Методика инженерного расчета параметров УЭЦН

Подбор установки центробежного электронасоса к нефтяной скважине осуществляется с помощью методики инженерного расчета с использованием калькулятора. Методика основана на алгоритме расчета, приведенном в /Ильинский и др./. Исходными данными для расчета являются следующие параметры нефтяной скважины:

1. Плотность нефти при стандартных условиях

2. Плотность попутной воды при СУ

3. Дебит скважины (технологическая норма отбора жидкости, приведенная к СУ) Q= 120 м³/сут

4. Обводненность скважинной жидкости при СУ (объемная доля попутной воды) b = 0,30

5. Газовый фактор нефти G = 35 м³/м³

6. Объемный коэффициент нефти b_H = 1,12

7. Глубина расположения пласта (верхних отверстий перфорации) от устья скважины

8. Средний угол между осью ствола скважины и вертикалью

9. Пластовое давление

10. Давление насыщения нефти попутным газом

11. Пластовая температура Т_ПЛ = 358^оК

12. Температурный градиент горных пород,вскрытых скважиной

13. Коэффициент продуктивности скважины

14. Внутренний диаметр обсадной колонны D_ВН = 0,144 м

15. Устьевое давление

16. Плотность попутного газа при стандартных условиях

17. Вязкость нефти

Подбор параметров УЭЦН проводится в следующей последовательности.

Расчет кабельной линии

Кабельные линии установок ЭЦН предназначены для подачи электроэнергии с поверхности земли (от комплектных устройств и станций управления) к погружному электродвигателю. Расчет кабельной линии производится с целью определения сечения токопроводящей жилы кабеля, марки кабеля, падения напряжения и потери мощности в кабельной линии, а также определения рабочего напряжения питающего электротока, который доходит до погружного электродвигателя.

Исходными данными для расчета являются:

– длина кабельной линии, равная глубине спуска электронасоса по оси скважины l=1576 м;

– температура токопроводящих жил кабеля, T=630C, за которую принимаем температуру пластовой жидкости на приеме насоса;

– номинальная мощность электродвигателя установки ЭЦН Pп.д..= 45 кВт;

– номинальное напряжение электродвигателя, Uд.ном= 1300 В;

– коэффициент мощности электродвигателя, cosφ= 0,84;

– коэффициент полезного действия электродвигателя, η= 81%

–внутренний диаметр обсадной колонны нефтяной скважины Dвн= 144 мм и диаметр корпуса электродвигателя Dк = 103 мм.

Выбор сечения токопроводящей жилы и марки кабеля

Выбор сечения кабельной жилы производится с учетом экономических характеристик, условий нагрева в нормальном и послеаварийном режимах, допустимых потерь напряжения и мощности в нормальном режиме, механической прочности и термической устойчивости к токам короткого замыкания. Из всех значений, полученных из этих условий, выбирается наибольшее сечение.

Сечения жил должны быть выбраны таким образом, чтобы соответствовали минимальным приведенным годовым затратам на эксплуатацию кабельной линии, которые в существенной степени определяются потерями энергии в линии. При упрощенном подходе это требование сводится к применению нормативной экономической плотности тока и определению расчетного экономического сечения токопроводящей жилы.