Дашевский А.В. Справочник по добыче нефти. Уфа

УГНТУ

НК ЮКОС

Условный размер насоса,

Условный

Толщина

диаметр НКТ,

Тип насоса

Дпл., мм

стенки, мм

мм

НСН1, НСН2,

28

48

4,0

32

48

4,0

НСН2В

43

60

5,0

НСН5

55

73

5,5

68

89

6,5

93

114

7,0

НСН2Т

43

73

5,5

55

73

5,5

НСНД

43

48

4,0

55

60

5,0

68

73

5,5

93

89

6,5

НСВ1,

НСВ2,

28

60

5,0

32

60

5,0

НСВ1В

38

73

5,5

НСВ1П

43

73

5,5

55

89

6,5

НСВГ

55/43

89

6,5

Таблица 5.4.2

Зависимость коэффициента расхода клапана от числа

Рейнольдса

Re

Аппроксимирующая формула для расчёта

Re ≥ 2 105

μкл = 0,8

3 104

≤ Re < 2 105

μкл = 0,4 + 0,485(lg Re− 4,475)

6 102

< Re < 3 104

μкл = 0,4

40 < Re < 6 102

μкл

= 0,22 + 0,153(lg Re−1,6)

10 ≤ Re < 40

μкл

= 0,05 + 0,283(lg Re−1)

УГНТУ

НК ЮКОС

Диаметр отверстия седла клапана, мм

Условный

обычного

с увеличенным проходным

Тип насоса

диаметр

отверстием

насоса,

мм

всасывающ

нагнетатель

всасывающ

нагнетатель

его

ного

его

ного

28

11

11

14

14

32

14

14

18

18

Невставной

43

20

20

22,5

22,5

55

25

25

30

30

68

30

30

35,5

35,5

93

40

40

48

48

28

20

11

22,5

14

Вставной

32

20

14

22,5

18

38

25

18

30

20

43

25

20

30

22,5

55

30

25

35,5

30

d

D

УГНТУ

НК ЮКОС

Технические характеристики штанг

Таблица 5.5.1

Номинальный

Номинальн

Диаметр

Диаметр

Размеры

диаметр

ый диаметр

опорного

опорного

квадратной части

Штанга

штанги (по

резьбы

бурта D,

бурта D1,

головки штанги, мм

телу) dо, мм

штанги

мм

мм

(наружный)

