Analiza si proiectarea regimului de functionare sonde titei

8/13/2019 Analiza si proiectarea regimului de functionare sonde titei

1/80

UNIVERSITATEA PETROL I GAZE PLOIETIFACULTATEA DE INGINERIA PETROLULUI I GAZELOR

ef de catedr:Prof. dr. !". La#$r AVRA%

LUCRARE DE LICEN&'STUDIUL POSI(ILIT'&ILOR DE OPTI%IZARE AREGI%ULUI TE)NOLOGIC DE FUNC&IONARE

LA UN GRUP DE SONDE PE STRUCTURA ASTRA*GRUPUL DE Z'C'%INTE ('ICOI

COORDONATOR*Co!f. dr. !". Co!+ta!t ! NICOLESCU

A(SOLVENT* N co,ae ROTARU


2/80

- PLOIETI* /00 -

CUPRINSI!trod1cereCa2 to,1, 0. Geo,o" a +tr1ct1r 1.1. Lucrrile executate pentru descoperirea petrolului i dezvoltarea exploatrii 1.2. Modelul geologic 1.3 Presiunea ini ial i temperatura de zcmnt

Ca2 to,1, . Pr !c 2 teoret ce a,e 2o32a41,1 co!t !11 c1 2r54 !

2.1. Generalitati 2.2. Ec ipamentul de supara!a al unei sonde "n pompa# 2.3. ec ipamentul de adncime al unei sonde "n pompa#

Ca2 to,1, 6. A,"or t31, de ca,c1, 2e!tr1 a!a, #a f1!c7 o!$r +o!de,or 8!2o32a4 co!t !11 3.1 $ursa real a pistonului 3.2 %arcinile din pr#ina lustruit

3.3 &andamentul volumetric 'v 3.(. )naliza regimului de !unc*ionare pentru sondele 1+1,

Ca2 to,1, 9. Re2ro ectarea f1!c7 o!$r 8! 2o32a4 co!t !11(.1. $alculul !recven*elor periculoase i a celor nepericuloase

(.2. -eterminarea produsului % x n (.3. -imensionarea garniturii de pr#ini de pompare (.(. -imensionarea garniturii de *evi de extrac*ie(. . $uplul maxim la reductor

(./. )legerea unit*ii de pompare (.0. eri!icarea capacit*ii de pompare (. . Puterea nominal a motorului electric (. . &eproiectarea regimului de !unc*ionare

$apitolul . $oncluzii 4i propuneri

2


3/80

5i6liogra!ie

INTRODUCERE

Acumulrile industriale de petrol de pe structura intea Bicoi Flore ti Cline ti constituie zcmntul commercial cu acela i nume.

Geologic, aceast structur este situat n Depresiunea Precarpatic, n zonacutelor diapire, caracterizate printr un diapirism de la atenuat pn la re!rsat.

"tructura con ine acumulri industriale de i ei i gaze asociate n "arma ian, #eo ian, i Dacian. $n prezent, se consider c e%ploatarea industrial a zcmintelor de

petrol din acest zcmnt comercial a nceput dup anul &'((."tructura intea Bicoi Flore ti Cline ti a )ost analizat n numeroase

studii i documenta ii. Aceste lucrri au )ost e)ectuate, n general, separat pe sectoare i zcminte.

$n anii &''* 2((( au )ost e)ectuate o serie de studii zonale +2, ,-, ,/,0,*1 i un capac3 al acestor lucrri +&1, care au stat la 4aza ultimei con)irmri de resurse i rezer!e,

pentru zcmntul comercial intea Bicoi Flore ti Cline ti, prin $nc5eierea 2* 2(((.

A!nd n !edere modi)icrile inter!enite n dez!oltarea e%ploatrii comparati! cu proiectrile anterioare, ca urmare a lucrrilor e)ectuate n sondele !ec5i i a pro4elor e)ectuate n sondele noi, a )ost necesar ntocmirea acestei documenta ii.

Prezenta lucrare i propune6ree!alurea resurselor i rezer!elor geologice de i ei i gaze asociate pe

4aza analizrii in)orma iilor noi, sur!enite dup data de re)erin a ultimului studiu +&17

re)acerea dinamicilor de produc ie7ela4orarea programului optim, pentru dez!oltarea e%ploatrii !iitoare n

condi ii de e)icien ma%im. Data de re)erin a lucrrii este (&.(&.2((0 att pentru calculul resurselor i

rezer!elor, ct i pentru pro4lemele legate de e%ploatarea zcmintelor.


4/80

CAPITOLUL 0

GEOLOGIA STRUCTURII

1.1 L7$&8&9LE E:E$7;);E PE =L;)&E) E:PL=);8&99

Primele in)orma ii geologice despre zona studiat au )ost o4 inute prin cartare geologic i o4ser!a ii directe des) urate asupra i!irilor acti!e de i ei care iroiau pe pantele a)lorimentelor i n pere ii al4iilor unor ruri. " au spat gropi i pu uri de mn, de unde era e%ploatat i eiul ce pro!enea din a)lorimente sau stratele tra!ersate de pu uri. Dup anul &'(( diapirismul structurilor din aceat zon, cu sarea a8uns la supra)a , a atras aten ia celor mai mari speciali ti din ar noastr. Primul geolog care a cercetat, de)init i e%plicat procesul de diapirism din aceast zon a )ost 9udo!ic #razec. :l a studiat i legtura dintre prezen a srii pe acumulrile de i ei, precum i complicarea

tectonicii structurilor a)ectate i de procese diapire, pe care le a numit cute diapire ;cuta lui #razec


5/80

Acumulrile de petrol de la Bicoi i intea au )ost semnalate nainte de anul &*/-, prin sparea unor pu uri de mn pe )lancul ridicat al structurii i ulterior al )ora8elor de cercetare geologic i e%ploatare. =ni ial sondele s au spat n sistem canadian, cu adnciri succesi!e, iar dup anul &' 0 )ora8ul s a intensi)icat, datoritsistemului de )ora8 rotati!, care a dep it adncimea de 2((( metri.

