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

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам


188





Во всех расчетных вариантах могут быть использованы трубы гладкие или с высаженными наружу концами из стали группы проч­ности Д (см. табл. 9.3).


Расчет коэффициента сепарации газа у приема насоса


Задача 9.2. Рассчитать коэффициент сепарации газа у приема насоса.

Решение. Коэффициент сепарации газа у приема ШСН оп­ределяем по приближенной формуле


1 - (Ртн/Рзк)2


(9.9)


где Z)3K — внутренний диаметр эксплуатационной колонны сква­жины, м; DTH — наружный диаметр насосно-компрессорных труб на уровне приема насоса, м; ws — относительная скорость движе­ния газа на участке приема насоса.

Если экспериментальные данные отсутствуют, то в первом при­ближении может быть использована следующая зависимость [21 ]:


| 0,02 м/с при В ^0,5,
I 0,17 м/с при В > 0,5.


(9.10)


Вследствие сепарации части свободного газа у приема насоса изменяется газовый фактор жидкости, поступающей в насос и НКТ (так называемый «трубный» газовый фактор), который определяют по формуле


Г0 ^о(Рнас) [^о(Рнас) ^0 (Рпн)] *+■ (9.11)

Предполагая состав газа неизменным, скорректированное зна­чение давления насыщения рнас, соответствующее «трубному» га­зовому фактору, определяется из условия


'’о — Г
0 (/’нас)


(9.12)


или по следующей формуле:

Рнас = (Д)/Д) (Рнас))1/С'(Рнас Ро) + Ро- (9.13)

Затем рассчитаем расход свободного газа VrB (рПи) и газо­жидкостной смеси Qcm (рпн), поступающих в насос, т. е. с учетом коэффициента сепарации

1/гВ(рпн) = 1/гв(Рп„)(1--ас). (9.14)

;„(Рпн) = °ж (Рпн) + ^гв (Рпн). (9.15)

Подставим в формулы (9.9) — 9.15) числовые значения величин для 1-го расчетного варианта:

Oci = [1 —(88,9/150)а]/[1 +0,93 3,38-10-4/[0,02 (150-3)2] = 0,38;

Гц = 110 — (ПО — 60,5) 0,38 = 91,2 м3/м
3;


Рнас = (91.2/1 Ю)10'5-(13,0 -0,1) + 0,1 = 8,97 МПа;


189



V';B(PnHi) = 3.3M| - 0,38) = 2,05-10“4 м3/с;

Q'cm (pnHi) = 3,38-10-4 -Г 2,05-10“4 = 5,43-10-4 M3/c = 46,9 м /сут; для 2-го варианта ас 2 = 0,78:

v;, (р„н2) = 0,51 -10-4 м3/с;

QCM (рпнг) = 3’55'10-4 “3 с = 3°.7 м3/сут; для 3-го варианта осз = 0:

Т'о Т’о (риас) = 0;

Пп з = (Рпн з) 2,9-10—4 м3/с = 25,0 м3/сут.


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА ВЫХОДЕ НАСОСА

Распределение давления по длине колонны НКТ может быть рассчитано по одной из методик, приведенных в гл. 5; при этом не­обходимо учесть, что продукция движется по кольцевому зазору между трубами и насосными штангами.

На рис. 9.1 и 9.2 представлены графики распределения давле­ния в колонне НКТ (кривые с индексом «2») для первых двух рас­четных вариантов, полученные по методике Поэттмана—Карпен­тера, в которой присутствие колонны штанг учтено введением эк­вивалентного гидравлического канала согласно Баксенделлу [23].

Задача 9.3. Определить давление на выходе насоса.

Решение. Давление на глубине спуска насоса L„, опреде­ляемое по соответствующей кривой распределения, принимаем за давление на выходе насоса; рвн i = 8,3 МПа, рвп 2 = 9,5 МПа, Рви з = 7,3 МПа.

Далее рассчитываем характеристики продукции, поступающей из насоса в колонну НКТ при ходе нагнетания, т. е. при по (9.1) — (9.8), аналогично тому, как это было сделано ранее для давления рпн*.

