Материал: Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи Учеб, пособие для ву

а) следует, что давление газа р_гот, соответствующее давлению открытия, на глубине установки клапана будет

Ргот—Рс^с Рт^"к, (8-8)

где р_с — давление в сильфоне клапана; р_т — давление в колонне подъемных труб на уровне установки клапана в момент его открытия.

Так как клапан открыт, условием поступления газа из затрубного пространства в подъемную колонну будет наличие начального перепада давления на клапане, который определяется глубиной установки клапана и ориентировочно принимается равным

Лркл = Рг — Рт 0,3 МПа. (8.9)

По мере поступления газа через клапан давление в подъемной колонне на уровне его установки будет снижаться от максимального определяемого в зависимости от условий статическим или динамическим градиентом жидкости (рис. 8.5, кривые 1 и 2), до минимального в подъемных трубах р_т_min (кривая 4) при работе скважины на проектном режиме. При этом перепад давления на клапане будет увеличиваться, что приведет к увеличению расхода газа через него и понижению уровня жидкости в затрубном пространстве до следующего клапана, расположенного на глубине, обеспечивающей начальный перепад давления Ар_кл на нем. Давления в затрубном пространстве и соответственно перед штуцером, установленном на нагнетательной линии (см. рис. 8.1), уменьшаются и становятся равными давлению закрытия первого клапана, в силу чего клапан закрывается. Так как при открытом клапане давление нагнетаемого газа будет действовать на всю эффективную площадь сильфона, то непосредственно перед тем, как шток клапана начнет перемещаться вниз и клапан закроется (см. рис. 8.4, б), будет выполняться следующее условие закрытия:

Рср'г> (⁸'¹⁰)

где рг — давление в затрубном пространстве на уровне установки клапана в момент его закрытия.

Нагнетаемый газ продолжает поступать в затрубное пространство и давление в нем растет, что вызовет поступление газа в подъемную колонну через второй клапан. При этом из-за притока в подъемную колонну жидкости как из затрубного пространства, так и из пласта (если забойное давление стало меньше пластового) давление в ней на уровне первого клапана возрастает от p_TmIn i до p_Tmaxi-

166

Рас. 8.5. Расстановка газлифтных клапанов при непрерывном газлифте (к задаче 8.2)

Профиль давления в колонне будет соответствовать кривой (рис. 8.5, кривая 9). В дальнейшем давление на уровне первого клапана снизится, но в начальный момент оно может вызвать его открытие. Чтобы этого не произошло, необходимо снизить давление газа в затрубном пространстве на устье на величину

^Pl = (/⁷Tmaxi — Ртт1т)Кк1- (8.11)

Аналогично рассчитывают снижение давления* нагнетаемого газа при включении в работу последующих клапанов, расположенных ниже второго, за исключением последнего, рабочего клапана, при поступлении газа через который скважина выйдет на проектный режим. Соответственно открывающее давление пусковых клапанов, определяемое давлением газа в затрубном пространстве,

П— 1

начиная со второго, снижается на £ Др;>

i = i

П— 1

Рг от (^/i) ⁼⁼ Рг (.^п) ^ &Pt% (8.12)

i =1

где p_roT(L_n) — открывающее давление п-то клапана на глубине

* Для прикидочных расчетов можно принять Ар_х = Др_л = ... = да ОД МПа.

167

~~Рис. 8.6.~~ Стенд для тарировки
газлифтных клапанов

его установки L„; р_г (L„)—
давление газа в затрубном
пространстве на глубине
установки n-го клапана
(рис. 8.5, кривая 5)*.

Давление в сильфоне
каждого из клапанов р_сп,
обеспечивающее его откры-
тие и закрытие, опреде-
ляют следующим выраже-
нием:

Г п— 1

Рсп = Рг (L_n) — Yj ^APi +

L i = i

“ЬРт min (Ln)K_Kn \IK_cn, (8.13)

где p_Tmin (L_n) — минимальное давление в колонне подъемных труб на глубине установки п-то клапана; Ккп, Ксп — соответственно коэффициенты /С_к и К с «-го клапана.

Надежность работы клапанов в условиях скважины зависит от правильности их зарядки и последующей тарировки в поверхностных условиях на специальном стенде (рис. 8.6).

На глубине установки клапана в скважине давление в его сильфоне р_с из-за влияния температуры будет больше давления р_сств условиях зарядки. Без учета коэффициента сжимаемости азота, которым заполняется сильфон, давление в нем определяется следующим соотношением:

Рс = Рс стТ’/Т’ст, (8.14)

где Т — температура на глубине установки клапана; Т„ —
= 293 К — стандартная температура, при которой заряжают кла-
пан.

Давление зарядки клапана с учетом (8.12) — (8.14) будет
Рс ст — (Pro “Ь Рт min ^к)/(^с^т), (8.15)

где С_т = 77Т_ст — температурный коэффициент.

Номинальное давление тарировки р_тар — внешнее давление, при
котором клапан открывается при стандартной температуре и ат-
мосферном давлении, действующем на клапан, определяется вы-

ражением

Ртар — Рс ст' Хс*

л — 1

* Для первого клапана р_го(L_x) = р_г(Li), так как ^ Apt=0,

(8.16)

Протарированные с учетом скважинных условий клапаны позволяют осуществлять управляемый посредством давления нагнетаемого газа пуск скважины и работу газлифтной установки на проектном режиме.

Последовательность расчета системы пуска

Предварительные определения и построения.

На координатное поле р—Я (см. рис. 8.5) последовательно наносят:

из точки, соответствующей р_п„:

профиль гидростатического давления жидкости (кривая /), градиент которой определяется плотностью р_ж; пересечение кривой 1 с осью глубин определяет положение статического уровня в скважине;

из точки, соответствующей р_заб

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/115988

Смотрите также:










2014 biblioonline ru