Фактори, які визначають конструкцію і вплив на роботу насоса
Безперебійна робота насосів залежить від наступних факторів:
1. Вибору раціонального типу конструкції насоса.
2. Якості виготовлення.
3. Правильного монтажу.
4. Правильної експлуатації.
Кожний із вказаних факторів однаково важливий, невиконання одного з них передбачає вихід із ладу насосного агрегата.
Основні фактори, які визначають конструкцію багатоступінчастого насоса
1. Число ступеней.
2. Розміщення ступеней.
3. Величина втрат між ступенями через зазори ущільнень коліс і проміжних ущільнень.
4. Мінімальні втрати через гідроп´яту і кільцеві ущільнення ротора насоса та їх надійна робота.
5. Герметичність фланцевих з’єднань.
6. Попередження насоса від перекосів внаслідок температурних розширень.
7. Температурні розширення окремих частин ротора і корпуса насоса.
8. Забезпечення без кавітаційної роботи насоса.
9. Вибір матеріалів деталей насоса з відповідною термообробкою з врахуванням корозійних і ерозійних властивостей перекачувальної рідини.
10. Надійність роботи і довговічність конструкції.
11. Зручність і швидкість монтажу та демонтажу.
12. Безпека експлуатації насоса.
Гідравлічний розрив пласта. Обладнання для гідророзриву пласта
Суть цього процесу полягає в нагнітанні в продуктивний пласт рідини під тиском під дією якого пласт розчленовується або по площинах напластування, або вздовж натуральних природних тріщин. Для попередження змикання тріщин при скиданні тиску в них разом з рідиною закачується крупний пісок, який зберігає проникливість цих тріщин.
Гідравлічний розрив проводять при тисках до 100 МПа, з великими витратами рідини і при використанні складної та багатогранної техніки.
На пористий пласт у вертикальному напрямку діє сила, яка рівна вазі вищезалягаючих порід. Середня густина порід приймається ρ = 2500 кг/м3. Тоді тиск гірських порід буде рівний:
Так як густина води ρ = 1000 кг/м3, то тиск гірських порід приблизно в 2,5 рази більший гідростатичного на однаковій глибині залягання пласта.
Для розчленування пласта потрібно всередині пористого простору створити тиск Рр, який перевищує гірський на величину тимчасового опору гірських порід на розрив σz, так як потрібно подолати сили щеплення частин породи.
Гідророзрив пласта здійснюється наступним чином:
- в свердловину попередньо опускають НКТ, які здатні витримувати високі тиски (значно вищі ніж можуть витримати обсадні колони).
- вище продуктивного пласта встановлюють пакер-якор, який ізолює кільцевий простір і колону від тиску та попереджує переміщення.
- по спущених НКТ нагнітається спочатку рідина розриву в таких об’ємах, щоб отримати тиск на вибої достатнім для розриву пласта.
Момент розриву на поверхні фіксується як різке збільшення витрат рідини при тому ж тиску на усті або різке зменшення тиску на усті при тих же витратах. Більш об’єктивним показником, що характеризує ГРП є умовний коефіцієнт поглинальної здатності пласта.
де Ру – тиск на усті.
Різке збільшення k під час закачування також інтерпретується як момент ГРП. Для вимірювання величини k є відповідні прилади.
Після розриву пласта в свердловину закачують рідину-пісконосій при тисках, які стримують тріщини в пласті в розкритому стані. Рідиною-пісконосієм може служити сира нафта, яка змішана з піском.
Пісок попереджує змикання тріщин при наступному зніманні тиску.
Рідини-пісконосії проштовхують в НКТ і в пласт продавлювальною рідиною. Продавлювальною рідиною може служити люба малов’язка рідина.
При проектуванні процесу ГРП визначають тиск розриву Рр, який потрібно створити на вибої свердловини.
Світовий досвід показує, що між глибиною залягання пласта і тиском розриву чіткий взаємозв’язок відсутній.
На основі практичного досвіту можна рекомендувати такі наближені значення для тиску розриву:
- для свердловин Н ≤ 1000 м
- для свердловин Н > 1000 м
Рст – гідростатичний тиск стовпа рідини.
Опір гірських порід на розрив σр = 1,5 - 3 МПа.
Тиск розриву на вибої Рр і тиск на усті свердловини Ру
Ртр – втрати тиску на тертя в колоні НКТ
З врахуванням кривизни свердловини
β – кут кривизни (середній).
Наближено Ртр можна визначити за формулою
α – поправочний коефіцієнт, який враховує в рідині наповнювача, для чистої води α = 1.