 323 (1-0.4) (1-0.5)
Pпр = 0,5 • 288 • [1 + (1,3726-1) (1-0,4)]  = 2,73 МПа
2,73
Pп = 4,7 = 0,58 Tп = 1,29 Z = 0,9
-3  -3  -4
BH= 1 +2,504 &#8729;10 &#8729; 120 + 2,513 &#8729;10(50-20)-6,5 &#8729; 10 &#8729; 2,73= 1,374
(120-51) (1-0.15) &#8729; 0.1033 &#8729; 0.9 &#8729; 323 (1-0,4) (1-0,5)
Pпр= 0,5&#8729;288&#8729; [1 +(1,374-1)(1-0,4)]  =2,99





2,99
Pп = 4,7 = 0,636 Tп = 1,29 Z = 0,88

Pсм = [870 (1-0,4) + 1000 &#8729; 0,4] (1- 0,5) + 1,10 &#8729;0,5 = 461,55 кг/м3
6
(2,99-0,6) &#8729;10
h = 461,55&#8729;9,81 =527,85 м
L= 1224 +528 = 1752 м
Найдем высоту подъема жидкости расширяющимся газом:
_1___ Рнас + Po
X= Pж &#8729;q [Г-Vp.r](l-n&#8729;)P0&#8729;&#951;&#8729;Ln Py+ Po , (4.17)

где &#951; - КПД работы газа в насосных трубах, &#951; = 0,65;
Py - давление на устье, Py = Рбуф = Рзатр = 0,8 МПа;
Рнас - давление насыщения газа, Рнас =110 атм = 11 МПа;
Po = 0,1033 МПа

___1____  11 + 0,1
X= 870 &#8729;9,81 [120-93,84](1-0,4)&#8729;0,1&#8729;106&#8729; Ln 0,8+0,1=300м

Высота подъема жидкости газом:
3 P буф
Hr = 1,575&#8729;d&#8729;Г &#8729; [1- &#8730; Рнас ](1-n), (4.18)


где d - внутренний диаметр труб, см;
Рбуф = Pу - давление на устье (сепараторе), 0,8 МПа;

3 _8_
Hr = 1,575&#8729;4&#8729;120&#8729; [1- &#8730; 110 ]( 1-0,4) = 264 м

Таким образом, необходимый напор ЭЦН может быть снижен за счет
полезной работы газа в НКТ:





Hc1 = Hc-Hr= 1325-264= 1061м (4.19)
Исследования и пример расчета показывают, что с помощью
аналитических зависимостей можно существенно уточнить необходимую глубину погружения ЭЦН под динамический уровень. Величину напора за счет подъемной силы газа при межремонтном периоде год и более следует ориентировочно брать с коэффициентом 0,7 0,8 с учетом падения
пластового давления:
Hc1 = 1325 - 0,7&#8729; 264= 1140,2 м
Повторим расчет по формулам для ЭЦН с газосепаратором:
___1____  11 + 0,1
X= 870 &#8729;9,81 [120-51](1-0,4)&#8729;0,1&#8729;106&#8729; Ln 0,8+0,1=792м
3 8__
Hr = 1,575&#8729;4&#8729;120 &#8729; [1- &#8730; 110 ](1-0,4)=264

Hc1 = Hc - Hr = 1325 - 264 = 1061 м
Hct = Hc-0,7 Hr = 1325 - 0,7 &#8729; 264 = 1140,2 м

4.3Выбор кабеля, трансформатора и определение
эксплуатационных параметров ЭЦН.
Наружный диаметр эксплуатационных колонн 146 мм;
Размер HKT 48 х 4 мм;
Дебит скважины Q =140м3/сут;
Динамический уровень hq = 1224 м;
Тип насоса ЭЦН 5 - 130 - 1400;
Тип электродвигателя ПЭД 45 - 117;
Глубина спуска насоса L = 2254 м Lcen = 1752 м;
Температура на приеме насоса t = 50°С
Расстояние до станции управления lp = 136 м lp сеп = 138 м




