电潜泵排采工艺优化设计的内容,包括在已知产液量的条件下,确定泵的最大排量;确定泵的下泵深度;确定泵的有效扬程;根据排量和扬程选择泵型;根据设计频率选择电潜泵机组的最大排量和扬程;选择变频电机;选择电缆、变频控制器、变压器、井口装置及附属部件。
(1)气井产层最大产液量预测——沃格尔公式
式中:qwmax——产层最大产水量,m3/d;
qw——在地层压力pr、井底流压pwf条件下的产水量,即泵排量,m3/d。
(2)泵挂深度
式中:HTD——气层中部深度,m;
Hmax——泵最大排量工作时形成的井底流压,m;
Hpc——生产套管压力,m。
(3)泵的总扬程
式中:L——泵挂深度,即泵的静扬程,m;
Hx——泵吸入口压力,m;
Hpt——井口排出口(油管)压力,m;
hf——流体在油管内的摩阻损失,m。
(4)泵效
式中:Ns——离心泵传递给流体的有效功率,kW;(www.xing528.com)
N——离心泵所需轴功率,即制动功率,kW。
(5)离心泵轴功率
式中:ρ——水的相对密度,无量纲。
(6)变频电潜泵的选择
对变速电潜泵机组,应根据设计的最高频率f来选择泵的最大排量和扬程。
选泵的原则是保证在设计的最大和最小排水量下,泵都在较高效率下工作。生产厂家一般只提供50Hz或60Hz时泵的特性曲线,所以,选择泵时应先把设计的运行频率对应的最大排量和扬程折算成50Hz或60Hz下的泵的排量和扬程,再根据泵的特性曲线选泵,并计算需要的泵的级数。选择泵应考虑套管尺寸,即泵与电缆配合后能通过套管下入井下。
频率为50Hz时的泵排量:
式中:qf——频率为f时,需要的泵排量,m3/d
频率为50Hz时泵的扬程:
式中:Hf——频率为f时需要的泵的扬程,m。
根据泵的特性曲线,查q50对应的单机泵的扬程,计算需要的泵的级数:
式中:h0——单级泵的扬程,m。
电潜泵排采工艺优化设计程序见图4-34。电潜泵生产成本和投资回收期同有杆泵。
图4-34 电潜泵排采工艺优化设计程序
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