l1

s

d, мм

ШН16

16

23,824

34

32

35

22

ШН19

19

26,999

38

37

35

27

ШН22

22

30,174

43

38

35

27

ШН25

25

34,936

51

46

42

32

Таблица 5.5.2

Штанга

Масса штанг (в кг) при длине Lш, мм

1000

1200

1500

2000

3000

8000

ШН16

2,07

2,39

2,86

3,65

5,23

12,93

ШН19

2,89

3,25

3,92

5,03

7,26

18,29

ШН22

3,71

4,3

5,2

6,7

9,68

24,5

ШН25

5,17

5,85

7,12

9,08

12,93

31,65

Таблица 5.5.3

Показатель

Величина показателя для штанг диаметром, мм

16

19

22

25

Площадь сечения, см2

2,0

2,8

3,8

4,9

Вес 1 погонного метра в воздухе, Н

17,15

23,05

30,78

40,18

Диаметр штанговой муфты, мм

34

42

46

55

УГНТУ

НК ЮКОС

Таблица 5.5.4

Средний вес одного погонного метра насосных штанг

в воздухе в ступенчатых колоннах

Комбинация штанг,

Процент штанг в ступенчатой колонне

Вес 1 погонного

диаметром, мм

диаметром, мм

метра, Н

25

22

19

16

25+22+19

30

30

40

-

32,0

25+22

30

70

-

-

35,0

25

100

-

-

-

40,2

22+19+16

-

30

30

40

24,0

19+16

-

30

70

-

27,0

22

-

100

-

-

30,8

19+16

-

-

35

65

19,7

19

-

-

100

-

23,1

16

-

-

-

100

17,2

Диаметр

Длина ступени штанг, %, при диаметре плунжера насоса, мм

штанги, мм

28

32

38

43

50

57

63

68

93

20

22

25

27

30

35

40

40

22+19+16

25

26

30

33

40

45

50

50

-

55

52

45

40

30

20

10

10

20

22

23

25

30

30

35

40

25+22+19

-

20

23

25

30

30

35

40

50

60

55

52

45

40

35

25

10

25+22

-

22

23

25

30

30

33

35

50

78

77

75

70

70

67

65

50

22+19

25

25

30

30

35

40

40

45

70

75

75

70

70

65

60

60

55

30

19+16

30

30

35

40

45

50

55

65

-

70

70

65

60

55

50

45

35

УГНТУ

НК ЮКОС

Область применения штанг

Таблица 5.5.6

Область применения штанг

Условия

Диаметр

Допускаемое

эксплуатации по

скважинных

Сталь

Вид термической

коррозионности

насосов

приведенное

напряжение в

марки

обработки

продукции

(от– до), мм

штангах, МПа,

скважины

не >

Нормализация

Некоррозионные

28-95

70

Нормализация

с

40

последующим

28-43

120

поверхностным

упрочнением

нагревом ТВЧ

55-95

100

20Н2М

Нормализация

Некоррозионные

28-95

90

Коррозионные с

Нормализация с

влиянием Н2S

последующим

Некоррозионные

поверхностным

Коррозионные

28-43

60

упрочнением

без влияния Н2S

55-95

130

нагревом ТВЧ

Некоррозионные

Коррозионные

110

20Н2М

Объемная закалка и

28-95

100

высокий отпуск

28-95

100

70

15Н3МА

Нормализация с

Некоррозионные

28-43

170

последующим

55-95

150

поверхностным

Коррозионные с

упрочнением

влиянием Н2S

28-95

120

нагревом ТВЧ

15Х2НМФ

Некоррозионные

28-95

100

Закалка и высокий

Коррозионные

отпуск или

без влияния Н2S

90

нормализация и

высокий отпуск

Справочник инженера по добыче нефти

Стр.92

УГНТУ

НК ЮКОС

Ршт b1≥Ртр ,

(5.6.1)

3

Pшт = ∑(qшт,i li ) ,

(5.6.2)

i=1

где qшт – вес одного метра штанг данного диаметра в воздухе;

li –

длина ступени колонны штанг; i – номер ступени колонны штанг.

Потери на трение по А.М. Пирвердяну:

), Н/м.

P

= 2π2 μ

ж

(n 60) s l

i

(M

+М

(5.6.3)

тр

шт

муфт

Второе условие проверки колонны штанг на усталостную

прочность:

σпр ≤ К'зап[σдоп],

(5.6.4)

УГНТУ

НК ЮКОС

Длина хода

Диаметр плунжера, мм

полированного

штока, 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

УГНТУ

НК ЮКОС

Длина хода

Диаметр плунжера, мм

полированного

штока, 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

УГНТУ

НК ЮКОС

Мкр ≤[Мкр ],

(5.8.2)

где [Мкр ] - наибольший крутящий момент на кривошипном

валу

скорости откачки:

[s n]min ≤ s n <[s n]max .

(5.8.3)

Jполезн. = Qж.ст (Рвык − Рпр ), Вт

(5.9.1)

ηут =

1

,

(5.9.2)

qут

1 +

2Qж.ст

трения штанг о трубы, определяется по формуле:

Jтр.мех = 2 Сш S n 60 α (Pшт + Рж ), Вт

(5.9.3)

α =α1 π 180 , рад.,

(5.9.4)

Если скважина считается вертикальной, то

в расчетах по

формуле (5.9.3) принимается α = 30 ,α1 = 0,25 .

Затраты мощности на преодоление потерь в

узлах клапанов

насоса:

Jкл = Qж.ст ( Ркл.вс + Ркл.нагн ),

(5.9.5)

Jтр.г =π 3 (s n)2 μж Нсп Мшт ,

(5.9.6)

Jтр.пл = Ртр.пл S n 30 ,

(5.9.7)

где Pтр.пл - сила трения плунжера о

цилиндр;

приближенно

оценивается для безводных скважин:

Ртр.пл =1,84 Dпл

δ −139 ,

(5.9.8)

Ртр.пл =1,65 Dпл

δ −127 ,

(5.9.9)

Таким

образом,

потери

мощности в подземной

части

ШСНУ(Jп.ч )и к.п.д. подземной части (ηп.ч. )

определяется как:

Jп.ч

= Jполезн

ηут + Jкл + Jтр.мех + Jтр.г + Jтр.пл ,

(5.9.10)

ηп.ч

= Jполезн

Jп.ч

(5.9.11)