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 газаID: 176760Дата 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 -з при 0,86 ≤Pн <0,96 αн = 10 (2,513 - 1,975) λ H - безразмерный параметр, равный отношению удельного приращения объема нефти при растворении в ней газа к газосодержанию. 20 -3 -3 20 -3 λ н = [ 4,3 + 0,858 Pr + 5,2∙10 (1 - 1,5 10 Г) ∙Г - 3,54 ∙Рн ] ∙10 -3 -3 -3 λ н = [ 4,3 + 0,858 ∙ 0,9 + 5,2∙10 (1- 1,5∙10∙120) ∙120-3,54∙0,87]∙10 -з = 2,504 • 10 -3 -3 -4 BH= 1 +2,5041∙10∙ 120+2,513∙ 10(50-20)-6,5 ∙10 ∙ 5 = 1,3726 (120-93,84) (1-0,15) ∙ 0,1033∙0,82 ∙ 323 (1-0,4) (1-0,08) Pnp = 0,08 ∙288 ∙ [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∙10∙120 + 2,513∙ 10(50-20)-6,5 ∙10∙11,91 = 1,3681 (120-93,84) (1-0,15) ∙ 0,1033 ∙ 0,63 ∙323 (1-0,4) (1-0,08) Pпр = 0,08 ∙ 288 ∙ [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 ∙ n] (1- β) +Pr ∙ β (4.14) где Рн , Pв ,Pr - плотность нефти, воды, газа; n - обводненность; β - газосодержание на приеме Pсм = [870(1-0,4)+ 1000∙ 0,4] (1-0,08)+ 1,10∙ 0,08 = 848,3 кг/м3 Найдем глубину погружения насоса под динамический уровень: (Рпр-Рз)106 h = Pсм ∙ 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. β = 0,5 τ = 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 -з λ н = 2,504∙ 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 ∙10 ∙ 120 + 2,513 ∙10(50-20)-6,5 ∙ 10 ∙ 2,73= 1,374 (120-51) (1-0.15) ∙ 0.1033 ∙ 0.9 ∙ 323 (1-0,4) (1-0,5) Pпр= 0,5∙288∙ [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 ∙ 0,4] (1- 0,5) + 1,10 ∙0,5 = 461,55 кг/м3 6 (2,99-0,6) ∙10 h = 461,55∙9,81 =527,85 м L= 1224 +528 = 1752 м Найдем высоту подъема жидкости расширяющимся газом: _1___ Рнас + Po X= Pж ∙q [Г-Vp.r](l-n∙)P0∙η∙Ln Py+ Po , (4.17) где η - КПД работы газа в насосных трубах, η = 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 ∙9,81 [120-93,84](1-0,4)∙0,1∙106∙ Ln 0,8+0,1=300м Высота подъема жидкости газом: 3 P буф Hr = 1,575∙d∙Г ∙ [1- √ 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∙4∙120∙ [1- √ 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∙ 264= 1140,2 м Повторим расчет по формулам для ЭЦН с газосепаратором: ___1____ 11 + 0,1 X= 870 ∙9,81 [120-51](1-0,4)∙0,1∙106∙ Ln 0,8+0,1=792м 3 8__ Hr = 1,575∙4∙120 ∙ [1- √ 110 ](1-0,4)=264 Hc1 = Hc - Hr = 1325 - 264 = 1061 м Hct = Hc-0,7 Hr = 1325 - 0,7 ∙ 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 α = 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 + α (tз – t20)] ∙ S , (4.20) P = 0,0175 Ом ∙ мм2/м - удельное сопротивление меди при t = 20°С α = 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)]∙6 = 3,27 ∙10 Ом/м. Потери мощности в кабеле 2 -3 ∆Рк = 3J ∙R∙LK ∙10 (4.21) 2 -3 -3 ∆PK = 3∙ 27,3 ∙ 3,27∙10 ∙2500 ∙ 10 = 18,28 кВт 2 -3 -3 ∆Рк.сеп = 3∙27,3 ∙ 3,27∙10 ∙2000∙10 = 14,62 кВт Выбор трансформатора: Мощность трансформатора : Рэ.q Ртр ≥ ηэ.q +∆ Рк, (4.22) где Рэ.q - полезная мощность электродвигателя; ηэ.q - КПД электродвигателя; ∆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: ∆U = √3 (RK ∙ cos φ + хо ∙ sin φ) ∙ J∙ LK, (4.23) RK = R ∙ 103 = 3,27 Ом/км - активное удельное сопротивление 1 км кабеля; Xo = 0,1 Ом/км - индуктивное удельное сопротивление кабеля; cos φ - коэффициент мощности электродвигателя; sin φ - коэффициент реактивной мощности; LK - длина кабеля, км. cos φ = 0,84 φ = arcos = 32°86\' sin φ = 0,54 ∆U = √3 (3,27 ∙0,84 + 0,1 ∙0,54) ∙27,3∙2,5 = 331,09 В ∆U cen = √3 (3,27∙ 0,84 + 0,1∙ 0,54) ∙ 27,3 ∙ 2 = 264,87 В Напряжение на вторичной обмотке трансформатора: Uтp = Uэ.q + ∆U, (4.24) где Uэ.q - рабочее напряжение электродвигателя; ∆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∙0.785 ∙ [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: ηтр - КПД труб, (0,94); η H - КПД насоса, (0,585); ηдв - КПД электродвигателя, (0,81); ηавт - КПД автотрансформатора, (0,96); ηк - КПД кабеля. Рэ.q ηK= Рэ.q + ∆Рк , (4.28) где Pэ.q - номинальная мощность электродвигателя; ∆PK - потери мощности в кабеле. 45 ηк = 45 + 18,28 =0,711 45 ηк.сеп = 45 + 14,62 = 0,755 ηобщ= 0,94∙ 0,585∙0,81∙0,711∙0,96 = 0,304 η обш.сеп = 0,94 ∙ 0,585∙0,81∙0,755∙ 0,96 = 0,323 Удельный расход электроэнергии на 1т. Добываемой жидкости: Э = 2,73 H∙ 10-3 /ηобщ., (4.29) где H - высота подъема жидкости из скважины, м; ηобщ - общий КПД установки. -3 2,73∙ 1224 ∙ 10 Э = 0,304 = 10,99 кВт∙ час/т -з 2,73∙ 1224 ∙ 10 Э = 0,323 = 10,34 кВт∙ час/т Размер файла: 41,1 Кбайт Фаил: (.rar)
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 газаРасчетная 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. Спеши, предложение ограничено ! |
Вход в аккаунт:
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: