Выбор штанговой насосной установки и режима ее работы, обеспечивающего заданный отбор нефти

= 293 Вт

Iтр.г. = π³(SN) ³ _{ж ж}Lн[Мшт19ε1 + Мшт22ε2] = πSNPтр.г./2 = 3,14*2,1*0,18*13,5/2 = =8 Вт

Iтр.пл.= 2Ртр.пл.SN = 2*780*2,1*0,18 = 590 Вт 

Затраты мощности в подземной части:

Iп.ч. = Iполезн/ηут+Iкл+Iтр.мех.+Iтр.г.+Iтр.пл.=1486/0,96+15+293+8+590=2454 Вт

К.п.д. подземной  части установки:

ηп.ч. = Iполезн/ Iп.ч. = 1486/2454 = 0,61

ηп.ч. = 0,85 – 2,1*10^-4(2,1*15) ² =0,64

Значения  к.п.д. подземной части по этим формулам получились достаточно близкие. Согласно рекомендациям принимаем ηэ.д. = 0,77, ηс.к. = 0,80 

Тогда общий к.п.д. установки :

ηш.н.у. = ηп.ч. ηэ.д ηс.к. = 0,64*0,77*0,80 = 0,39

Полная  мощность, затрачиваемая на подъём жидкости:

Iполн. = Iполезн/ ηш.н.у. = 1486/0,39 = 3810 Вт = 3,8 кВт 

Определим полную потребляемую мощность также  по методике Б.М.Плюща и В.О.Саркисяна:

К1 = 6,0

К2 = 1,26*10^-2(η²под + 0,28(1 + 3,6*10^-4 SN/D³пл) ²)^1/2 =

= 1,26*10^-2(0,61²+ 0,28(1 + 3,6*10^-4*2,1*0,232²/0,055³) ²)^1/2 = 1,1*10^-2 

Iполн = 10³/0,97(К1 + К2РжS/9,8)N = 10³/0,97(6 + 1*9700*2,1*10^-2/9,8)0,232 =

= 4,2кВт

Расхождение результатов расчёта полной мощности по разным методикам составило около 15% от их среднеарифметической величины, что приемлемо для практических расчётов. Для расчёта принимаем Iполн = 4,2 кВт.

По таблице  IV.16 выбираем электродвигатель АОП2 – 51 – 4  

Удельный  расход энергии на подъём жидкости:

Ауд.ж. = Iполн(1 - В)/ Qн.с _ж = 4200/3,81*10^-4*820 = 1,3*10⁴ Дж/кг

А'уд.ж. = 1,3*10⁴/3,6*10³ = 3,6 кВтч/т

А'уд.н. = А'уд.ж. /(1 - В) = 3,6/1 = 3,6 кВтч/т 

Суточный  расход энергии:

Wсут. = 24*10^-3* Iполн = 24*10^-3*4200 = 101 кВтч 

      22. Определим эксплуатационные показатели и межремонтный период работы штанговой насосной установки по методикам.

      Предварительно  определим вероятную частоту  подземных ремонтов, связанных с  ликвидацией аварии со штанговой  колонной:

По формуле  А.С.Вирновского IV.175 при κ = 0,75 и с'n = 0,533

По формуле  IV.178:

γ = с'n(Dпл/dшт)^3,27κ+0,13(Lн/10³)^2κ+1=

= 0,533(0,055/0,019)^{3,27*0,75+0,13}(420/10³)^2*0,75+1= 0,95рем/год

При κ = 1 γ = 1,46

По формуле  IV.178:

γ = (0,0122)^B''-1А''σ ^B''пр/([σпр] - σпр) = 0,0122^0,64 *0,29*500^1,64/200 = 2,3 рем/год 

Абсолютные значения оказывается больше, чем определяемое по фактическим данным для основных нефтяных месторождений. По этому формулами следует пользоваться когда необходимо сравнить между собой значения для разных режимов эксплуатации одной и той же скважины или сходных по эксплуатационным условиям скважин, имея ввиду, что абсолютные значения вероятной частоты обрывов штанг могут иметь достаточно большую погрешность.

Задаваясь числом ПРС, независящих от типоразмера  оборудования и режима его работы, n_пр определяем вероятное общее число ПРС в течение года.

Для расчётов принимаем  γ = 1 рем/год, ηпр = 1 рем/год

Nрем = γ + ηпр = 1 + 1 = 2 рем/год 

Задаёмся величинами tр1, tр2, tож, tорг, для которых обычно известны фактические значения для каждого месторождения.

Время, затрачиваемое на ПРС, ч:

по ликвидации обрыва штанг t_{p 1}                                                     15

прочих подземных  ремонтов t_{p 2}                                                      20

время ожидания ПРС t_ож                                                                   36

время оргпростоев  t_орг,ч                                                                    40

стоимость одного кВт электроэнергии С_п, руб/(кВт∙час)            0,006 

Трем = tр1γ + tр2nпр + tожNрем = 15*1 + 20,1 + 36*2 = 107

Тмрп = (Тк - Трем)/ Nрем24 = (8760 – 107)/2*24 = 180 сут

Кэ = (Тк – (Трем + tорг))/ Тк = (8760 – (107 + 40))/8760 = 0,98

∑Qг = 0,365Qж.пл.(1 - В)Кэρн.дег. = 0,365*33*820*0,98 = 9709 т. 

Условные затраты  на подъём нефти из скважины определяем в следующем порядке:

1.Стоимость станка  – качалки СК4 – 2,1 – 1600 составляет(таблицаIV.19) 

Сск = 2200 руб.

2.Стоимость колонны  НКТ из труб диаметром 89 мм:

Снкт = анктLнqнкт/10³ = 297*420*13,7/10³ = 1710 руб.

3.Стоимость штанг  из легированной стали с [σпр] = 70 МПа

Сшт = аштl/8 = 4,5*420/8 = 236 руб.

4.Капитальные  затраты на оборудование скважины  штанговой насосной установки:

Zкап = Крез(Сск + Снкт + Сшт + Су.о.) + Смонт + Сдоп =

= 1,1(220 + 1710 + 236 + 400) + 0.23*2200 = 5557 руб.

(принято, что  Крез = 1,1, Су.о.= 400 руб., + Сдоп = 0) 

5.Энергетические  затраты на потребляемую мощность:

Zэн.потр. = Сп.А'уд.н.∑Qг. = 6*10^-3*3,6*9700 = 210 руб.

Плата за установленную  мощность:

Zэн.уст. = κлэпСустNуст = 1,2*17,9*7 = 150 руб.

Общие затраты  на электроэнергию:

Zэн. = Zэн.потр. + Zэн.уст. = 210 + 150 = 360 руб.

6.Расходы на  подземный ремонт скважины:

Zпрс = СремNрем = 600*2 = 1200 руб. 

7.Амортизация  оборудования рассчитывается по  формуле IV.189:

Zам = (АскСск+ АнктСнкт+ АштСшт+ Ау.о.Су.о.+ АснNсн+ АдопСдоп)Ккр =

= (0,12*2200+0,10*1710+0,20*236+0,12*400+96*1,5)1,1 = 674 руб.

При расчёте  принято Nсн = 1,5, Ккр = 1,1, что соответствует средним условиям эксплуатации.

8.Себестоимость  подъёма нефти по формуле IV.190:

С = (Zэн + Zам + Zпрс)/∑Qг = (360 + 674 + 1200)/9700 = 0,23 руб/т

9.Удельные капитальные затраты по формуле IV.191: