Қ азақстан республикасы ауыл шаруашылығы министрлігі
жүктеу/скачать 9,92 Mb.
|
Мұнайды өндірудің техникасы мен технологиясы оқу құралы (1)
| Артезиан фонтандау.
Артезиан фонтандау процесін теориялық сипаттау құбыр бойынша біртекті сұйықтықтың қозғалысын есептеуден айырмашылығы жоқ. Фонтандау кезінде Рс ұңғымасының забойындағы қысым (128) теңдеумен анықталады, онда сұйықтық тығыздығының тұрақтылығы арқасында сұйықтық бағанасының гидростатикалық қысымы қарапайым арақатынаспен анықталады , (128) мұнда ρ - ұңғымадағы сұйықтықтың орташа тығыздығы; Н - түбінің (әдетте перфорация аралығының ортасы) және ұңғыма сағасының арасындағы тігінен қашықтық. , мұнда L - түбтен сағаға дейінгі көлбеу ұңғыма осінің бойымен қашықтық; α - ұңғыма қисығының орташа зениттік бұрышы. Әртүрлі тереңдікте αi қисығының әртүрлі бұрышы бар көлбеу ұңғымалар үшін Н арақашықтығы ұңғыманың тереңдігін аралықтарға бөлумен және осы аралықтардың проекцияларын тік оське қосумен анықтау қажет.: , (129) мұнда ΔLi - I аралықтың ұзындығы; αi - I - аралық қисық бұрышы; n - ұңғыманың жалпы тереңдігі бөлінетін аралықтардың саны. СКҚ бойынша сұйықтық қозғалғанда ол салқындатылады және оның тығыздығы аздап өзгереді. Сондықтан орташа тығыздықты есептеу қажет , (130) мұнда ρс, ρу - кенжардың және ұңғыма сағасының термодинамикалық жағдайларында сұйықтықтың тығыздығы, тиісінше. Мұнаймен суланған фонтандау кезінде сұйықтықтың тығыздығы орташа өлшенген ретінде есептеледі , (131) , (132) мұнда n - қоспадағы су үлесі (сулануы); ρн, ρв - кенжардың (с) және сағаның (у) жағдайында мұнай мен судың тығыздығы. Кейде сұйықтық ағынының жеткіліксіз жылдамдығының және судың шөгуінің нәтижесінде N ұңғыма оқпанының бойымен сулануы біркелкі емес болады. Мысалы, забой мен СКҚ табандығының арасында, мұнай сұйықтығы жағалай орнатылған бағананың барлық қимасы бойынша аз жылдамдықпен қозғалады, сулану көп болуы мүмкін. Мұндай жағдайларда ұңғыманың барлық есептік тереңдігін тиісті аралықтарға бөлу қажет. Бұл жағдайда, электр энергиясының шығыны 95-98% Ру ұңғымасының сағасына қарсы басу оның топтық өлшеу қондырғысынан алыстығымен, осы қондырғыдағы қысымымен немесе оның дебитін реттеу үшін атқылайтын ұңғыманың лақтырылатын желісінде орнатылған штуцер (жергілікті кедергі) өлшемімен анықталады. Қазіргі уақытта кең таралған бір құбырлы, герметизацияланған Мұнай-газ жинау жүйелері кезінде Ру сағасындағы қысым кейде бірнеше мегапаскальға жетіп, үлкен болады. Ртр үйкелуіне қысымның жоғалуы құбырлы гидравликаның қалыпты формулалары бойынша анықталады, атап айтқанда , (133) (133) l формуласында-ұңғыманың тереңдігі емес, ҰКТ ұзындығы ұңғыма осінің бойымен. Тек тік ұңғымаларда ғана бұл шамалар сәйкес келеді, сондықтан көлбеу ұңғымаларда бұл айырмашылықты ескеру маңызды. Сж СКҚ-дағы сұйықтықтың жылдамдығы әдетте сұйықтықтың көлемдік коэффициенті және оның СКҚ-дағы орташа термодинамикалық жағдайлар үшін тығыздығы арқылы анықталады: , (134) мұнда Qн, Qв - стандартты жағдайларға келтірілген мұнай мен ұңғыма суының дебиті; ρн, ρв - стандартты жағдайларда мұнай мен судың тығыздығы; bн, bв - СКҚ-дағы орташа жағдайлар үшін мұнай мен судың көлемдік коэффициенттері; f - СКҚ қимасының ауданы (немесе забойдан СКҚ табандығына дейінгі аралыққа арналған шегендеу бағанасы). Үйкеліс шығынын есептеу кезінде СКҚ d диаметрі Ртр шамасына елеулі әсер ететінін ескеру қажет. Бұл