РАСЧЕТ МОЩНОСТИ СК И ПОДБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Правильный выбор типа электродвигателя – агрегат, приводящего в действие СК, возможен лишь после того, как будет определена величина мощности, потребляемой станком-качалкой. При этом необходимо знать характеристику оборудования, входящего в систему глубинно-насосной установки и предполагаемые параметры его работы, в том числе: а) диаметр плунжера насоса; б) высоту подъема жидкости (расстояние от устья скважины до динамического уровня); в) глубину спуска насоса; г) дебит скважины; д) плотность жидкости; е) максимальную длину хода сальникового штока; ж) максимальное число качаний балансира; з) условный диаметр насосно-компрессорных труб; и) диаметр насосных штанг; к) КПД насоса ( 0,9 ); л) КПД станка-качалки ( 0,82).

Известно, что крутящий момент на валу кривошипа определяется по формуле 132

где Т - тангенциальное усилие;

– радиус кривошипа.

Тогда мощность СК составляет (см. формулу 142)

где - угловая скорость.

Мощность СК изменяется от min до max в зависимости от значения угловой скорости. Графически это представлено на рисунке 82.

Рисунок 82- Изменение мощности СК за цикл

Если электродвигатель выбрать в расчете на , то он будет недогружен большую часть времени, если на - перегружен.

Исходя из условий рационального использования мощности электродвигателя и создания нормального теплового режима для него, мощность определяется по среднему квадратичному тангенциальному усилию.

Основанием для этого явились следующие положения: а) потеря энергии в электродвигателе на тепло пропорциональны квадрату силы тока; б) величины силы тока пропорциональны моменту на валу.

Наиболее распространенной формулой для определения мощности, потребляемой СК, является формула Ефремова:

(284)

где D – диаметр плунжера, м;

S – длина хода, м;

– плотность откачиваемой жидкости, кг/м³;

Н – динамический уровень, м;

- КПД насоса;

- КПД СК;

К – коэффициент степени неуравновешенности (К=1,2);

- коэффициент наполнения насоса.

Выбрав, согласно расчетной мощности, стандартный электродвигатель по справочнику, необходимо проверить соотношение:

(285)

где и - соответственно пусковой и номинальный момент ЭД (по таблице);

- пусковой момент СК.

(286)

где G – масса жидкости в насосных трубах, кг;

S – длина хода, м;

– передаточное число от вала двигателя к валу кривошипа СК.

Коэффициент полезного действия установки складывается из КПД различных элементов: качалки, насоса, электродвигателя.

(для редукторного СК)

Коэффициент полезного действия насоса с учетом потерь в колонне –

Коэффициент наполнения насоса -

Максимальный общий КПД равен -