Pn n prezent s au identi)icat acumulri industriale de 5idrocar4uri n "arma ian la Bicoi "are 9ilie ti, de dimensiuni reduse7 n #eo ian i Dacian, n toatele sectoarele cmpului petroli)er, cu e%cep ia sectorului intea "eninu, unde nu au )ost identi)icare acumulri industriale de 5idrocar4uri n #eo ian i a sectorului Flore ti Cline ti, n care nu s au descoperit pn n prezent acumulri industriale de 5idrocar4uri n Dacian.

:%ploatarea s a e)ectuat la nceput prin pu uri de mn, apoi prin sond de e%ploatare spate n 8urul sondelor de cercetare, cu rezultat de ctre mai multe )irme i societ i cele mai importante )iind6 Astra >omn A>, Concordia Cc, Colum4ia Col, Costel Petrescu CP, Creditul #iner Cr#, General Petroli)er GP, 9ute ia >omn 9>, Petroli)era #untenia P#, Petrolul >omnesc P>, >omno American >A, "teaua >omn ">, "o!rompetrol ">P, ?opols@ ?op, nirea

n, #inisterul Petrolului #P, #inisterul Petrolului i C5imiei #PC. Ca urmare, n

prezent e greu de precizat, n unele cazuri, cantitatea real de petrol e%tras din sonde i respecti! de pe structur, e%tinderea ini ial a supra)e elor producti!e, distri4u ia ini ial a )luidelor, presiunea ini ial de zcmnt, propriet ile ini iale ale )luidelor, etc.

Pn n prezent pe toat structura s au spat & 20 de sonde, care au )ostin!estigate, n general, cu diagra)ii electrice standard i diagra)ii geo)izice comple%e nregistrate ntr un numr redus de sonde.

cmintele au )ost e%ploatate, n general, n primar, e%cep ie )cnd perioadele cnd n unele zcminte au )ost e%perimentate cte!a metode de recuperare secundar.


6/80

1.2. M=-EL7L GE=L=G9$

1.2.1. $)-&7L GE=L=G9$ &EG9=


7/80

1.2.2. GE=L=G9) %;&7$;7&99

%tratigra!ia"ondele spate pn n prezent n cadrul acestei structuri au do!edit prezen a

depozitelor paleogene, reprezentate prin :ocen i ligocen7 neogene, reprezentate prin #iocen ;Ac!itanian, Burdigalian, el!e ian, ?ortonian, "arma ian< i Pliocen ;#eo ian, Pon ian, Dacian, >omanian< i Cuaternare.

Fundamentul aliniamentului structural e alctuit din depozite eocene i oligocene, care apar n adncimi mari n zona de nord la Cmpina, >uncu, Bu tenari, la adncimi mici n zona de !est, iar la Er)uri i rsei apar la supra)a .

:ocenul e reprezentat printr un )acies marno grezos cu intercala ii de gresii silicoase dure, iar oligocenul apare n )acies de HliIa, ntlnit n sonda 0((( Bicoi, prezent n partea nordic a zonei neogene, se scu)und treptat spre sud, ast)el c nici osond de mare adncime nu l mai ntlne te la sud de linia structural >z!ad #oreni Cline ti Flore ti Bicoi intea.

Peste aceste depozite urmeaz cele miocene, n serie normal, n care se remarc prezen a6

Ac!itanianului , reprezentat prin depozite lagunare i marine, mare parte din depozitele de sare din depresiune )iind de aceast !rst. "area a8unge pn lasupra)a su4 )orma unei lame groase ; intea, Bicoi, Flore ti


8/80

"arma ianului , depus pe )lancurile structurii n depozitele salmastre, constituitedin argile i marne cu intercala ii din nisipuri i gresii calcaroase, marno calcare, argile disodili)orme.9a s)r itul Badenianului i al "arma ianului mediu s au des) urat procese

tectonice importante, care au a!ut ca rezultat i producerea a dou discordan e stratigra)ice ma8ore.

"eria pliocen e alctuit din urmtoarele depozite6

#eo ianul , depus transgresi! i discordant peste depozitele miocene, n grosime !aria4il, de la est spre !est, de la circa 0 ( m la Berca, la circa ( m laBicoi, la circa & ( m la >z!ad, reducndu se nspre !est sau c5iar lipsind total pe zonele ridicate. : )ormat dintr o succesiune de nisipuri separate prin marne,

marne nisipoase, i gresii calcaroase care )ormeaz trei comple%e nisipoase #eo ian == ;# ==


9/80

Aceast zon a )ost supus n timpul e!olu iei tectonice a 4azinelor sedimentare, ac iunilor )or elor epirogenetice, orogenetice i diapire, care n )inal au dat na tere unor structuri geologice ma8ore, cu )alii longitudinale i trans!ersale, directe sau in!erse, pe traseul crora se in)iltreaz sarea, care la rndul su a creat alte )alii n drumul su spresupra)a , complicnd i mai mult tectonica i )cnd ca la ni!ele di)erite ;#eo ian i Dacian


10/80

$nclinarea stratelor este in apropierea diapirului sau a )aliei srii ;de la( (( *(

n nord, pn la rsturnarea lor, )enomen ntlnit n special la Dacian


11/80

Depozitele sarma iene nu au aceea i nclinare cu #eo ianul, ntre ele e%istnd o important discordan stratigra)ic. $nclinarea stratelor se accentueaz spre diapir.

&&


12/80

=6iective de interes petroli!er 4iecti!ele de interes pe ntregul aliniament structural s au do!edit a )i Dacianul

i #eo ianul i nu numai local, n zona Bicoi "are ;9ilie ti


13/80

su4 ire dintre acestea dispare. $mpreun au grosimi de circa ( m, iar la partea superioar se a)l un strat de gresii dure de circa 2( m grosime.

Capacul comple%ului # == e )ormat de o serie marnoas de circa ( m grosime peste care se a eaz comple%ul intermediar.

Complexul intermediar M Int., n grosime total de -( m, este )ormat dinnisipuri, gresii medii i )ine, separate prin marno argile i marne nisipoase, prezint mari !aria ii n )acies att laterale ct i n adncime.