Для 1-го варианта рвн 1<рнас, следовательно в продукции имеется свободный газ:

К Овн 0=1 ф (1,28-1)1(8,3-0,1)/(1310-0,1)]°-28 = 1,25;

Ьж(рв»1) = 1,25(1 -0,2) -(-1-0,2 =-1,2;

<Зж(Рвн1) - 1,2-2,32-10—4/(1 —0,2) =3,48-10

* ма/с;

го(рвн 0 = ПО [(8,3- 0,1 )/(13,0 — 0,1)]0,5 = 87,7 м3/м3;

V;B (рвн j) = 2,32-10—4 (91,2 — 87,7) 1-0,1 -315/(8,3■ 273) =

= 0,11 • Ю—4 м3/с;

QCM (рвн ,) = (3,48 + 0,11) 10_4 = 3,59- Ю-4 м3/с = 31 м3/сут.


190



Для 2-го варианта рвн 2>р'нгс и свободный газ в продукции отсутствует:

К Ови 2) = К (Ригс) = 1 + (1,16 - 0,1) [(3,09 - 0,1)/(9,0 - 0.1)]0'25 =

= 1,12;

Ьж (Рви д = 1,12 (1 - 0,55) + 1-0,55 = 1,05;

<2ж (Рв„ 2) = 1,05-1,305-10-*/(1 - 0,55) = 3,05-10 4 м3/с;

Г0 (рВн 2) = Г0 (Рнас) = 34-8 м3/м3; ^гв (рвн 2) = °1

9см (Рвн 2) - 9Ж (Рвн 2) = 3,05.10-4 м3/с = 26,3 м3/сут.

Для 3-го варианта, очевидно,

Ож (Рвн э) = Qha = 2.9- ю-4 м3/с = 25,0 м3/сут.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В КЛАПАННЫХ УЗЛАХ

Расчет максимального перепада давления Арк„, возникающего при движении откачиваемой продукции через клапанные узлы насоса, основан на результатах работ А. М. Пирвердяна и Г. С. Сте­пановой [15]. В расчетах принято, что при наличии в потоке жид­кости свободного газа в качестве расчетной используется макси­мальная абсолютная скорость течения смеси через отверстие седла клапана, а при откачке обводненной смеси не образуется высоко­вязкая эмульсия.

Расчет потерь давления Аркл ведется в следующем порядке. Расходы газожидкостной смеси через всасывающий Q'ctt (рпп х) и нагнетательный QcM (рвн х) клапаны определены в задачах 9.2 и 9.3:

9цл ВС 9СМ (рпн)’ 9КЛ н 9СМ (рвн)-

Максимальная скорость движения продукции vmax в отверстии седла клапана с учетом неравномерности движения плунжера и со­ответствующее этой скорости число Рейнольдса Re^ равны соот­ветственно

«»,* = 4

Кекл Ущах^кл/^ж , (9.17)

где dKJI — диаметр отверстия в седле клапана, м (табл. 9.5); уж — кинематическая вязкость жидкости, м2/с. В качестве v* выбирается вязкость того из компонентов, содержание которого в откачивае­мой продукции наибольшее.

Задача 9.4. Определить потери давления в клапанных уз­лах.

Решение. Для 1-го варианта

4 м3/с, кл „ = 3,59-10"4 м3/с.

«шах вс = 4-5,43-10-4/(0,03)2 = 2,41 м/с; cmax Н = 4-3,59-10 4/(0.025)2 = 2,29 м/с;

ReKJ1 вс = 2,41-0,03/(2- Ю'6) = 3,6-104;

ReM н = 2,29-0,025/(2- 10 в) = 2,9-104.


191




Насос
Условные диаметр васоса, мм
Диаметр отверстия седла клапана
ММ

обычного
с увеличенным проходным сечением

всасываю* Щего <*кл в
нагнетатель- ного акл н
всасываю- Щего <л в
нагнетатель-

H0r°4iH

Невставной
28
11
11
14
14




32
14
14
18
18




43
20
20
22,5
22,5




55
25
25
30
30




68
30
30
35,5
35,5




93
40
40
48
48

Вставной
28
20
11
22,5
14




32
20
14
22,5
18




38
25
18
30
20




43
25
20
30
22,5




55
30
25
35,5
30


По графикам Г. С. Степановой определяем коэффициент расхода клапана |кл в зависимости от числа Рейнольдса, вычисленного по (9.17) (рис. 9.3 кривая 1) |кл вс = £кл н = 0.4.

Перепад давления в клапане рассчитываем по формуле
Источник: https://tut-files.ru/previewfile/115988

Смотрите также:

2014 biblioonline ru