Ремонтный размер 1 = 100 м
Основные характеристики двигателя:
Напряжение U = 1400 В;
Сила тока J = 27,3 А; КПД = 81 %; cos &#945; = 0,84; температура
окружающей среды - до 500C, скорость охлаждения жидкости 0,27 м/с.
Выбор кабеля:
J 27,3
Определим сечение жилы : S = i = 5 = 5,46 мм2,
где J - номинальный ток электродвигателя, А;
i - допускаемая плотность тока, А / мм2;
i = 5 для кабеля с полиэтиленовой изоляцией, т.к. в жидкости есть
растворенный газ.
КПБК 3 х 6 мм и КПБП 3x6с рабочим напряжением 2500 В,
допустимым давлением до 25 МПа и температурой до +90°С и размером
10,2x27,5 мм. [4, табл 3.5]
Длина кабеля : LK = L + 1 + 1рем,
где L - глубина спуска насоса;
1 - расстояние от скважины до станции управления;
1рем - запас на ремонт.
LK =2254 + 100 + 136 = 2500 м
LK.cen = 1752 + 100 + 138 = 2000 м
Сопротивление кабеля
l
R = P [1 + &#945; (tз – t20)] &#8729; S , (4.20)
P = 0,0175 Ом &#8729; мм2/м - удельное сопротивление меди при t = 20°С
&#945; = 0,004 - температурный коэффициент для меди;
tз - температура на забое у приема насоса;
S - площадь поперечного сечения жилы кабеля.





1  -з
R = 0,0175 [1 + 0,004 (50 - 20)]&#8729;6 = 3,27 &#8729;10 Ом/м.
Потери мощности в кабеле
2  -3
&#8710;Рк = 3J &#8729;R&#8729;LK &#8729;10 (4.21)
2 -3 -3
&#8710;PK = 3&#8729; 27,3 &#8729; 3,27&#8729;10 &#8729;2500 &#8729; 10 = 18,28 кВт
2 -3 -3
&#8710;Рк.сеп = 3&#8729;27,3 &#8729; 3,27&#8729;10 &#8729;2000&#8729;10 = 14,62 кВт
Выбор трансформатора:
Мощность трансформатора :
Рэ.q
Ртр &#8805; &#951;э.q +&#8710; Рк, (4.22)
где Рэ.q - полезная мощность электродвигателя;
&#951;э.q - КПД электродвигателя;
&#8710;Рк - потери мощности в кабеле.
45
Ртр = 0,81 + 18,28 = 73,84 кВт
45
Ртр.сеп = 0,81 + 14,62 = 70,18 кВт
Падение напряжения в кабеле:
&#8710;U = &#8730;3 (RK &#8729; cos &#966; + хо &#8729; sin &#966;) &#8729; J&#8729; LK, (4.23)
RK = R &#8729; 103 = 3,27 Ом/км - активное удельное сопротивление 1 км кабеля;
Xo = 0,1 Ом/км - индуктивное удельное сопротивление кабеля;
cos &#966; - коэффициент мощности электродвигателя;
sin &#966; - коэффициент реактивной мощности;
LK - длина кабеля, км.
cos &#966; = 0,84
&#966; = arcos = 32°86\'
sin &#966; = 0,54
&#8710;U = &#8730;3 (3,27 &#8729;0,84 + 0,1 &#8729;0,54) &#8729;27,3&#8729;2,5 = 331,09 В




&#8710;U cen = &#8730;3 (3,27&#8729; 0,84 + 0,1&#8729; 0,54) &#8729; 27,3 &#8729; 2 = 264,87 В
Напряжение на вторичной обмотке трансформатора:
Uтp = Uэ.q + &#8710;U, (4.24)
где Uэ.q - рабочее напряжение электродвигателя;
&#8710;U - потери напряжения в кабеле.
Uтp= 1400 + 331,09 = 1731,09 В
Uтp.сеп = 1400 + 264,87 = 1664,87 В
Выбираем трансформатор ТМПН - 10013 - 73 У1 [7, табл. 20]
Определим габаритные размеры:
1-е сечение учитывает диаметр электродвигателя и диаметр насоса:
Dэ.q DH
Dmax = 2 + 2 +hK + Sx; (4.25)
где Dэ.q , DH - наружный диаметр электродвигателя и насоса;
hk - толщина плоского кабеля;
Sx - толщина хомута, крепящего кабель к насосу.
Dэ.q =117 мм; DH = 92 мм; hK = 10,2 мм.
117 92
Dmax = 2 + 2 + 10,2 + 1,0 = 115,7 мм
2-е сечение учитывает размер муфты HKT и круглый кабель:
габаритный размер
Dэ.q DM
Amax = 2 + 2 + dk (4.26)
DM = 56 мм; dk = 25мм; dвн = 40 мм.
117 56
Amax = 2 + 2 + 25 = 111,5 мм
Внутренний диаметр эксплуатационной колонны 130 мм, следует, что
зазор 130 - 115,7 = 14,3 мм, что допустимо.