Complexul superior M I , separat de # =nt. printr un pac5et de marne de & 2( m,a!nd o grosime total de 0( &(( m, a )ost di!izat n trei strate de nisipuri grezoase #=c ; n care unele zone, cum ar )i la Flore ti, Cline ti, e predominant marnos


14/80

Dacianul superiora )ost mpr it n mai multe comple%e, unele su4mpr ite n pac5ete, saturate cu petrol ;cu e%cep ia D* i D&2


15/80

in)erior n sus n timp ce la #eo ian acest proces este atenuat. "pre !est, pn la Bicoi sarea a)loreaz pe o zon mare, separnd cele dou )lancuri. $n continuare, masi!ul desare se ntlne te su4 depozitele pliocene. $ntre cele dou )lancuri, de a lungul liniei de dizloca ie ma8or cu nclecare Falia "rii se mai ntlnesc sporadic lentile su4 iri de sare.

$nclinarea stratelor, este mare n apropierea diapirelor de( (( *( , acolo unde

acestea se spri8in pe Falia "rii, a8ungnd pn la rsturnarea stratelor su4 ciuperca srii,sau )alierea acestora, ridicarea i rsturnarea lor, proces ntlnit n Dacian. Pe msura

deprtrii de diapir, nclinarea stratelor se reduce, a8ungnd pn la circa( (&( 2( pe

)lancuri.

$nclinarea depozitelor sarma iene este de circa ( (-( /( i este di)erit )a de

cea a depozitelor #eo iene, datorit unei discordan e ung5iulare ma8ore care s a produs dup depunerea depozitelor "arma ianului mediu.

9a ni!elul ntregii structuri s au construit /* 5r i structurale care sunt repartizate pe zone6 intea "ud 2&, intea "eninu 0, intea ord ', Bicoi "ud i Bicoi "are 9ilie ti 2(, Bicoi ord /, Flore ti Cline ti i dou 5r i pentru ntreaga structur.

Pentru desci)rarea tectonicii ntregii structuri, s au construit - de sec iuni

geologice, din care se constat amploarea i complica ia proceselor tectonice, gradul de nclecare al )lancului nordic peste cel sudic i descre terea acestui )enomen de la intea ctre Bicoi Flore ti Cline ti, producerea de noi )alii pe msura a!ansrii srii spre supra)a , ncepnd din Pon ian ctre Dacian, )enomen care )ace ca tectonicile celor dou )orma iuni geologice importante, #eo ian i Dacian, s )ie par ial di)erite.

De asemenea, pentru a crea o imagine de ansam4lu asupra structurii, i a se putea urmri mai 4ine aspectele structural tectonice, s au construit dou 5r i tectonice de ansam4lu6 5arta la cap comple% #eo ian ==, scara6 &6&(.(((, i o 5art de comple%

DrLder =, scara6 &6 .(((.

-istri6u ia ini ial a !luidelor Distri4u ia ini ial a )luidelor a )ost analizat innd seama de rezultatele pro4elor

de produc ie !ec5i i noi, reprezentate izo4atic, de comportarea sondelor n e%ploatare i

&


16/80

aspectul diagra)iilor electrice. Pentru o4 inerea unor rezultate ct mai corecte s a luat )iecare sond din zona de contact i s a analizat de4itul net de i ei i impurit ile de la intrarea i ie irea sondelor din produc ie, e!olu ia acestora n timp, precum i cumulati!ele e%trase pe )iecare sond.

;ipuri de zcminte i de capcane"tratele de nisipuri i gresii din care sunt constiuite comple%ele producti!e,

prezint mari !aria ii de )acies, pe !ertical i orizontal, a8ungnd pn la marnizri locale i ndin ri de )acies, dar pe ansam4lu, ele sunt continue i corela4ile.

:%ist i cazuri cnd stratele colectoare prezint un aspect lentili)or deoarece se e)ileaza pe paleorelie)ul miocen sau se marnizeaz local. Ca urmare,#$c$3 !te,e de

2etro, din cadrul structurii sunt n general stratiforme,delimitate de ape marginale sau delimite de satura ie integral cu petrol i ecranate lateral, n zona ridicat de )alii sau diapir, i mai rar lentiliforme, unde stratele colectoare au dez!oltri locale, datorite)ilrilor stratigra)ice, cazul #== , sau al marnizrilor i ndin rilor de )acies, a a cum se ntlnesc la Bicoi "are ;9ilie ti< la D&c, D&4, D&a, D24, D sau la Bicoi ord la D&c, D&4, .a.m.d., lentilele )iind saturate integral cu petrol sau delimitate de contacte, i ei, ap.

Ca2ca!e,e ntlnite n cadrul structurii intea Bicoi Flore ti Cline ti sunt de mai multe tipuri6Capcane structurale unde stratele colectoare sunt mai mult sau mai pu in 4oltite i ecranate de )alii laterale sau situate n partea ridicat a structurii, sau de diapir7

Capcane complexe cu strate a ezate deasupra unei discordan e ;cazul general al pac5etului #== -< care se a eaz direct peste discordan a miocen pliocen acolo unde lipse te pac5etul #== i al pac5etelor = de la Bicoi ord care se e)ileaz pe aceast discordan n zona de est, inclusi! a comple%ul # =nt., care n acest caz se a eaz direct peste discordan . ?oate aceste strate sunt ecranate lateral i n partea ridicat i de )alii, de diapir, i izolat i de marnizri.

&/


17/80

Capcane stratigrafice pu ine la numr, cnd acumulrile de petrol sunt nc5ise n principal prin marnizarea stratelor colectoare, sau a ndin rilor de )acies cazul acumulrilor de petrol de la Bicoi ord din D&c i D&4.

1.3 P&E%97Pre+ 1!ea! a,$* ar

Te32erat1r$

de f1!d* ( C

intea ord Dacian 2(( 0(( -( /( &' 2#eo ian 2&(( ((( 20 (( /( 0

intea "ud Dacian (( &*(( ' &*2 2( -*#eo ian 2 (( (( ( ( 0' *

intea "eninu Dacian & (( &*(( &(( 2&( (Bicoi "are Dacian (( &2(( 0- &-- 2- 0

"arma ian 2((( 22(( 20( 2* * /Bicoi ord Dacian 2(( *(( &(( &0 (

#eo ian '(( 2&(( &0 2(( -/ (Bicoi "ud Dacian 2(( '(( * ** 22 2*

#eo ian 2((( 2&(( 2/ 2 / 0*Flore ti

Cline ti

#eo ian 2((( 2*(( 22( 2/( *(

CAPITOLUL

&0


18/80

PRINCIPII TEORETICE ALE PO%PA?ULUI CONTINUUCU PR'?INI

2.1. GE


19/80

tila8ul de supra)a cuprinde unitatea de pompare, motor de ac ionare electric,reductor de tura ie, cap de pompare Ni dispoziti!e speciale.

