4 расчетный раздел
4.1 Подбор оборудования УШГН

Пример: скважина №270 Мало-черногорского месторождения 

Таблица 4.1 - Исходные данные

Параметры	Единицы измерения	Значение
Глубина скважины по вертикали (Н)	м	1853
Пластовое давление (Pп л )	МПа;	17,2
Забойное давление (Р заб)	МПа;	10,2
Давление насыщения (Рнас)	МПа;	12,9
Давление на устье (Pv)	МПа;	1,7
Газовый фактор (Го)	м3/т;	41,5
Объемный коэффициент (в)		1,2
Диаметр эксплуатационной колонны (D)	мм	146
Коэффициент подачи насоса (aп)		0,8
Коэффициент продуктивности  (К пр)	т/ сут МПа	0,14
Обводненность (nв)	%	58
Плотность воды    (рв )	кг/м3	1120
Плотность нефти  ( рн)	кг/м3	828
Плотность газа (рг)	кг/м3	1,2

Методика расчета:
1. Определяем планируемый дебит Q, т/сут., скважины по уравнению притока при n = 1: 

 

Q = К _пр  (P_{п л}  - Р _заб )
ⁿ
                                                                                                                                                                
(4.1)
Q = 0,14 (17,2 – 10,2)¹ = 0,98 т/сут
2. Определяем плотность газожидкостной смеси р_cм , кг/ м³:
р_cм =[ р_н+ р_г Г_о+ р_вn_в/(1- n_в) ] /  [ в + n_в/(1- n_в) ]                                                  (4.2)                                
р_cм =[828 + 1,2 * 41,5 + 1120 * 0,58 / (1 – 0,58)]/[ 1,2 + 0,58 / (1- 0,58)] = 365,2 кг/ м³
3. Определяем оптимальное давление на приеме насоса Р _пр.опт , МПа:
Р _пр.опт = (0,25 - 0,30) Р_нас                                                                                                   (4.3)
Р _пр.опт = 0,3 * 12,9 = 3,87 МПа
4. Определяем глубину спуска насоса L_H, м:
L_H = Н –[ (P_з  - Р _пр.опт ) 10 ⁶] / р_cм g                                                                                                         (4.4) 
L_H = 1853 – [ (10,2 – 3,87) 10⁶ ] / 365,2 * 9,8 = 1768 м 
5. Определяем расстояние от забоя до динамического уровня в скважине H_дин, м:
H_дин= Р _заб 10⁶/ р_cм g                                                                                                        (4,5)
H_дин= 10,2 * 10⁶ / 365,2 * 9,8 = 2850 м
6. Определяем динамический уровень жидкости в скважине h_d, м:
h_d =H - H_дин                                                                                                                                                                (4,6)   
h_d = 1853 - 2850 = 997 м
7. Определяем объемную теоретическую производительность установки ШСНУ Q_{т. об.}, м³/сут  :

Q_{т. об.} = Q/ р_cм a_п                                                                                                                                                      (4,7)

Q_{т. об} = 0,98 / 0,3652 * 0,8  = 3,4 м³/сут 

8. Определяем по диаграмме А.Н. Адонина диаметр насоса и тип станка - качалки.

Тип СК: 3СК-3-0,75-4000 

Диаметр насоса D_н : 32 мм

Характеристика 3СК-3-0,75-400:

длина хода полированного штока – 0,75 м.

число качаний балансира – 12 мин ^-1 

масса СК – 2550 кг
9. Выписываем стандартные длины хода полированного штока S_i , выбранного станка - качалки и число качаний в минуту n_i:
S_i : 0,3; 0,52; 0,75 м.

n_i : 5 – 15 мин ^-1
10. Определить тип насоса в зависимости от глубины спуска L_н и его диаметра D_н

Тип насоса: НСН1

характеристика насоса:

условный диаметр: 32 мм.

длина хода плунжера: 900 мм.

идеальная подача при n_i=10 мин ^–1: 10м³

предельная глубина спуска: 400-1200 м.

вязкость откачиваемой жидкости: не более 25 мПа * с

диаметр: 56 мм.

длина: 2900 мм.

масса: 26 кг.  
11. Определяем диаметр НКТ в зависимости от типа и диаметра насоса:
условный диаметр НКТ: 48 мм.

толщина стенки: 4мм.
12. Определяем диаметр насосных штанг и число ступеней штанговой колонны в зависимости от диаметра насоса D_н и глубины его спуска L_н:
одноступенчатая колонна штанг

диаметр штанг 16мм.
13. Определяем параметры режимов работы насоса при стандартных длинах хода n, мин ^–1:
n = Q_{т. об.} / [1440 * (0,785 * D_пл²)* S_i]                                                                  (4.8)
n = 3,4 / [1440 * (0,785 *  0,032²) * 0,75] = 5 мин ^–1  
14. Определяем необходимую мощность электродвигателя по формуле Д.В. Ефремова N, кВт:
N = [0,000401 p D_пл² S n р L_H ( 1 - h_н h_ск + a_п ) К₁ ] / h_н h_ск                                            (4.9)
N = [0,000401* 3,14 * 0,032² * 0,75 * 5 * 365,2 * 1768 * ( 1- 0,9 * 0,82 + 0,8) * 1,2] / 0,9 * 0,82 = 6,74 кВт  
Где:    h_н - коэффициент полезного действия насоса равный 0,9

h_ск - коэффициент полезного действия станка – качалки равный 0,82

К₁ - коэффициент степени уравновешенности СК равный 1,2


тип электродвигателя: АОП- 41- 4

частота вращения 1500 об/мин
15. Параметры выбранного оборудования записываем в виде таблицы:

Тип СК	Тип э/д	Диаметр штанг, мм	Диаметр НКТ, мм;	Тип насоса	Число качаний, мин-1
3СК-3-0,75-400	АОП- 41- 4	16	48	НСН1	5

16. Вывод:
На предприятие, эта скважина была проанализирована и оптимизирована  с помощью программы «ПТК НАСОС» , в результате на ней было установлено  СКД 8 и насос 25-150-RHAМ-12-4-2 диаметром 38 мм