Выбор подъемной установки и расчет ее рационального использования при ремонте заданной скважины

     Министерство  образования и науки Республики Татарстан

     АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ 
 
 
 
 

     Кафедра Нефтегазового оборудования 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа

на тему: «Выбор подъемной установки и расчет ее рационального использования при ремонте заданной скважины» 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                        Выполнил: студент группы 17-12

                                                                             Газизуллин И.Т.

                                                         Проверил: Ермилов П.П. 

       
 
 
 
 
 

     Альметьевск, 2011

     Задача. Выбор подъемной  установки и расчет ее рационального  использования при  ремонте заданной скважины

     Главный параметр установок текущего и капитального ремонта наибольшая нагрузка на крюке, которая рассчитывается для наиболее тяжелых условий эксплуатации при каждом способе добычи.

     1. Подсчитывается максимальный вес  оборудования исхода из конкретных  условий проведения работ.

           При эксплуатации скважины винтовым насосом:

P max = GТР + GЖ + GАВ

GАВ – вес погружного винтового агрегата, включая вес электродвигателя, насоса и гидрозащиты (табл.10)

       G_TP - вес насосно-компрессорных труб, Н:

     G_тр=L_тр*q_тр

       L_TP — длина колонны НКТ, м;

       q_TP — приведенный вес 1 м труб в воздухе, Н/м:

     

     т_г — масса одного метра гладкой части трубы, кг (табл.6);

     т_м — масса муфты, кг (табл.6);

     l_Т — длина одной трубы, принимается равной 8 м.

     G_ж — гидростатическое давление жидкости, находящиеся в трубах, Н:

     

     L_ж - высота столба жидкости в трубах, м:

     

     D_TP — внутренний диаметр НКТ, м;

     d _ШТ — диаметр штанг, м;

      _Ж — плотность жидкости, принимается равной 900 кг/м ;

     g — ускорение свободного падения, м/с². 

     2. Определяется общий вес на  крюке, включая элементы, подвешенные  к крюку:

     Р_кр=Р_мах+Р_тс

     Р_тс – вес талевой системы (элеватора и штропов), принимаемый ориентировочно в зависимости от грузоподъемности, при:

     Р_мах до 200 кН, вес талевой системы Р_ТС = 3 кН

     Р_мах до 350 кН, вес талевой системы Р_ТС = 5 кН

     Р_мах до 500 кН, вес талевой системы Р_ТС = 8 кН 

     3. Изучив краткую характеристику подъемных установок, необходимо выбрать наиболее подходящую установку с ближайшей грузоподъемностью и транспортной базой, соответствующей условиям проведения ремонта в данном районе, позволяющая проводить работы на заданной глубине. 

     4. Выбирается талевый канат для оснастки талевой системы подъемной установки, для чего необходимо определить натяжение ходового конца каната:

     

       — коэффициент  зависящий от жесткости каната  и силы трения в опорах канатных  шкивов:

     

= 1,01 1,02; 

     к — кратность талевой системы, равная числу рабочих струн.

     Например, оснастка талевой системы 2х3 указывает  на следующее:

     число шкивов кронблока z_КБ = 3 шт.;

     число шкивов талевого блока z_TБ = 2 шт.

     Число шкивов кронблока всегда должно быть на единицу больше, чем в талевом блоке. Кратность талевой системы (оснастки) - число четное и определяется как:

     к=z_кб+z_тб-1       или        к =2*z_тб

     Определяется  разрывное усилие каната с учетом коэффициента запаса прочности к_l = 5:

     P_p= к_l*P_хк

     Исходя  из полученного значения расчетного разрывного усилия по таблице 13 по одному из ГОСТов выбирается талевый канат с ближайшим большим значением стандартного разрывного усилия и подходящим диаметром талевого каната для оснастки выбранной подъемной установки. Разрывное усилие для каждого диаметра каната зависит от материала проволоки каната, т.е. от маркировочной группы.

     5. По таблице 12 определяется КПД  талевой системы в зависимости  от принятой оснастки. Первая  строка таблицы соответствует  общему числу шкивов талевой системы, т.е. сумме z_КБ + z_ТБ.

     6. Определяется число труб НКТ  поднимаемых на каждой скорости  подъемника. Рациональное использование  мощности подъемника и ускорения  процесса спуско-подъемных операций  достигается правильной оснасткой  талевой системы и использованием всех скоростей подъемника. Принятая оснастка должна обеспечить подъем наибольшего груза на первой скорости подъемника. В дальнейшем скорость подъемника по мере уменьшения веса поднимаемого груза увеличивается путем переключения скоростей подъемника.

     Число труб, которое можно поднять на каждой скорости:

     

     Р_крi - максимальный вес на крюке, который можно поднять на каждой скорости подъемника:

     Р_крi=к*η_тс*Р_хк*

     n₁ - частота вращения вала барабана на первой скорости, об/мин;

     n_i - частота вращения вала барабана на i - ой скорости, об/мин.  

     7. Определяется общее число труб  в колонне заданной длины:

     

     8. Определяется число скоростей,  которое должно использоваться  при подъеме колонны НКТ.

     При правильном подборе подъемного агрегата должно выполняться условие:

     z₁ ≥ z

     т.е. на первой скорости можно поднять  всю колонну НКТ.

     Число труб, поднимаемое на первой скорости, определяется как:

     z_I = z- z₂

     Если  z = z₂, то подъем можно начинать сразу со второй скорости.

     На  второй скорости: z_II = z₂ - z₃

     На  третьей скорости: z_III = z₃ - z₄

     На  четвертой скорости: z_IV = z - (z_I + z_II + z_III) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 6

Гладкие трубы и муфты к ним

 

Таблица 10

Масса электровинтового погружного насосного агрегата 

 

Таблица 12

 

Таблица 13

Характеристика  талевых канатов