2.2.1. 7nit i de pompare

"istemul mecanic prin intermediul cruia miNcarea de rota ie, dat de un motorelectric sau termic, este trans)ormat ntr o miNcare rectilinie alternati!, poart numelede unitate de pompare.

Principalele pr i componente ale unit ii de pompare sunt urmtoarele6 4alansier,cadrul de sus inere al 4alansierului, sistemul 4iel mani!el, contragreut i deec5ili4rare..

$n >omnia unit ile de pompare sunt )a4ricate de zina QE 9CA 3 BucureNti.Aceste unit i de pompare sunt caracterizate prin !alorile sarcinilor ma%ime la pr8inalustruit cuprinse ntre (.' Ni &'. t), cuplul ma%im la reductor cuprins ntre 2 ( Ni &((((Hg)Rm, respecti! lungimi ma%ime de curs la supra)a !ariind ntre (. Ni m.

zina QE 9CA 3 produce trei tipuri de unit i de pompare6 unitatea de pompare de tip clasic, pentru sarcini ma%ime la pr8ina lustruit

cuprinse ntre (.' Ni &'. t) , cuplul ma%im la reductor cuprins ntre 2 ( Ni &(((( Hg)Rm,respecti! lungimi ma%ime de curs la supra)a !ariind ntre (.- Ni m.

unit i de pompare construite con)orm speci)ica iei A.P.=. cu geometrie n

spate Ni cu sarcini cuprinse ntre . Ni &/./ t) . unit i de pompare construite dup normele A.P.=. cu geometrie n )a pentru

sarcini cuprinse ntre 0.' Ni & .* t) .$n )igura ==.& este reprezentat o unitate de pompare cu 4alansier de tipul celor

)a4ricate de zina QE 9CA 3.

&'


20/80

F ". .0. 7nitatea de pompare

.!eductor de tura"ie#. $rticula"ie sferic%&. 'ag%r central

. 'ag%r sferic

. Cap de balansier *. Dispoziti+ de rabatere a capului balansier

. Mani+el% cu contragreut%"i-. Sisteme de fr nare

2.2.2. &eductor de tura ie >eductorul de tura ie, transmite miNcarea de rota ie a motorului de antrenare, la

4ielele unit ii de pompare prin intemediul mani!elelor, cu o reducere a tura iei necesare

2(


21/80

ac ionrii normale a 4alansierului. ?ura ia motorului este redus de la 0 ( , &((( sau& (( rotKmin la -S2( rotKmin, la ar4orele de ieNire al reductorului.

Din punct de !edere constructi!, un reductor de tura ie este )ormat din trei ar4ori6de intrare, intermediar Ni de ieNire cu angrena8e cilindrice cu dantura nclinat n E.>aportul total de reducere al reductorului ; i < are !alori cuprinse ntre -.* Ni 0. .

$ntreg ansam4lul este nc5is ntr o carcas metalic pre!zut cu o 4aie de ulei,asigurnd n permanen ungerea pieselor n miNcare, din interior. Ar4orii de intrare Niintermediar sunt con)ec iona i din o eluri aliate, )or8a i Ni trata i termic, iar cel de ieeste con)ec ionat din o el car4on de calitate.

9a e%tremit ile ar4orelui de intrare, sunt montate Nai4a de transmisie pentrucurele trapezoidale, respecti! dispoziti!ul de )rnare, iar la ar4orele de ieNire sunt )i%ate

mani!ele, prin a8usta8 cu strngere Ni pene. ngerea angrena8ului Ni rulmen ilor ar4orelumotor, se )ace prin 4ar4ota8 cu ulei din 4aie. ngerea rulmen ilor ar4orelui intermediar Niar4orelui de ieNire se )ace cu unsoare consistent.

2.2.3. Motoare de ac ionare a unit ilor de pompare =nstala iile de pompare sunt ac ionate n general de motoare electrice Ni rareori

termice.

Ac ionarea electric este cea mai )olosit datorit monta8ului uNor, c5eltuielilormici de ntre inere, posi4ilit ii alegerii motoarelor aproape de putere nominal, adaptriimai uNoare la automatizare. #otoarele electrice utilizate, sunt motoare asincronetri)azate, cu rotorul n scurtcircuit, cu 4o4ina8ul n coli!ie !e!eri , capsulate, cu

tensiunea de alimentare de (. *(& @T , puterea de .0 @T , )rec!en a de ( z Ni

tura ii de 0 ( , &((( Ni & (( rotKmin. Aceste motoare sunt supradimensionate, a!nd

puteri nominale mai mari de &.2. ori dect cele necesare, datorit )aptului c au

moment de pornire &.22 ori mai mare, dact momentul din timpul )unc ionrii n regim

sta4ilizat, deoarece tre4uie s accelereze masele puse n miNcare.

Curentul de pornire este de .0 ori mai mare, dect curentul nominal solicitnd

nera ional re eaua de alimentare. Pentru a )ace )a !aria iilor mari de ncrcare, care pos apar la o sond n pompa8, n cursul e%ploatrii acesteia, n strintate se )olosescmotoare cu mai multe regimuri de putere.

2&


22/80

Aceast !aria ie se realizeaz prin construc ia 4o4ina8ului motorului din maimulte sec iuni Ni comutarea alternati! a acestora la aceiaNi tensiune a re elei dealimentare.

2.2.(. $apete de pompareCapetele de pompare se monteaz pe )lanNa coloanei de e%ploatare Ni ser!esc la

sus inerea e!ilor de e%trac ie, etanNarea spa iului inelar e!i coloan, etanNarea prlustruite, captarea i eiului Ni gazelor din sond Ni diri8area lor la parcul de separatoar prin conducte de amestec Ni uneori la men inerea unei contrapresiuni n e!i. :le permit,de asemenea omorrea sau nc5iderea sondei, precum Ni e)ectuarea unor opera iispeciale.

Ca Ni capetele de erup ie ele tre4uie s )ie de construc ie ro4ust, s )ie rezistentela presiune Ni coroziune Ni s asigure o manipulare uNoar.

