选泵的有关计算和图解

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(一)利用液流动态关系曲线确定井液生产能力

见图3－3－139

图3－3－139 液流动态关系曲线

(二)沉没泵压头的计算

H_泵=H_静+H_井分+H_分+⊿H_动+H_损 (3－3－87)

式中 H_静——静液面离井口高度(m)

H_井分——井口与气水分离器平均液面高度的差值(m)

H_分——以液柱高表示的气水分离器压力(m)

⊿H_动——稳定工作制度下、静液面与动液面的差值(m)

H_损——液体在管道内流动时，摩擦和局部阻力损失的压头(m)

(三)沉没泵级数及系列的选择

1．沉没泵需要级数的计算

式中 Z——沉没泵需要叶轮级数

P_叶压——单级叶轮压头(m／级)

P_泵压——泵压头(m)

2．沉没泵减少级数的计算 因受产品规格限制，选型时根据泵的性能曲线，合理产量、所需压头、套管直径等数据，往往只能找到与实际需要相近似的泵型，即可通过减少泵的级数式3－3－89的计算，获得合理产量所需压头。

式中 Z——泵的额定级数

H_井——生产井所需压头(m)

H_泵——泵的实际压头(m)

⊿Z——需要减少级数

(四)电机功率选择的计算

1．沉没泵所需功率的计算

HP=Z×n_单级×γ (3－3－90)

式中 HP——沉没泵所需功率(马力)1马力=735．498W

Z——泵的级数

n_单级——单级泵功率(kW)

γ——液体相对密度

2．沉没泵所需功率(kW)的计算

式中 N——沉没泵所需功率(kW)

Q_井——产量(m³／日)

H_井——泵所需压头(m)

γ——液体相对密度

η_泵——沉没泵效率

上两式中，单级叶轮压头、沉没泵效率、单级叶轮功率，可根据井身结构等条件选择泵的系列后，再从泵的特性曲线图中查得。

(五)电缆选择计算

ρ₁=ρ〔1+α(t－20)〕 (3－3－94)

式中 ⊿U——电缆内电压降(V)伏特

ρ₀——电缆的有效电阻率(Ω／kW)

ρ₁——电缆的感应电阻率(Ω／kW)

co3Φ——设备的功率因素

sinΦ——无效功率因素

I——定子的工作电流(A)

L——电缆长度(kW)

S——电缆芯的截面积(mm²)

ρ₃——在温度t时电缆的电阻率(Ω·mm²／m)

ρ——20℃时电缆的电阻率(Ω·mm²／m)

α——温度系数

t——电缆温度(℃)

不同型号电缆及其在一定温度下的电压降见图3－3－140～141。

图3－3－140 电缆电压降

图3－3－141 电缆电压损失图(环境温度86°F)

(六)自耦变压器选择

当低压端接入标准电压380V电网时，副线圈电压(U)按下式计算：

U=U_电动+△U (3－3－95)

式中 U——副线圈电压(V)

U_电动——电动机额定负荷下的电压(如电动机的负荷小于额定负荷必须降低其电压)(V)

⊿U——电缆内的电压降(V)

当电网电压不是380V时，自耦变压器的电压标度按下式计算：

式中 U_实——在U时，自耦变压器副级圈柱上的实际电压(V)

U′——电网实测电压(V)

U_标——自耦变压器副线圈电压标度一定时分接头电压(V)