Скорость движения охлаждающей жидкости в расположении
электродвигателя:
 Q  (4.27)
V= 86400&#8729;0.785 &#8729; [Dвн2-Dэq2]

DBH - внутренний диаметр эксплуатационной колонны;
Q - дебит скважины, м3/сут.

 140 
V= 86400-0.785 • [0,1302-0,1172] =0,64
Полученная скорость превышает необходимую скорость охлаждения 0,27 м/с по характеристике электродвигателя ПЭВ 45 - 117. Удельный расход электроэнергии:
&#951;тр - КПД труб, (0,94);
&#951; H - КПД насоса, (0,585);
&#951;дв - КПД электродвигателя, (0,81);
&#951;авт - КПД автотрансформатора, (0,96);
&#951;к - КПД кабеля.
Рэ.q
&#951;K= Рэ.q + &#8710;Рк , (4.28)
где Pэ.q - номинальная мощность электродвигателя;
&#8710;PK - потери мощности в кабеле.
45
&#951;к = 45 + 18,28 =0,711
45
&#951;к.сеп = 45 + 14,62 = 0,755
&#951;общ= 0,94&#8729; 0,585&#8729;0,81&#8729;0,711&#8729;0,96 = 0,304
&#951; обш.сеп = 0,94 &#8729; 0,585&#8729;0,81&#8729;0,755&#8729; 0,96 = 0,323
Удельный расход электроэнергии на 1т. Добываемой жидкости:




Э = 2,73 H&#8729; 10-3 /&#951;общ., (4.29)
где H - высота подъема жидкости из скважины, м;
&#951;общ - общий КПД установки.
-3
2,73&#8729; 1224 &#8729; 10
Э = 0,304 = 10,99 кВт&#8729; час/т

2,73&#8729; 1224 &#8729; 10
Э = 0,323 = 10,34 кВт&#8729; час/т



Размер файла: 41,1 Кбайт
Фаил: Упакованные файлы (.rar)

   Скачать

   Добавить в корзину


        Коментариев: 0


Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

Расчетная часть-Расчет электроцентробежного насоса УЭЦН-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Расчетная часть-Расчет УЭЦН электроцентробежного насоса-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Расчетная часть-Расчет ЭЦН-Электроцентробежного насоса ЭЦНИ5А-100-1350-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
РАСЧЕТ РАЗРАБОТАННЫХ УЗЛОВ установки электроцентробежного насоса УЭЦН клапана обратного КО-89 и компенсатора МК-54. Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Эффективность применения вентильных электроцентробежных насосов-Курсовая работа-Дипломная работа-Специальность-Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений РЭНГМ-Нефтегазовое дело-Эксплуатация и обслуживание объектов нефтегазодобычи
Расчетная часть-Расчет электроцентробежного насоса для добычи нефти и газа УЭЦНК5 – 40 – 1250-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Расчетная часть-Расчёт электроцентробежного насоса ЭЦН-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Ещё искать по базе с такими же ключевыми словами.

Не можешь найти то что нужно? Мы можем помочь сделать! 

От 350 руб. за реферат, низкие цены. Просто заполни форму и всё.

Спеши, предложение ограничено !



Что бы написать комментарий, вам надо войти в аккаунт, либо зарегистрироваться.

Страницу Назад

  Cодержание / Нефтяная промышленность / Расчетная часть-Расчет электроцентробежного насоса УЭЦН-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Вход в аккаунт:
Войти

Забыли ваш пароль?

Вы еще не зарегистрированы?

Создать новый Аккаунт


Способы оплаты:
UnionPay СБР Ю-Money qiwi Payeer Крипто-валюты Крипто-валюты


И еще более 50 способов оплаты...
Гарантии возврата денег

Как скачать и покупать?

Как скачивать и покупать в картинках


Сайт помощи студентам, без посредников!