дегеніміз, СКҚ диаметрі 10% - ға азайған кезде, мысалы, ішкі бетті эпоксидті шайырмен, шынымен жабу есебінен немесе парафиннің шөгуінің нәтижесінде үйкеліс шығыны 1,61 есе өседі. Λ кедергі коэффициентінің шамалары тиісті кестелер немесе аппроксимациялаушы формулалар бойынша Рейнольдс саны арқылы анықталады. Егер re санын анықтау үшін қажетті Сж, d және ρ сияқты шамалар жеткілікті дәл бағаланса, онда сұйықтықтың тұтқырлығын есептеу үшін μ, әсіресе суланған мұнайдың немесе эмульсияның СКҚ бойынша қозғалғанда жеткілікті дәл формулалар жоқ. Суланған мұнайдың тұтқырлығы компоненттердің (мұнай мен судың) тұтқырлығына ғана емес, эмульсияның дисперсиясына да байланысты. Дегенмен, бұл шаманы бағалау үшін Гатчика мен Сабридің келесі жақын формуласын ұсынуға болады: , (135) мұнда μэ - эмульсияның динамикалық тұтқырлығы; μвс - сыртқы дисперсиялық ортаның динамикалық тұтқырлығы (мұнай түріндегі эмульсия үшін μвс-мұнайдың тұтқырлығы, эмульсия үшін судағы мұнай μвс - судың тұтқырлығы); φ - ішкі дисперсиялық фаза көлемінің сыртқы көлемге қатынасы. (135) формуланы пайдалану кезінде мұнай суланған кезде 60-70% эмульсияның инверсиясы, яғни сыртқы және ішкі фазалардың орнын ауыстыру орын алатынын ескеру қажет. Сондықтан ұсынылған жазудағы (135) формула көрсетілген шектерден аспайтын су құрамы бар эмульсия үшін әділ. Бұл жағдайда су болатын сыртқы ортаның тұтқырлығын қою қажет және (р мұнайдың суға көлемдік қатынасын орнату) орнына. Кедергі коэффициенті λ ағыс режиміне байланысты. Дағдарыс кезінде Re < 1200 ішіндегі тербелістер кезде Re > 2500 - турбуленттік ағыстар мен 1200 < Re < 2500 - деп аталатын өтпелі аймақ. Ламинарлық қозғалыс кезінде , (136) Турбулентті қозғалыс кезінде , (137) Өтпелі аймақ үшін көп түрлі аппроксимациялық формулалар бар. λ үшін жеткілікті сенімді нәтижелер формула бойынша алынады , (138) (138) формуланы өтпелі аймақ үшін ғана емес, ол 1200 < Re < 50000 үшін ұсынылады. Белгілі болғандай, қабаттан ұңғымаға сұйықтықтың келуі ағынның жалпы теңдеуімен анықталуы мүмкін , (139) Есеп шығарғанда , (140) Қабаттың және фонтандық көтергіштің бірлескен жұмысы кезінде ұңғыманың түбіндегі (139) осындай сұйықтық ағынын анықтайтын жалпы забой қысымы орнатылады, ол фонтандық құбырлар ұңғыманың осы тереңдігі, сағаға қарсы басылу, құбырлардың диаметрі және т. б. кезінде өткізу жағдайында болады. , (141) Теңдіктің сол бөлігі Q-ға байланысты, өйткені Ртр мен РТР шығынына байланысты. Шығынның ұлғаюымен үйкеліс пен қарсылық артады, ал Рг Q тәуелді емес. , (142) Бұл теңдіктен Q табу керек, ол (142) ұқсастық. Ол үшін, әр түрлі Q мәндерін қойып, теңдіктің сол бөлігін (142) , (143) Теңдеудің оң жағы , (144) Одан әрі екі кесте А(Q) және В(Q) құрылады. Q ұлғаюымен а шамасы өсуі тиіс, ал В шамасы суретте көрсетілгендей азаяды. 73. 73 сурет-a(Q) көтергішінің жұмыс теңдеуін және қабаттан B (Q) А(Q) және В(Q) желілерінің қиылысу нүктесі қабаттың және фонтанды көтергіштің бірлескен жұмыс істеу шартын анықтайды, яғни Qc ұңғымасының дебитін және осы дебитке сәйкес РС забой қысымын береді. Мұндай есептеулер әртүрлі диаметрлі құбырлар үшін, сондай-ақ құбыраралық кеңістік арқылы фонтандау жағдайлары үшін жасалуы мүмкін. Табылған шешімдерден кен орнын игеру мен пайдаланудың технологиялық шарттарына жақсы жауап беретін таңдау мүмкін. жүктеу/скачать 9,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|