Б) – трубы расположены по системе «внутри»

Расчет параметров эрлифта

Исходные данные для расчета: глубина статического уровня воды в скважине (эксплуатационной колонне) h₀ м; глубина динамического уровня h м.; расход воды Q , извлекаемой из скважины при откачке (проектный дебит), м³/ч; коэффициент погружения смесителя эрлифта K = Н/h (H-расстояние от смесителя до уровня излива воды (Рис. 2.4.)).

Цель расчета – определение диаметров воздухопроводной d₁ и водоподъемной d колонны труб, полного расхода воздуха, его пускового и рабочего давления при работе эрлифта, необходимой мощности привода компрессора и КПД водоподъемника.

Последовательность расчета. 1.Глубина погружения Н смесителя эрлифта под динамический уровень

Н = К×h, м. (2.1)

Коэффициент К берется в пределах К = 1,5-3, причем если позволяет глубина скважины, его следует брать ближе к верхнему пределу.

1. Удельный расход воздуха V₀ , неоходимый для подъема воды на поверхность 1 м³ воды, в зависимости от принятой системы расположения труб определяется по следующим формулам при расположении труб „рядом“.

V₀ = м³/м³ , (2.2)

V₀ = м³/м³ , (2.3)

В формулах (2.2) – (2.3) С – опытный коэффициент, зависящий от величины коэффициента погружения К (табл. 2.1); К_попр - поправочный коэффициент, зависящий от диаметров водоподъемных и воздухопроводных труб (табл. 2.2).

Таблица 2.1

Зависимость коэффициента С от перфоратора К

Таблица 2.2

Зависимость величины К _попр от диаметров труб

2. Рассчитываем полный расход W воздуха

W = м³/мин (2.4)

3. Определяется пусковое давление Р₀ воздуха

Р₀ = 0,01 ×(k×h – h₀) , Мпа (2.5)

4. Определяется рабочее давление Р воздуха

Р = 0,01× [h(k-1)+5] , Мпа (2.6)

5. Расчитывается расход эмульсии q₁ (воздух+вода) непосредственно выше смесителя

q_{1 = +} м³/c. (2.7)

6. Определяется расход эмульсии q₂ при изливе

q₂ = × (1+ V₀), м³/c. (2.8)

7. Вычисляется необходимая площадь сечения W₁ водоподъемной трубы у смесителя

W₁ = м² (2.9)

8. Вычисляется необходимая площадь сечения W₂ водоподъемной трубы у излива

W₂ = м² (2.10)

В формулах (2.9, 2.10) v₁ и v₂ - скорости движения эмульсии (вода + воздух) соответственно к смесителю и у излива, зависящие от динамического уровня воды в скважине.

Таблица 2.3

Зависимость скорости движения v₁ и v₂ от глубины

динамического уровня воды h

Таблица 2.4

Зависимость диаметра воздухопроводных труб d₁ от производительностиW_k компрессора

11. Производительность компрессора W_k равна

W_k = 1,2×W, м³/мин, (2.13)

где W – расчетный расход воздуха, определяемый по формуле (2.4.).

12. Вычисляется рабочее давление Р_k компрессора

Р_k = , Мпа. (2.14)

13. Определяется расчетная мощность N_k на валу компрессора

N_k = 10× N₀ × Р₀ × W_k , квт, (2.15)

Где N₀ - удельная мощность на валу компрессора, зависящая от величины рабочего давления Р_k (табл. 2.5)

Таблица 2.5

Величина удельной мощности N₀ от рабочего давления

компрессора Р_k

14. Действительная мощность N_q на валу компрессора равна

N_q = 1,1× N_k , квт. (2.16)

15. Вычисляется коэффициент полезного действия η эрлифта

η = (2.17)

16. По ассортименту насосно-компрессорных труб (табл. 2.6.) в соответствии с расчетными внутренними диаметрами d₁, d₀, воздухопроводных и водоподъемных труб определяется их стандартные наружные диаметры и поперечные размеры соединительных муфт. Для труб эрлифта могут быть использованы также геолого-разведочные обсадные трубы ниппельного соединения, основные параметры которых указаны в [3].

Таблица 2.6