Capetele de pompare sunt de dou tipuri6 tipul =, cu e!ile de e%trac ie suspendate n pene, pentru presiuni de lucru de

2 Ni /- 4ar, )olosite la sondele )r caracter semierupti!. tipul ==, cu e!ile nNuru4ate, pentru presiuni de 2 , /- Ni &-( 4ar, )olosite la

sondele cu caracter semierupti!.

2.3. E$@9P)ME


23/80

=nstala ia de adncime a sondelor n pompa8 se compune din6 pr8ini de pomparee!i de e%trac ie, pompe de e%trac ie, separatoare de gaze Ni dispoziti!e de )i%are a e!

de e%trac ie.

F ". . $apul de pompare i ec ipamentul de !und

2.3.1. Pr#ini de pomparePr8inile de pompare, au rolul de a transmite miNcarea rectilinie alternati! de la

4alansierul unit ii de pompare la pistonul pompei de adncime.

2


24/80

Dintre toate elementele instala iei de pompare, pr8inile au in)luen a cea mai mareasupra )unc ionrii Ni per)orman elor ntregului sistem. Caracteristicile pr8inilor de pompare in)luen eaz sarcinile la care este supus ec5ipamentul de supra)a , randamentul pompei Ni adncimea de pompare. $n prezent adncimea de pompare este limitat derezisten a pr8inilor, la circa ((( m. Pr8inile se e%ecut din 4are rotunde de o el laminat, cu capetele re)ulate Ni )iletateFunc ionarea n condi ii corespunztoare a pr8inilor de pompare este in)luen at de6

)actori de e%ploatare, n care sunt incluse sarcinile !aria4ile la care suntsupuse pr8inile, depNirea duratei de )unc ionare, agresi!itatea mediilor de lucru,mane!rarea Ni manipularea necorespunztoare.

te5nologia de )unc ionare, care cuprinde materialele Ni procesele te5nologice

de construc ie.AceNti )actori, indi!iduali sau com4ina i, sunt )oarte duntori Ni conduc la

a!arierea prematur a pr8inilor de pompare. Cauzele ruperilor pr8inilor de pompare,sunt n general ruperi din cep Ni mu)e, unde se suprapun e)orturi a%iale cu solicitri latorsiune, ruperi din corp la distan e di)erite de capete, ruperi de mu)e uzate prin )recare ninteriorul e!ilor, deNuru4ri etc.

Cele mai )rec!ente ruperi de pr8ini sunt pro!enite din o4oseala materialului.

Cunoscnd cauzele ruperilor, s au ela4orat programe de reducere a acestora prin6dimensionarea corect a garniturilor de pr8ini de pompare, )olosirea unor cupluri denNuru4are corelate cu diametrul pr8inilor, utilizarea in5i4itorilor de coroziune adec!a i,eliminarea pr8inilor de)ecte, e)ectuarea corect a transportului Ni depozitrii.

Pentru dimensionarea corect a garniturilor de pr8ini de pompare este necesar ca,n preala4il s se sta4ilesc elementele de 4az ale ciclului de solicitare la care suntsupuse acestea.

P>UJ= = D: P #PA>:Pr8ini K* in K- in 0K* in & in &&K* inDiametrul, d p mm &/ &' 22 2 2*"ec iunea, a p cm2 2,(( 2,*2 ,0* -,'& /,&

2-


25/80

Greutatea unitar, V p K m &0, 2-,2 2,2 -&,/ 2,

W:9 >= P>UJ= = D: P #PA>:

#arca o elului

>ezisten a

9a rupere 9a curgere Pentru ciclulalternant simetric Pentru ciclul pulsator Xr Xc X & Xo

&(mK F 2 &(mK F 2 &(mK F 2 &(mK F 2 #&/ 0((( - (( &*(( 2*((

2(#on / (( (( 2((( &((-oC&& *'(( 0--( 2( ( ((

/#oC &( *( ( /2(( 2(0( &(&*#oCr& 0 (( -(( &*2( 2' (

2.3.2. evile de extrac ie We!ile de e%trac ie se utilizeaza la toate sistemele de e%ploatare a sondelor. "pre

deose4ire de sondele cu erup ie natural Ni erup ie arti)icial, la sondele n pompa8 e!ilde e%trac ie sunt supuse la solicitri mult mai mari, deoarece pe lng greutatea lor proprie Ni a ec5ipamentelor de )und, mai inter!ine greutatea lic5idului din interiorul

e!ilor, iar n cazuri accidentale de rupere a pr8inilor Ni greutatea acestora mpreun cu)or a de iner ie care poate s ai4 !alori mari, mai ales cnd ruperea se produce las)rNitul cursei ascendente a pistonului.

Fa de e%ploatarea sondelor prin erup ie, condi iile de lucru sunt mult mai grele cazul pompa8ului. 9a ec5iparea unei sonde de pompa8, alegerea e!ilor de e%trac ie se)ace inndu se seama de6

de4itul pro4a4il al sondei tipul pompei adncimea de )i%are a pompei capacitatea de rezisten a garniturii de e!i de e%trac ie posi4ilitatea introducerii e!ilor n coloana de e%ploatare de depara)inare de e!acuare a nisipului din sond

We!ile de e%trac ie se construiesc din tu4uri de o el )r sudur, laminate Ni trasla cald prin matri e. Condi iile de lucru din sonde )iind )oarte di)erite, este necesar s se

2


26/80

utilizeze e!i de e%trac ie con)ec ionate din o eluri capa4ile s suporte solicitrile la casunt supuse Ni ac iunile mediului n care lucreaz.

