Главная Переработка нефти и газа величиной и не вызывает практического износа клапанов (шариков и седел), а также позволяет откачивать жидкость со значительным содержанием механических примесей. Теоретические основы расчета вибратора базируются на уравнении незатухающих линейных колебаний, имеющего вид: G dx . + = 0, (9.342) где G - сила от веса колонны НКТ, Н; X - линейное перемещение колонны НКТ, м; к - коэффициент упругости системы, (Нс)/м. Обозначая G/g = /п и разделив (9.342) на т, получим: 2 1 При решение уравнения (9.343) имеет вид: A: = C,coscoG + C2sincoG, (9.344) где со - угловая скорость вращения эксцентриков, с, С,, Cj - постоянные, зависящие от начальных условий. Таким образом, в системе возникают гармонические колебания с частотой /. Круговая частота колебаний определяется так: 2 = = "о=, (9.345) где Т - период колебаний (Т = 1/f), В = 0/1, (9.346) / - удлинение под действием силы G от веса колонны НКТ, м. Зная круговую частоту со,,, можно определить число оборотов эксцентриков п: «0=. (9.347) Частота колебаний системы зависит от параметров системы, а расчет собственной частоты ее колебаний сводится к определению кит. Так как трение в системе приводит к затуханию колебаний, необходимо знать коэффициент затухания Р, который, как правило, определяется опытным путем. с учетом коэффициента затухания Р критическая круговая частота (О в случае свободного затухания колебаний колонны НКТ будет равна: (0 = 7(0-р= . (9.348) Если учитывать возмущающую силу, необходимую для поддержания колебательного процесса и обеспечения резонанса, круговая частота выражается так: (О, =Va),-2p . 9.349) Амплитуда вынужденного затухающего колебания >1: 2mpvl,i-p (9-350) где F - максимальное значение возмущающей силы (Н) F = C Gen; (9.351) G - масса эксцентриков, кг; е - эксцентриситет, м; п - число оборотов эксцентрика в минуту; С - размерный числовой коэффициент, с". На основании вышеизложенных теоретических положений рас-счтываются необходимые данные для построения номофамм определения основных технологических характеристик вибрационного насоса, одна из которых представлена на рис. 9.48. Номофамма связывает следующие парамефы: момент эксценфиков и число их оборотов, высоту подъема жидкости с амплитудой колебаний. Пользование номограммой показано на рис. 9.48 пунктирной линией для высоты подъема жидкости 400 м. Восстанавливая перпендикуляр из этой глубины, определяют точку пересечения с линией 1 (точка А) и находят искомое число оборотов эксценфика в минуту п ~ 167. Затем находят точку пересечения перпендикуляра с линией соответствующей амплитуды (А = 9 мм) - точку Б и определяют моментэксценфиков(=75 Нм). Практика применения вибрационных насосов для эксплуатации скважин в CII1A показала, что если колонна НКТ спущена в скважину без центраторов, то в колонне возникает боковая вибрация, вызывающая изгиб труб (особенно в муфтовых соединениях). Аварии с трубами вследствие боковой вибрации происходят в большем количестве случаев в нижней части колонны труб, где возникает максимальная изгибающая сила. С целью ликвидации этого недостатка разработаны специальные центраторы, что позволяет применять вибрационные насосы в наклонно-направленных и искривленных скважинах. Установлено, что практически не существует предельной глубины, с которой возможна откачка жидкости вибронасосом. При этом при глубинах спуска более 2000 м большая часть веса колонны НКТ может передаваться на обсадную колонну через специальные устройства, устанавливаемые в обсадной колонне. Основные преимущества вибронасоса следующие: 1. Невысокая стоимость изготовления и эксплуатации. 2. Простота наземного оборудования и малая металлоемкость. 3. Возможность откачки жидкости с песком. 4. Возможность использования в искривленных скважинах. 5. Высокая наработка на отказ. 6. Сравнительно высокий КПД установки. Но этому насосу присущи и существенные недостатки: 1. Невозможность механической очистки труб от отложений парафина. 1500 1000 1 200 300 400 Глубина спуска, м Рис. 9.48. Номограмма выбора параметров вибронасоспой установки: 1 - зависимость числа оборотов эксцентрика от глубины; 2 - зависимость амплитуды от глубины в интервале 7-14 мм 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 [ 244 ] 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 |
||