Справочник инженера по добыче нефти (стр. 16 )

где qшт – вес одного метра штанг данного диаметра в воздухе; li – длина ступени колонны штанг; i – номер ступени колонны штанг.

Потери на трение по :

, Н/м. (5.6.3)

Второе условие проверки колонны штанг на усталостную прочность:

, (5.6.4)

где sпр – приведенное напряжение; [sдоп] – допускаемое приведенное напряжение; К'зап – расчетный коэффициент запаса.

Если вследствие большой величины сил гидродинамического трения оказывается невозможным обеспечить нормальный ход вниз без зависания, то переходят к штангам большего диаметра.

В случае невыполнения предыдущего условия преступают к расчету двухступенчатой или трехступенчатой колонны насосных штанг. Данные расчеты относительно трудоемки, поэтому ниже приведены табличные данные по определению рациональной конструкции штанговой колонны.

5.7. Теоретическая производительность насосов при работе станков качалок Таблица 5.7.1

Теоретическая подача штанговых насосов (в м3/сут) при десяти двойных ходах в минуту и коэффициенте подачи h = 1 (насосы отечественного производства)

Длина хода полированного штока, мм	Диаметр плунжера, мм
28	32	38	43	56	68	82	93
300	2,7	3,5	4,8	6,2	-	-	-	-
450	4,0	5,2	7,5	9,4	-	-	-	-
600	5,5	7,0	10,0	12,5	20,5	-	-	-
900	8,0	10,5	15,0	19,0	31,0	47,0	-	-
1200	11,0	14,0	20,0	25,0	41,0	63,0	90,4	-
1500	13,5	17,5	24,5	31,5	51,5	78,5	113,2	-
1800	16,0	21,0	29,5	38,0	62,0	94,5	137,0	176,0
2100	19,0	24,5	34,5	44,0	72,0	110,0	160,0	205,5
2400	21,5	28,0	39,5	50,5	82,5	125,5	182,5	235,0
2700	24,0	31,5	44,0	56,7	93,0	141,0	205,0	265,0
3000	27,0	35,0	49,0	63,0	103,0	157,0	228,5	293,5
3600	32,0	42,0	59,0	75,5	123,5	188,5	274,0	352,5
4200	-	49,0	69,0	88,0	144,0	220,0	319,5	411,0
5100	-	-	83,5	107,0	174,5	267,0	388,0	499,0
6000	-	-	98,0	125,5	205,5	314,0	456,5	587,0

Таблица 5.7.2

Теоретическая подача штанговых насосов (в м3/сут) при десяти двойных ходах в минуту и коэффициенте подачи h = 1 (насосы по стандарту API)

Длина хода полированного штока, мм	Диаметр плунжера, мм
27,0	31,8	38,1	44,5	57,2	69,9	95,25
300	2,5	3,4	4,9	6,7	-	-	-
450	3,7	5,1	7,3	9,9	-	-	-
600	5,0	6,9	9,9	13,6	22,2	-	-
900	7,4	10,3	14,8	20,1	33,2	49,6	-
1200	9,9	13,7	19,7	26,8	44,3	66,2	-
1500	12,3	17,1	24,6	33,5	55,4	82,7	-
1800	14,8	20,5	29,5	40,2	66,4	99,3	184,6
2100	17,3	23,9	34,4	46,9	77,5	115,8	215,4
2400	19,7	27,3	39,4	53,6	88,6	132,4	246,1
2700	22,2	30,8	44,3	60,3	99,7	148,9	276,9
3000	24,7	34,2	49,2	67,0	110,8	165,4	307,7
3600	29,6	41,0	59,1	80,4	132,9	198,5	369,2
4200	-	47,8	68,9	93,8	155,1	231,6	430,7
5100	-	-	83,7	113,9	188,3	281,3	523,0
6000	-	-	98,4	134,0	221,5	330,9	615,3

5.8. Выбор типа станка – качалки (СК)

Выбор СК ведется путем сравнения расчетных величин максимальной нагрузки, крутящего момента на валу редуктора и скорости откачки рассматриваемого варианта компоновки оборудования с паспортными данными СК нормального ряда.

В начале для каждого типоразмера СК последовательно проверяется условие по максимальным нагрузкам:

, (5.8.1)

где - допустимая нагрузка СК.

При соблюдении условий неравенства (5.8.1) для некоторых типоразмеров СК аналогичным образом проверяется условие:

£, (5.8.2)

где - наибольший крутящий момент на кривошипном валу редуктора.

Затем СК проверяется на минимальную и максимальную скорости откачки:

£<. (5.8.3)

Для облегчения выбора СК можно использовать и диаграмму . Однако следует помнить, что эта диаграмма построена с рядом допущений: колонна штанг имеет ; и т. д. Поэтому данную диаграмму целесообразно использовать только для оценочных расчетов.

5.9. Расчет мощностей двигателя к станкам – качалкам

Потребляемая электродвигателем СК мощность затрачивается на выполнение полезной работы по подъему жидкости на поверхность и на покрытие потерь мощности и оборудовании.

Мощность, используемая на совершение полезной работы ШСНУ, определяется по формуле:

, Вт (5.9.1)

Потери в подземной части ШСНУ обусловлены наличием утечек в насосе, потерей напора в узлах клапанов, наличием трения штанг о трубы и жидкость, а в наземной части ШСНУ потери мощности вызваны отклонениями от норм работы СК и электродвигателя.

Потери мощности, обусловленные утечками жидкости, учитываются с помощью специального коэффициента:

, (5.9.2)

где - утечки в зазоре плунжер - цилиндр.

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил механического трения штанг о трубы, определяется по формуле:

, Вт (5.9.3)

, рад., (5.9.4)

где- максимальный (средний) угол отклонения ствола скважины от вертикальной оси, рад.,град.; - коэффициент трения штанг о трубы.