Расчет прочности корпусов электроцентробежных насосов одного из месторождений Восточной Сибири | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 7 июня, печатный экземпляр отправим 11 июня.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №17 (568) апрель 2025 г.

Дата публикации: 28.04.2025

Статья просмотрена: 13 раз

Библиографическое описание:

Степанов, Р. И. Расчет прочности корпусов электроцентробежных насосов одного из месторождений Восточной Сибири / Р. И. Степанов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2025. — № 17 (568). — С. 32-35. — URL: https://moluch.ru/archive/568/124299/ (дата обращения: 26.05.2025).



Для надежной работы внутрискважинного оборудования требуется правильный его подбор к эксплуатируемой скважине. При эксплуатации скважин происходит постоянная смена отбираемой продукции, изменение фильтрационных свойств пласта, количество отбираемой жидкости продуктивного пласта и содержания механических примесей, что ведет к сокращению межремонтного периода скважины и потерь добычи нефти и газа. При проектировании УЭЦН важно учитывать основные узлы насоса, их назначение и характеристики, а также составляющие корпуса эксплуатируемого оборудования. В работе будет проведено проектирование расчета корпуса электроцентробежного насоса, на одном из месторождений Восточной Сибири .

Ключевые слова: УЭЦН, корпус, механизированная добыча, толщина стенки.

For reliable operation of downhole equipment, it is necessary to select it correctly for the well in operation. During well operation, there is a constant change in the selected product, a change in the filtration properties of the formation, the amount of selected fluid from the productive formation and the content of mechanical impurities, which leads to a reduction in the well overhaul period and losses in oil and gas production. When designing an ESP, it is important to take into account the main units of the pump, their purpose and characteristics, as well as the components of the casing of the equipment in operation. The work will design the calculation of the casing of an electric centrifugal pump at one of the fields in Eastern Siberia.

Keywords : ESP, body, mechanized production, wall thickness.

В работе рассматривается Куюмбинское месторождение, расположенное в пределах Байкитской нефтегазоносной области, Лено-Тунгусской НГП. Месторождение обладает сложно построенным карбонатным кавернозно-трещиноватым коллектором, с низкой величиной проницаемости. Оно находится в разработке с 2017 года [1]. Эксплуатируется фонтанным способом и механизированным при помощи установок УЭЦН. Для получения наибольшего притока требуется учет параметров работы насоса и его технических характеристик. Так в исследуемой работе автор приводит расчет прочности эксплуатируемого насоса в пределах Куюмбинского месторождения. Данные для расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Данные для расчета параметров УЭЦН

Величина

Значение

Плотность нефти, г/см 3

0,822

Диаметр проточки, мм

0,1036

Напор УЭЦН, м

2065

Наружный диаметр корпуса, мм

0,120

Наружный диаметр корпуса чашки направляющего аппарата, мм

0,094

Осевое усилие от действия столба жидкости создаваемое насосом в режиме закрытой задвижки:

Р н = *

* * * g, (1)

где: D пр — диаметр проточки у выхода резьбы — напор, создаваемый насосом в режиме закрытой задвижки (определяется по характеристике насоса) — плотность добываемой жидкости

Р н = * *2065 * 0,822 * 9,81 = 140,29 н = 140297 н

Усилие предварительной затяжки ступеней Р п.з рассчитывается из условия нераскрытия ниппеля стыка и чашки верхней ступени при приложении усилия от действия гидравлической нагрузки Р н . Усилие предварительной затяжки определяется с применением выражения [2]:

Р n.з =

, (2)

где: Е к и Е нα — модули упругости материалов корпуса насоса и направляющего аппарата соответственно.

Р n.з = = 244810 н

Площадь поперечного сечения корпуса в месте проточки и чашки направляющего аппарата, определяются с применением следующих выражений:

F k = 0,785 * , (3)

на = 0,785 * , (4)

F на = 0,785 *

= 4,36 * м

где: D Н — наружный диаметр корпуса мм, d — наружный диаметр корпуса чашки направляющего аппарата мм, d вк — внутренний диаметр направляющего аппарата мм.

F на = 0,785 * = 4,36 * м

= 0,785–0,114 2 = 1,776 *

Осевое напряжение от суммарного действия трех сил в сечении проточки [3]:

= = , (5)

= = 248,9 * 10– 6 н/м = 248,9 МПА

где: G =

G = * 9,81 = 8099

Тангенциальное напряжение в теле корпуса, находящегося под давлением:

= , (6)

где: S — толщина стенки в проточке сосуда

= = 164,2 МПа

S = * 12 = 5,2 *

Эквивалентное напряжение в ослабленном сечении корпуса находящегося под внутренним давлением жидкости и вычисляется по выражению [4]:

= , (7)

= = 219 МПа

Коэффициент запаса:

n = = 1,36

Проверка правильности выбора внутреннего диаметра направляющего аппарата из условия [5]:

= , (8)

где: — напряжение сжатия в станке чашки направляющего аппарата от усилия предварительной затяжки ступеней; — допускаемое напряжение сжатия.

= = 68,4 МПА

≤ 480

Заключение

В проведенной работе были рассчитаны параметры прочности глубинно-насосного оборудования на примере Куюмбинского месторождения. Полученные данные нагрузки на насос, работающий в режиме закрытой задвижки, позволяет сохранять долговечность погружного оборудования и избежать аварийных ситуации.

Литература:

  1. Харахинов В. В., Шленкин С. В., Зереинов В. А., Рябченко В. Н., Зощенко Н. А. Нефтегазоносность докемрийских толщ Куюмбинско-Юрубчено-Тохомского ареала нефтегазонакопления // Нефтегазовая геология. Теория и практика. — 2011 Т.6 № 1 с. 1–31.
  2. Cнарев, А. И. Выбор и расчет оборудования для добычи нефти: учебное пособие/ А. И. Снарев. — Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. — 216 с.: ил., табл.
  3. Глубинно-насосная добыча нефти с использованием штанговых и электроцентробежных насосов: учеб. пособие/ авт. — сост. Г. А. Билалова. — Ростов н/Д: Феникс, 2020. — 172 [1] c.: ил. — (Среднее профессиональное образование).
  4. Ладенко А. А. Расчет нефтепромыслового оборудования: учебное пособие/ А. А. Ладенко П. С. Кунина. — М.: Инфра-Инженерия. 2019. — 188 с.
  5. Борискин В. П. Справочник технолога по добыче нефти. — Старый Оскол: ООО «ТНТ». 2006. — 368 с.
Основные термины (генерируются автоматически): некачественный товар, продавец, гарантийный срок, недостаток товара, президиум ВС РФ, РФ, товар, возврат товара, общее правило, Постановление Пленума ВС РФ.


Похожие статьи

Задать вопрос