промывочных труб в м; ѵн— скорость нисходящего потока жидкости в зависи мости от расхода ее и диаметра труб (определяет ся по табл. 22); g — уско рение свободного падения в м/с2.
Гидравлическое сопро
тивление |
при |
движении |
|
смеси жидкости |
с песком |
||
в кольцевом |
пространстве |
||
скважины |
|
Н |
|
Л 2= |
|
|
|
фА |
D —dH X |
||
Х -^ -м вод. ст.,
(XI.5)
где ер = 1 ,1 —1,2 — коэф фициент, учитывающий по вышение гидравлического сопротивления от содер жания песка в жидкости; А — коэффициент гидрав лического сопротивления при движении воды в коль цевом пространстве (опре деляется по диаметру труб, эквивалентному разности диаметров D и dH); D — диаметр эксплуатационной колонны в м; dH— наруж ный диаметр промывочных труб в м; ѵв — скорость восходящего потока жид кости в кольцевом про странстве (определяется по табл. 23).
Потеря напора h3 на уравновешивание разности плотностей жидкости в промывочных трубах и в затрубном пространстве определяется по табл. 25.
Гидравлическое сопро тивление в шланге и вер тлюге /г4 определяется по опытным данным (табл. 26).
CÖ
ЯГ
ѴО
О
«
оfr«
К
сз
о. fr«
о
о
о,
и
о
«
о
S3*
л
РЗ
о
к
кс
о
fr«
о
С
о
и
V 3
к
КС
о
X
о
о
а
о
Р,
о
О Я о та X о Я
sf ofсо об счГ |
ю о о ю |
ѵ-ГСО ігГ |
v H v - i C d C d C O C Q V f C O
оо«э*ан cs^o соc q ^ o o СОL-T"ѵ-Гю"cf Cd"CD сГ00 I"''
ѵн-^^cdCdCOCOUO
ІО^С^ІЛ^О LO о ю о о ю со l> О 'sf C^VTssfсо іо cd
vHvHvHCdCdCdCQLO
Sl^CO Cd^O ^GO Cd С^О
co^od'co't^cTco't-sjr^ ■^«^v-CdCdCdCQiO
ссю со м ю ю со о о ю
t^ v f~ ^ a fo e o c fo 6 'c o o f
vcdcdcosfmLnt>o
CD Cd СО S5^0 t^Cd со О О
in^&c$cocba$'<T<£'<F
v-i vH Cd Cd СО СО Vf Ю 00
CD CD О.<Э О С^О_<Э ltTс ГігГс Г c f ltTо с Гіо*
v-ivHCdCdCOeOsflrtC--
c^cq^st^o со cdС-.
ѵз^оГѵ^’об'с^сосо'г^г^сГ
-vivHCdCdCOCO-tfr-
со Cd О
об*l-CG"Vf~COCd ^ CD|>«гГ
■Г*СМСОЧРЮСООСОСО
sf OOWOO^IOGO Cd ©©, f-» Vf Cd*of ‘•tf'г«"of«d**’^”*4
LTJ
L-^LD Cd^o 00 IT^CO о Ю О o'"CO o ' w o ' ST г*'“T'* -^«CdCdCOvfVfLOCD©
ЮОЮОЮОЮООЮ
о"Гvf~ccT о in'cnT
«^CdCOvfuOCDoOO^^t'гн' r- c <cf --
o o o o o o o o o o
r«CMСО^ ЮCDl'-ОООО
CD Cd^00 vf^C^CD^Cd^OOO^O^
ссГсб'сГсо'со’сГссГс'Гсо'сГ
ОПОООСОЮСО^OD
т« т« т« т« N Cd fO
І> ч р сэсо ^ о ^ ад о .о of ofofоб'об'об'с^с^'і^'ігэ'
« r - i C O U D C ' - C ß ^ C O l Q C i G i
ѵгч>ri vHCd
viCdCO^lOCOE^COOlO
103
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
24 |
|
Коэффициент гидравлического сопротивления X для воды |
|
|
|||||||||
Диаметр труб, мм . , |
|
48 |
|
60 |
73 |
|
89 |
|
114 |
|
|
Значение X ................ |
|
0,04 |
|
0,037 |
0,035 |
|
0,034 |
|
0,032 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
25 |
|
Потерн напора Л3 на уравновешивание разности плотностей |
|
|
|||||||||
жидкости в трубах н затрубпом пространстве, м вод. ст. |
|
|
|||||||||
Д и а м е т р |
|
|
|
Д и а м е т р п р о м ы в о ч н ы х т р у б й у с л , |
м м |
|
|
||||
э к с п л у а т а ц и о н н о й |
|
п р я м а я п р о м ы в к а |
|
|
о б р а т н а я п р о м ы в к а |
|
|||||
к о л о н н ы |
D H, |
|
|
|
|
||||||
м м |
60 |
|
73 |
89 |
114 |
60 |
73 |
89 |
1 14 |
||
|
|
||||||||||
114 |
|
19 |
|
25 |
|
|
47 |
32 |
|
|
|
141 |
|
15 |
■ |
18 |
21 |
— |
76 |
51 |
35 |
— |
|
168 |
|
14 |
|
16 |
19 |
27 |
105 |
70 |
47 |
27 |
|
194 |
|
13 |
|
15 |
16 |
21 |
145 |
96 |
64 |
36 |
|