$n acest sens e!ile de e%trac ie se con)ec ioneaz din 6 o el grad -( Ni J , pentru condi ii normale de lucru Ni adncimi medii

o el grad C 0 Ni C ' , pentru mediu corozi! salin, com4inat cu 2" Ni C 2 Niadncimi medii Ni mari de lucru

o el grad *(, pentru mediu corozi! salin Ni adncimi de lucru medii Ni mari o el grad P &( , pentru mediu normal Ni adncimi )oarte mari

W:E= D: :Y?>ACW=:We!i e%trac ie 2K* 2 0K* &K2 - - &K2

Diametrulnominal, de

mm /(, 2 0 ,(2 **,' &(&,/ &&-,

Grosime perete, t

mm -,* , & /,- /,// /,**

Diametrulinterior, di

mm (,// /2 0/ **,2* &((, -

"ec iunea, a cm2 *,-& &&,/* &/,0& &',*0 2 ,2&"ec iunea decurgere, A

cm2 2(,&/ (,&' - , / /&,2( 0', '

Greutateaunitar, V

Km /*,' ' ,* & *,( &/ ,/ &'2,(

:9 >= :E= D: :Y?>AC =: ?ipul o elului >ezisten a minim

la rupere>ezisten a minimla curgere

>ezisten aadmisi4il

da Kcm2 da Kcm2 da Kcm2

D //(( *(( (-(-( -2-( 2*&( 22-*

J 20( *0( ('/C 0 //*( 20( -2&/C ' 0 *( //*( -- *( 0( ( /2( --'/P &( *--( 0 *( '(-

)ncore pentru evi de extrac ie

2/


27/80

$n timpul )unc ionrii pompelor de e%trac ie prin trans)erul alternati! al sarciniilic5idului pe e!ile de e%trac ie si pe pr8inile de pompare, e!ile de e%trac ie neancorse deplaseaz ascendent Ni descendent.

#iNcarea e!ilor de e%trac ie tre4uie pri!it ca o miNcare compus din alungire,re!enire Ni )lam4a8. Printre incon!enientele )lam4rii e!ilor de e%trac ie sunt6

)recarea pr8inilor de pompare cu e!ile de e%trac ie creNterea sarcinilor din pr8ina lustruit creNterea numrului de ruperi

Alungirea Ni contrac ia e!ilor de e%trac ie, reduc cursa pistonului cu !aloareade)ormrii lor Ni micNoreaz corespunztor de4itul.

Pentru diminuarea sau eliminarea incon!enientelor men ionate anterior, se

impune ancorarea e!ilor de e%trac ie cu ancore )i%ate prin tensiune, deoarece la cel)i%ate prin compresiune, apare n continuare )lam4a8ul e!ilor de e%trac ie.

& corp 2 manta e%terioar conul superior - conul in)erior manNon / Nti)turi de )recare 0 arcuri lamelare * 4ancuri ' 4ol &( canal longitudinal

F ". .6 )ncor mecanic

2.3.3. Pompe de extrac ie Pompa de adncime, reprezint elementul principal al instala iei de pompare,

deoarece de modul de )unc ionare al acesteia depinde, n cea mai mare msur, cantitateade lic5id adus la supra)a . Pompa de adncime, prezentat n )igura ==. este )ormatdintr un cilindru &, a!nd la partea in)erioar un scaun cu 4il 2, cu rol de supap de

20


28/80

aspira ie, care se mai numeNte Ni supap% fix%Ni un piston cilindric mo4il , pre!zut cu unscaun cu 4il -, cu rol de re)ulare, care se mai numeNte Ni supap% mobil%.

F ". .9 %c ema i principiul de !unc*ionare al unei pompe de adncime

Ansam4lul cilindru piston este )i%at etanN la partea in)erioar a garniturii de e!ide e%trac ie / Ni scu)undat n lic5idul 0, a)lat n coloana de e%ploatare * a sondei. Pistonueste ac ionat de la supra)a prin intermediul pr8inilor de pompare , de la care primeNtmiNcare alternati!. #iNcarea circular transmis de la motor la reductor, estetrans)ormat de sistemul 4iel mani!el n miNcare alternati! rectilinie7 prinintermediul 4alansierului Ni al garniturii de pr8ini de pompare, aceast miNcare este

transmis pistonului.Pompa cu piston este deci, o pomp n care lic5idul este ridicat din sond lasupra)a prin miNcarea rectilinie alternati! a pistonului n cilindrul pompei. $n )unc iede deplasarea alternati! a pistonului, procesul de )unc ionare al pompei cu piston este periodic. Ciclul de pompare este )ormat din dou )aze6 aspira ia Ni re)ularea. Fazeleciclului de )unc ionare ale pompei sunt comandate de cele dou supape care desc5id,respecti! nc5id periodic, accesul lic5idului din sond n cilindrul pompei, respecti! dincilindrul pompei n e!ile de e%trac ie. Fazele principale ale ciclului sunt prezentate n)igura ==. .

9a nceputul cursei n sus a pistonului, supapa mo4il se nc5ide, iar greutatealic5idului din e!i, corespunztoare sec iunii 4rute a pistonului, este preluat de pr8inilede pompare. dat cu deplasarea ascendent a pistonului, se creaz o depresiune ncilindrul pompei, iar supapa )i% se desc5ide imediat ce presiunea de deasupra ei scade

2*


29/80

su4 !aloarea presiunii din sond, permi nd lic5idului din coloan s intre n cilindrul pompei.

9a cursa de 8os a pistonului, supapa )i% se nc5ide, deoarece lic5idul de su4 piston este comprimat, iar supapa mo4il se desc5ide numai atunci cnd presiunealic5idului de su4 piston depNeNte presiunea coloanei de lic5id din e!ile de e%trac ie7 urmare greutatea lic5idului se transmite de pe piston pe e!ile de e%trac ie. Pistonul sedeplaseaz n 8os prin lic5idul din cilindrul pompei.

:ste de men ionat c, de multe ori, cilindrul pompei de adncime nu este umplutcomplet cu lic5id, n timpul cursei ascendente. parte din !olumul cilindrului esteumplut cu gaze, ceea ce conduce la un randament sczut al pompei. ?re4uie men ionat c)enomenul de 4locare cu gaze nu este n general permanent. $n momentul producerii lui,

pompa nede4itnd, ni!elul de lic5id din coloan ;su4mergen a< creNte, pn cnd !an!inge contrapresiunea ce men inea nc5is supapa )i%, Ni ast)el o cantitate de lic5id !a ptrunde n pomp. Crescnd cantitatea de )luid incompresi4il din pomp, la cursadescendent urmtoare, su4 piston se !a realiza o presiune superioar. Ca urmare supapamo4il se desc5ide Ni o cantitate de gaze Ni lic5id trece deasupra pistonului. Pompa !a)unc iona cu un de4it redus un timp oarecare, dup care 4locarea se !a produce din nou.Ast)el pompa produce intermitent, n ra)ale, cu de4it redus de lic5id.

