Расчет эрлифта

Эффективность работы эрлифта обеспечивается глубиной погружения форсунки. Следовательно расчет эрлифта начинается с определения данного параметра.

1. Глубина погружения смесителя эрлифта под динамический уровень определяется по формуле (в метрах): H=kh, где H- глубина погружения смесителя эрлифта (м), k- коэффициент погружения смесителя, h- динамический уровень.

Принимаем коэффициент погружения смесителя k=2.

H=30*2=60 (м)

2. Расход воды , необходимый для поднятия на поверхность 1 воды определяется формулой:

= ,

Где с- опытный коэффициент, зависящий от коэффициента погружения k; - поправочный коэффициент, зависящий от диаметра водоподъемных и воздухопроводных труб. Поскольку коэффициент погружения смесителя к=2, из справочных таблиц берем с=11,5. В качестве воздухопроводных труб будут использоваться бурильные трубы диаметром 50 мм, следовательно поправочный коэффициент =1,25.

= =1.67

3. Полный расход воздуха ( в /мин): W= , где Q- проектный дебит ( /час)

W= =1.81 /мин.

4. Пусковое давление воздуха (в МПа): =0.01*(kh- +2), где - статический уровень (м).

=0.01*(35*2-25+2)=0.47 МПа.

5. Рабочее давление воздуха (в МПа): =0.01(h(k-1)+5)

=0.01(35(2-1)+5)=0.4 МПа.

6. Расход эмульсии (в /сек): q= + .

q= + =0.098 /сек.

7. Расход эмульсии при изливе ( /сек): = (1+ )

= (1+ )=0.048 /сек.

8. Подача компрессора ( /мин): =1.2*W

=1.2*1.81=2.172 /мин.

9. Рабочее давление компрессора (МПа): =0.01(h(k-1)+5)+0.05

=0.01(35(2-1)+5+0.05=0.45 МПа.

10. Расчетная мощность на валу компрессора (кВт): =10*N , где N- удельная мощность на валу компрессора. Берем N=1.18

=10*1.18*0.45*2.172=11.5 кВт.

11. Действительная мощность на валу компрессора (кВт): =1.1

=1.1*11.5=12.69 кВт.

12. Коэффициент полезного действия: η=2.72*

η=2.72* =0.18

Исходя из приведенных расчетов, выбираем передвижную воздушно-компрессорную станцию (ВКС) типа ДК-9М. Технические характеристики приведены в таблице 2.

Таблица 2. Технические характеристики ВКС типа ДК-9М.

Система эрлифта: Центральная (концентрическая) система- воздухопроводная труба внутри водоподъемной.

1. Водоподъемная труба.

2. Воздухоподающая труба.

3. Смеситель.

4. - статический уровень

5. - динамический уровень

6. H- глубина погружения смесителя эрлифта

Выбор способа бурения

В процессе проходки скважины кровля водоносного пласта будет встречена на глубине 125 м, начальный диаметр 151 мм. Мощность водоносного пласта составляет 25 м. В геологическом разрезе встречаются породы II-V категории буримости. Так как предполагается бурение мягких и пород средней твердости, удобней всего будет применить вращательное бурение, так же в пользу вращательного бурения говорит то, что в настоящее время вращательное бурение является наиболее распространенным при бурении скважин на воду.

Обоснование конструкции скважины

Исходными данными для проектирования конструкции скважины являются:

1. Проектная глубина.

2. Конечный диаметр.

3. Диаметр эксплуатационной колонны.

4. Характеристика гидрогеологического разреза.

Конструкция скважины должна быть простой, обеспечивающей минимальный расход обсадных труб. При проектировании конструкции скважины необходимо предусматривать закрепление обсадными трубами интервалов неустойчивых, трещиноватых водопоглащающих, а так же не представляющих интереса водоносных пород. Минимальные конечные диаметры скважин на воду определяется комплексом исследований, проводимых в стволе скважины, требованиями качественного и достоверного опробования, а так же расчетным количеством воды (диаметром фильтра). Внутренний диаметр эксплуатационной колонны должен обеспечивать возможность свободного расположения водоподъемного оборудования. Число обсадных колонн, их диаметры и глубина спуска целиком зависят от глубины залегания водоносного пласта, гидрогеологического разреза скважины выше эксплуатируемого пласта, расчетного и технологии бурения.

Верх геологического разреза представлен набухающими породами- суглинки 0-20 м, поэтому при проходке данного интервала предусматривается спуск обсадной колонны до глубины 32 м, длина трубы 33 м, верх колонны, а над поверхностью земли остается один метр обсадной трубы, которая будет препятствовать размыву устья и является направляющей скважины, поэтому ее необходимо закрепить цементом.

Далее по разрезу до глубины 125 м следуют породы подверженные вымыванию, что может привести к вывалу песчаных пород, разбухания глин и прихватку бурового снаряда. Обсадная колонна спускается до отметки 125 м, с зарубкой в плотные породы- пески известковистые на 2 метра, которые слагают кровлю водоносного пласта. Низ обсадной колонны необходимо зацементировать на высоту 2 метра. Скважина предусматривает расположение фильтра, а значит равен =127 мм, фильтр соединен с обсадной трубой, а диаметр долота под нее 132 мм. Далее диаметры обсадных колонн и долот под них берем из основного ряда (справочная литература):

=127 мм

=132 мм

=146 мм

=151 мм

Таким образом, конструкция скважины имеет вид:

1. На интервале 0-32 м проходка ведется долотом с диаметром 151 мм, спускаемая обсадная колонна имеет диаметр 146 мм и длину 33 м, затрубное пространство цементируется.

2. На интервале 32-125 м проходка ведется долотом диаметром 132 мм, спускаемая обсадная колонна имеет диаметр 127 мм и длину 125 м. Низ колонны цементируется на высоту 2 м.

Проектная глубина скважины принимается равной 123 м из расчета мощности водоносного пласта ( =25 м) и глубины залегания кровли водоносного пласта ( =98 м) с учетом входа в подстилающие породы на 1 м:

= + +1=124 м.