Определение длины хода плунжера штангового насоса

Длина хода плунжера с учетом деяния статических сил

Длина хода плунжера с учетом деяния статических сил определяется по формуле [24]:

, (4.25)

где SА - длина хода точки подвеса штанг (полированного штока); λ - сумма статических деформаций; λш - деформация штанг под действием перепада давления над и под плунжером при ходе ввысь,

. (4.26)

Тут ΔРж - вес столба воды Определение длины хода плунжера штангового насоса над плунжером,

, (4.27)

где F - площадь проходного сечения цилиндра; Рст - давление столба воды над плунжером; Рб - буферное давление в выкидной полосы; Рг - утраты давления, обусловленного сопротивлением сгустку воды в трубах; Рс - давление под плунжером, определяемое глубиной погружения насоса под динамический уровень и сопротивлением сгустку воды в клапанах насоса и в фильтре, Рс Определение длины хода плунжера штангового насоса = Рд - Ркл; Еш - модуль упругости материала штанг; L - глубина подвески насоса; fш - площадь поперечного сечения штанг.

Деформация труб при ходе штанг вниз

. (4.28)

где ΔРж - вес столба воды над плунжером; Ет - модуль упругости материала труб; fт - площадь поперечного сечения труб (по металлу).

При ходе штанг вниз на их действует осевая сила Определение длины хода плунжера штангового насоса, направленная ввысь Рс. Эта сила вызвана сопротивлением сгустку Воды в нагнетательном клапане и трением плунжера о цилиндр. Сила Рс вызывает сжатие и продольный извив нижней части колонны штанг.

Если эти силы не уравновешиваются утяжеленным низом штанг, то соответственная деформация, уменьшающая длину хода плунжера, будет [24]

; (4.29)

, (4.30)

где Lсж = Рс /qш - длина Определение длины хода плунжера штангового насоса сжатой части колонны; Rс - радиус спирали, по которой изогнута сжатая часть колонны,

; (4.31)

Dт - внутренний поперечник труб; dш - поперечник штанг; I - момент инерции поперечного сечения штанг; qш - вес 1 м длины штанг в воды.

Если осевая сила Рс < 10 кН, то можно использовать более ординарную формулу А. Лубинского для определения λиз Определение длины хода плунжера штангового насоса:

. (4.32)

Определение длины хода плунжера с учетом статических и динамических сил

Согласно исследованиям А. Н. Адонина граница меж статическим и динамическим режимами при откачке воды находится в зоне параметра Коши ω·L / а = 0,35 - 0,45, где ω = π·n / 30 - угловая скорость вращения кривошипа; а - скорость звука в штангах (а = 5100 м/с). При двухступенчатой колонне штанг Определение длины хода плунжера штангового насоса с учетом сопротивлеления движению штанг в вязкой воды А. С. Вирновским получена зависимость:

(4.33)

где β1 = b ·L1 / a ; b - константа трения, обычно равна 0,2 - 1,0 c-1 ; μ1 - аспект Коши; fш - площадь сечения штанг;

- гиперболический синус.

Без учета сопротивления движению штанг в вязкой воды

(4.34)

Если колонна штанг одноступенчатая, в вязкой воды

(4.35)

без учета вязкости (β = 0)

(4.36)

Индексы 1 и 2 соответствуют верхней Определение длины хода плунжера штангового насоса и нижней ступеням колонны.

Пример расчета длины хода плунжера по статической теории

Задачка 16

Найти длину хода плунжера по статической теории.

Начальные данные: поперечник плунжера Dпл = 43 мм, поперечник насосных штанг d = 22 мм, поперечник НКТ dт = 73 х 5,5 мм, глубина спуска насоса L = 1500 м, длина хода сальникого штока S = 2,1 м, динамический Определение длины хода плунжера штангового насоса уровень hд = 1450 м, число качаний за минуту n = 9, плотность воды ρж =900 кг/м3, сила сопротивления движению плунжера Рс = 9 кН, буферное давление в выкидной полосы - 1,0 МПа, кинематическая вязкость нефти ν = 0,1 см2/с при 80°С.

Решение

Определим параметр Коши по формуле (4.12):

.

Давление столба воды над плунжером

Утраты давления за счет сопротивления сгустку воды в трубах определим по Определение длины хода плунжера штангового насоса соотношению

,

где средняя скорость в подъемных трубах

Число Рейнольдса

.

Коэффициент гидравлического сопротивления

.

.

Давление под плунжером (сопротивлением клапанов пренебрегаем)

.

Тогда вес столба воды над плунжером (формула (4.27))

.

Удлинение штанг (формула (4.26))

,

где площадь поперечного сечения штанг

.

Удлинение труб при ходе штанг вниз (формула (4.28))

,

Деформация штанг за счет силы сопротивления при ходе штанг вниз (формула Определение длины хода плунжера штангового насоса (4.25))

Утраты хода за счет извива штанг определим по формуле (4.32), потому что Рс < 10 кН. За ранее определим:

Осевой момент инерции для штанг

.

.

Длина хода плунжера при действии статических сил Pпл

.


opredelenie-koncentracii-vrednih-veshestv-u-poverhnosti-zemli-na-razlichnih-rasstoyaniyah-ot-visotnogo-istochnika-vibrosov.html
opredelenie-konstitucionnogo-suda-respubliki-dagestan-o-prinyatii-k-rassmotreniyu-zaprosa-kizlyarskogo-gorodskogo-suda-respubliki-dagestan-o.html
opredelenie-kontrabandi-i-otvetstvennost-za-neyo-v-novih-zakonodatelnih-dokumentah-referat.html