219 |
|
— |
|
14 |
15 |
18 |
— |
129 |
86 |
50 |
|
Гидравлическое сопротивление в нагнетательной линии й5 от
насоса |
до шланга |
определяется аналогично сопротивлению в про- |
|||||||
|
|
|
|
|
мывочных трубах (при коротких |
||||
|
|
|
Т а б л п ц а 26 |
линиях эта величина неболь |
|||||
Гидравлические сопротивления |
шая). |
|
на выкиде насоса |
||||||
|
в штанге и вертлюге |
|
|
Давление |
|
||||
Р а с х о д |
П о т е р и |
Р а с х о д |
П о т е р и |
зависит от суммы гидравличе |
|||||
ских сопротивлений: |
|||||||||
в о д ы , |
н а п о р а , |
в о д ы , |
н а п о р а , |
|
|
|
h |
|
|
л/с |
м в о д . |
ст. |
л / с |
м в о д . с т . |
|
„ |
_ |
|
общ |
|
|
|
|
|
|
Р и |
~ |
|
10 . — |
3 |
4 |
|
7 |
22 |
|
|
|
|
|
4 |
8 |
|
8 |
29 |
= h ± h ± ^ t h ± h . кгс/см2. |
||||
5 |
12 |
|
9 |
36 |
|||||
6 |
17 |
|
10 |
43 |
|
|
|
|
(XI.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление на забой скважины |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Р за5 |
( Н 4 -^2 + |
л з) Рж |
кгс/см2, |
|
(XI.7) |
|
|
|
|
Щ |
|
|
||||
гДе рж — относительная плотность жидкости.
Мощность, необходимая для промывки песчаной пробки:
N-- |
^общ(?Ри |
Л . С . , |
(XI. 8) |
75т)а |
104
где Q — производительность насоса в л/с; ра — общий механический к. и. д. промывочного агрегата.
Использование максимальной мощности промывочного агрегата выразится формулой
К а |
JV100 |
%, |
(XI.9) |
|
Ломакс |
||||
где ІѴмакс — максимально возможная |
|
мощность двигателя |
по его |
|
характеристике. |
|
|
[3] |
|
Размывающая сила струи жидкости |
|
|||
P = 2,04-ß^ кгс/см2, |
(ХІ.10) |
|||
|
/цГ |
|
|
|
где Q — производительность агрегата в л/с; /ц — площадь попереч ного сечения струи жидкости, нагнетаемой в скважину, в см2; F — площадь внутреннего поперечного сечения эксплуатационной ко
лонны в см2.
Обратная промывка водой. Гидравлическое сопротивление при
движении жидкости в затрубном пространстве |
|
|
|
|||||
|
^ = 1 |
|
|
МВ°Д- ст- |
|
(XI.И) |
||
Гидравлическое сопротивление при движении |
смеси жидкости |
|||||||
с песком по насосно-компрессорным трубам |
|
|
|
|||||
|
|
= |
ÖQ Zg |
м вод. ст. • |
|
(XI.12) |
||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Техническая характеристика агрегата ПА8-80 |
|
|
|||||
|
Число оборотов |
Число двойных |
Производительность |
Давление |
|
|||
Скорость |
насоса (при коэффи |
|
||||||
вала двигателя |
ходов поршня |
|
циенте наполнения |
на выкиде на |
||||
|
в минуту |
насоса в минуту |
0,8), л /с |
|
соса, кгс/см 2 |
|||
I |
850 |
|
36 |
|
4,6 |
|
80 |
|
II |
|
50 |
|
6,5 |
|
58 |
|
|
III |
|
|
99 |
|
12,8 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
28 |
|
Техническая характеристика агрегата Азпнмаш-32 |
|
||||||
Скорость |
Число двойных |
Производительность насоса |
Давление на выкиде |
|||||
ходов поршня |
(при коэффициенте |
|
насоса, |
|
||||
|
насоса в минуту |
наполнения 0.S), л /с |
|
кгс/см2 |
|
|||
I |
40,8 |
|
|
|
3,58 |
|
160,0 |
|
II |
64,5 |
|
|
|
5,56 |
|
101,5 |
|
III |
106,0 |
|
|
|
9,15 |
|
61,6 |
|
IV |
164,0 |
|
|
|
14,20 |
|
39,8 |
|
105
Гидравлическое сопротивление в шланге и вертлюге при обратной промывке обычно отсутствует.
Гидравлическое сопротивление в нагнетательной линии 1іг будет то же, что и при прямой промывке.