?rans)erul greut ii lic5idului de pe piston pe e!ile de e%trac ie Ni in!ers,in)luen eaz mult miNcarea pistonului n pomp, datorit alungirilor alternati!e ale e!ilorde e%trac ie Ni pr8inilor de pompare. Ast)el, cursa pistonului n pomp di)er de curs pr8inii lustruite la supra)a .

Pompele de e%trac ie ac ionate cu pr8ini, pot )i clasi)icate ast)el6 a< dup modul de introducere6

introduse cu e!ile de e%trac ie, tip ?B ; >egular< introduse cu pr8inile de pompare, tip P;=nsertandamentul !olumic sau de umplere 8oac un rol important n aprecierea

)unc ionrii corecte sau de)ectuoase a pompei de adncime.

&((``

_teoretic

e%tras! = 7

n care6` teoretic [ &--(RF pR"r RnR , mKzi7

[ _cR_sR_uunde6 _cR randamentul curs7

_sR randamentul de pierderi de lic5id ;ntre piston Ni cmNi, supape, mu)e


38/80

3.(. )) &EG9M7L79 -E A7


39/80

" r [" ( ) + 2&(&(/.2

& n ' f

" r [ ( ) / /0.(0222(&(/.2

& 2&( + [ ./&' m

sarcina din pr8ina lustruit ;P p


40/80

+ [ &((teor

extras

44

[ &((-(.2/

2/ ['*.- ^

So!da Calculul cursei reale a pistonului

greutatea speci)ic a amestecului; am


41/80

p / [9 & p R & p2 b9 2 p R 2 p2 b9 , p , p2

p / [ ;&2' 2.- b/2- .2*b/&(R-.&0


42/80

So!da 6Calculul cursei reale a pistonului



43/80



44/80

So!da 9Calculul cursei reale a pistonului



45/80



46/80

So!da BCalculul cursei reale a pistonului



47/80



48/80




49/80



50/80




51/80



52/80


53/80

p / [9 p&RV p&b9 p2RV p2

p / [ ;& -*2.- b''- .2*


54/80




55/80



56/80

So!da 0/Calculul cursei reale a pistonului



57/80



58/80

_ ! ^

' * . -

' / . (

*

* - . /

, 0 '

' 0 . (

0

. &

-

' . (

-

* 2 . 0

(

' & . -

&

/ ' . (

-

`

t e o r

m K z i

2 / . - ,

2 , . - &

& 0 . 0 2

2 / . - (

2 ( . / (

& 2 . * (

& ' . ' *

2 & . * *

& ( . , '

& * . -

P m

i n d a F

/ 0 '

. ,

0 & (

. / -

/ & &

. & 0

/ ( , ,

. & ,

/ - ( /

. & '

/ *

/ 2 , *

. *

* , 0

. 0 2

/ - 0 *

. / -

/ , '

. , *

P m a %

d a F

* * / (

. '

' 2 '

.

' * - &

. 2

' ' & 0

. 2

' * ( &

' , 2

. / &

' * * -

' -

. & /

' & - '

. & (

' 0 , &

. /

P p

d a F

0 ( ' '

. 2

0 , , 0

. ,

0 0 * /

. ,

0 0 &

0 * * '

. -

0 * * /

. ,

0 ' ,

. '

0 , /

0 * 2

. '

0 * ( ,

. &

" r m

, . / & '

2 . ,

2 . , / &

2 . '

2 . * 0 &

2 . , & 2

2 . - , 0

2 . - '

& . , ( /

2 . * / ,

Z m

( . / , / 0

( . * 0 *

( . ' / /

( . ' , '

( . ' , 0

( . * 0

( . * * 2

( . ' -

( . * ,

( . ' , 2

P l

d a F

& / ' (

. 2

& * 2 /

. '

2 ( 2 ,

. -

& ' 2 '

.

& * * ,

. 2

& * 2 &

. 2

& * ' 0

.

& * (

& * & -

.

& ' 2 0

. ,

P o m p a i n

P 2 %

&

P 2 %

&

P 2 %

&

P 2 %

&

P 2 %

&

P 2 %

&

P 2 %

&

P 2 %

&

P 2 %

&

P 2 %

&

n

c d K m i n 0 ' * * 0 / * * .

0 0 0

" m , , , , .

, . , , , 2

, .

` e %

t

m K z i 2 /

2 2 . &

2 & . 0 2 ( 0 & '

& * . & ' .

& 2

. 0

F r .

" o n

d e & 2 , - / 0 * ' & (

*


59/80

CAPITOLUL 9

REPROIECTAREA FUNC&ION@RII N PO%PA?CONTINUU

(.1. $)L$7L7L A&E$ E


60/80

garniturii de pr8ini lucreaz ca o )or pertur4atoare care, aplicat 4rusc asupra pistonului pompei, l ndeprteaz din pozi ia de repaos.

$n timpul pompa8ului, )rec!en ele oscila iilor )or ate date de miNcarea 4alansierului, pot di)erii de )rec!en ele oscila iilor li4ere ale garniturii de pr8ini de pompare. Dac cele dou )rec!en e, sunt egale sau multiple una )a de alta Ni nconcordan de )az, oscila iile sunt sincrone.

Ealorile numrului de curse Qn3, ale 4alansierului se aleg ast)el nct s se e!ite)enomenul de sincronism. Acest numr de curse recomanda4il poate )i sta4ilit, )ie dindiagram sau utiliznd calculul analitic de mai 8os6

n I [ ' 5 &0/ ((

, +cdKmin1

n i [ &+ I I nn , +cdKmin1

nde6

n I )rec!en a periculoas Q=3

n i )rec!en a nepericuloas Qi3

raportul dintre )rec!en a oscila iilor li4ere Ni a celor )or ate9 adncimea de )i%are a pompei

(.2. -E;E&M9


61/80

"n (

alt condi ie, care tre4uie respectat n timpul cursei descendente, este caccelera ia ma%im a capului de 4alansier s )ie in)erioar accelera iei gra!ita ionaleAcest lucru se !eri)ic punnd condi ia6

n S

,,

$n calculul de proiectare e)ecti!, se pun condi iile6

"n Ni nS

,,

"n [ p 0

4&--(

&

nde6

` & de4itul de lic5id propus a )i e%tras , +m , Kzi1

F p sec iunea 4rut a pistonului , +cm 2 1

randamentul total al pompei , +^1

(.3. -9ME


62/80

garnitur com4inat#ediul n care !or lucra pr8inile, determin materialul din care !or )i

con)ec ionate. 9a calculul garniturii de pr8ini de pompare se !a ine seama deurmtoarele6

greutatea proprie a pr8inilor de pompare tre4uie s )ie minim pentrusarcina admis la pr8ina lustruit alungirea garniturii tre4uie s )ie minim pentru a a!ea o piedere de cursct mai mic sec iunea pr8inilor Ni materialul tre4uie alese ast)el nct s rezistesolicitrilor produse

"e )olosesc mai multe metode de dimensionare a garniturii de pr8ini de pompare.