Дальнейшие расчеты (давления на выкиде насоса, давления на забой скважины, необходимой мощности, процента использования максимальной мощности) ведутся так же, как и для прямой промывки.
Гидравлический расчет промывки песчаных пробок нефтью ана логичен расчету промывки пробок водой, по вследствие более высо кой вязкости нефти улучшаются показатели промывки — требуется меньше времени и полнее используется мощность промывочного агрегата.
Для промывки песчаных пробок применяются промывочные агрегаты ПА8-80 и Азинмаш-32, эксплуатационные характеристики которых приведены в табл. 27 и 28.
2. Расчет промывки песчаных пробок струйным насосом [3]
Размывающая сила струи жпдкости при работе промывочного агрегата будет
Р = 2,04-^- кгс/см2, |
(XI.13). |
где Q — производительность агрегата (паходится из |
эксплуата |
ционной характеристики агрегата в зависимости от скорости) в л/с; / — суммарная площадь поперечного сечения сопел в см2; F — пло щадь внутреннего сечения эксплуатационной колонны в см2.
При диаметре сопла |
/ = 4 мм и |
числе сопел га = 3 |
площадь |
/ = 0,38 см2. Тогда для |
различных |
диаметров эксплуатационных |
|
колони формула (XI.13) приобретает следующий вид: |
|
||
для колонны DH—141 мм |
|
|
|
Р = 0,044(?2 кгс/см2; |
(XI.14) |
||
для колонны Z?H= 168 мм |
|
|
|
|
Р = 0,03<?2 кгс/см2; |
(XI.15) |
|
для колонны Д , = 219 мм |
|
|
|
Р = 0,0104^* кгс/см2. |
(XI.16) |
||
При работе промывочного агрегата ПА8-80 размывающая сила составляет 0,65—5,0 кгс/см2, что обеспечивает высокую интенсив ность размыва песка при любой плотности пробки.
106
Время, затрачиваемое на промывку 1 м песчаной пробки, опре деляется по формуле [3]
|
1000F |
I tр |
н и |Ѵ вт + |
Л<ол ( 1 + t f ) ( l + x ) |
|
60/к?п ”|- Т |
|
мин, (XI.17) |
|
|
|
Ü + U ) I Q X |
||
где V = |
n D V i |
объем песчаной |
пробки (пористостью пробки пре |
|
|
4 |
|
|
|
небрегаем, что увеличивает затраты времени) в м3; h — мощность
песчаной пробки в м; |
Qn = |
— количество |
песка в |
жидкости, |
||||
отбираемое |
струйным |
насосом |
(при |
средней |
концентрации песка |
|||
в жидкости 1 : 5); (?ж — количество жидкости, |
отбираемое из сква |
|||||||
жины струйным насосом (минимальное (?ж = 0,75 л/с), |
в л/с; tp = |
|||||||
= 3 мин — время размыва пробки мощностью 7 м; 1 = |
1 м — сред |
|||||||
няя длина |
одной промывочной |
трубы; FBT — площадь |
сечения |
|||||
центральной |
колонны |
сдвоенных |
промывочных труб |
60 X 48 мм |
||||
в см2; FK<fn — площадь сечения |
кольцевого |
пространства |
между |
|||||
колоннами сдвоенных труб в см2; Н — глубина скважины в м; U = |
||||||||
= ^0,125-у — 0,05^ — относительный |
расход |
струйного |
насоса; |
|||||
FK— площадь камеры |
смешения |
в |
см2; / — площадь |
поперечного |
||||
сечения сопел в см2; -у~= 1,93 — основной геометрический пара метр струйного насоса.
Вслучае промывки жидкой пробки второй член этой формулы выпадает.
При увеличении производительности струйного насоса (отбора жидкости из скважины) в 3 раза (с 0,75 до 2,25 л/с) время промывки песчаной пробки сокращается в 2,18 раза, а при уменьшении основ ного геометрического параметра в 2 раза (при одном и том же отборе жидкости) время промывки пробки снижается в 1,28 раза.
Таким образом, уменьшение затрат времени на чистку песчаной пробки струйным насосом возможно путем увеличения отбора
жидкости из скважины и путем снижения величины основного гео- jp
метрического параметра струйного насоса - у - .
В первом случае, ограничивающим фактором при принятом диа метре промывочных труб является величина рабочего давления на выкиде промывочного насоса, а во втором случае — большие рас ходы рабочей жидкости и связанный с этим рост рабочего давления на выкиде насоса вследствие увеличения гидравлического сопротивления.
Отсюда ясно, что для улучшения эксплуатационных показателей работы струйных насосов необходимо применять более мощные промывочные агрегаты Азинмаш-32.
Выигрыш во времени при промывке пробки струйным насосом
в сравнении с чисткой пробки желонкой за год составит |
[3] |
Ді = г ( ж + Ѣ н Г '- тгг & й ^ ) сут’ |
<XU8) |
107