$n mod curent calculul de dimensionare se )ace static, sau pe 4aza rezisten ei la o4oseala o elului.

Garniturile com4inate alctuite din mai multe trepte se dimensioneaz prin doumetode6

metoda e)orturilor unitare ma%ime admisi4ile, n sec iunea superioar a)iecrei trepte ;garnitura de greutate minim 9

/2


63/80

$n acest caz se corecteaz lungimile tronsoanelor pn cnd6

pil [ 9

Prin aceast metod de dimensionare se o4 ine garnitura cea mai uNoar posi4il,realizndu se economie de material Ni reducndu se sarcina la pr8ina lustruit. Datoritde)orma iilor elastice mari ale garniturii, se micNoreaz cursa real a pistonului.

"urplusull p [ pil 9 , se o4iNnuieNte s se scad din ultimul tronson. De

aceea, apare o neuni)ormitate a !alorii e)ortului unitar ma%im ; n ultimul tronson, !a )imai mic


64/80

l pi lungimea tronsonului de pr8ini Qi3 +m1

lf pi lungimea tronsonului de pr8ini Qi3, redimensionat +m1

ad e)ortul unitar admisi4il al materialului din care sunt con)ec ionate pr8inile

+da Kcm2

1V pi masa unitar a pr8inilor din tronsonul Qi3 +@gKm1

4 )actor de plutire9 adncimea de )i%are a pompei +m1

Deter3 !area efort1r ,or 1! tare 3a 3e H 3 ! 3e d ! "ar! t1ra de 2r$4 !de 2o32are"e )olosesc urmtoarele )ormule de calcul6

pentru tronsonul &

&min [& p

l

f p

, +da Kcm 2 1

&ma% [( )

&

&&

p

asc p pl

f

mb2l p ++ , +da Kcm 2 1

pentru tronsonul 2

2min [

( )2

&&

p

asc p pl

f

mb2l p ++ , +da Kcm

2

1

2ma% [( )

2

22&

p

p p p piascl

f

2l 2l mb p +++ , +da Kcm 2 1

pentru tronsonul Qi3

imin [( )

pi

i

i pi piascl

f

2l mb p

=++

&

& , +da Kcm 2 1

ima% [( )

pi

i

i pi piascl

f

2l mb p =++

& , +da Kcm 2 1

/-


65/80

Dac pil >9 , atunci n rela iile de calcul a e)orturilor unitare, se

nlocuieNte l pi cu lf pi .

nde6

imin e)ortul unitar minim din pr8inile de pompare din tronsonul Qi3 ,+da Kcm21

ima% e)ortul unitar ma%im din pr8inile de pompare din tronsonul Qi3 ,+da Kcm21

p l greutatea lic5idului suportat de sec iunea 4rut a pistonului , +da 1

m asc )actorul dinamic la cursa ascendent

(.(. -9ME


66/80

Deter3 !area efort1r ,or 1! tare 3a 3e H 3 ! 3e d ! 7e; ,e de e trac7 e

Earia ia e)orturilor unitare n lungul garniturii de e!i de e%trac ie este dat derela iile urmtoare6

pentru primul tronson

&min [&

& &.&

t

pam pt l

f

b p ' 0 0 p ++ , +da Kcm 2 1

&ma% [&

&&& &.&

t

pam pt t t l

f

b p ' 0 0 2l p +++ , +da Kcm 2 1

pentru tronsonul doi

2min [( )

2

&&2&2& &.&

t

pt t amt t t am pt l

f

b p2l l 0 0 ' 0 0 p ++++ ,

+da Kcm 2 1

2min [ ( ) ( )

2

2&2&

2

&

&.&

t

pamt t t am pt i

titil

f

b pl 0 0 ' 0 0 2l p ++++ =

,

+da Kcm21nde6

F t i sec iunea interioar a e!ilor de e%trac ie din tronsonului Qi3, , +cm 2

1

p p greutatea garniturii de pr8ini de pompare ,

+da 1

ima% e)ortul unitar ma%im din e!ile de e%trac ie din tronsonul Qi3, +da Kc2 1

imin e)ortul unitar minim din e!ile de e%trac ie din tronsonul Qi3, +da Kcm2 1

?ipul de o el pentru e!ile de e%trac ie, se alege ast)el nct s )ie ndeplinit

condi ia ima%


67/80

Factorul cel mai important de care se ine seama la alegerea reductorului uneiinstala ii de pompare, este cuplul ma%im. Cuplul ma%im la reductor, determin mrimeade construc ie a acestuia, )iind in)luen at de sarcina de la captul 4alansierului, delungimea cursei pr8inii lustruite, precum Ni de gradul de ec5ili4rare al unit ii de pompare.

Pentru a calcula cuplul ma%im la reductor, s au propus di)erite rela ii de calcul. $n proiectul de )a am )olosit )ormula recomandat de normele A.P.=.7 dat )iind erorile ce secomit )olosind aceast metod apro%imati!, se recomand ca la reductorul ales, cuplul

ma%im s )ie mai mare dect cel calculat cu ;&2(


68/80

` inst [ &--( F p " n , +m , Kzi1

[ c R s R u

nde6

F p sec iunea 4rut a pistonului , +cm 2

1" cursa pr8inii lustruite la supra)a , +m1n numrul de curse du4le pe minut al pompei , +cdKmin1

randamentul !olumetric de supra)a al pompei

c randament de curs

c [S S r

" r cursa real a pistonului

u randament !olumetric de umplere

u [(.'

s randament de pierderi de lic5id ;ntre piston, cmNi Ni mu)e

Analiza si proiectarea regimului de functionare sonde titei

Documents

Transcript of Analiza si proiectarea regimului de functionare sonde titei