2.5 Газлифтілі ұңғыны іске қосу жүйесін есептеу

Ұңғыны іске жегу-бұл көтеру құбырлары бағанасына ондағы бірінен кейін бірі орналасқан газлифтілік іске жегу клапандары арқылы айдалатын газды енгізу жолымен оны жобалау тәртібіне шығарып ұңғы түбіндегі статистикалық қысымды төмендетумен қортындалады.

Іске жегу жүйесін есептеу іске жегу клапандарының орнатылу тереңдігін, олардыңтехнологиялық параметрлерін(газ шығынын, тесік диаметрін) және түр өлшемдерін, ұңғы жағдайында олардың бірқалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ететін тарировкалау параметрлерін анықтаумен қортындалады.

Газлифтілік клапандар (5-сурет) - бұл көтеру құбыры бағанасы және айдалынған газбен толып тұрған құбыр сырты кеңістігімен арасындағы қатынасу автоматты түрде орнатылатын немесе ажыратылатын ретегіштер сияқты. Кәзіргі уақытта үздіксіз және мерзім мерзімімен, сондай ақ құбыр сырты кеңістігіндегі газ қысымын басқаратын сильфонды клапандар кең қолданыс тапты. Сондай ақ клапандар конструктивті сильфонның тиімді ауданымен F_г және клапан ершігінің тесігі ауданымен F_к сипатталынады.Клапан жұмысының негізгі параметрлерін анықтау кезінде көрсетілген конструктивті сипаттамаларды клапан коэфицентімен

К_к=F_к/(F_с-F_к)=20/(30-20)=2 және сильфон коэфицентіменК_с=F_с/( F_с- F_к)=30/(30-20)=3 есепке алады.

5-сурет. Айдалынатын газ қысымен басқарылатын сильфонды газлифтілі клапан.

1-клапан жабық; 2-клапна ашық; 3-зарядкалау торабы; 4-сильфон; 5-ершік; 6-ершік корпусы; 7- кері клапан торабы.

1-кесте. Газлифтілі клапандар сипаттамасы

Параметрлер	Клапандар
	КС-20, КС-25			КС-38						ВК, ВК-1
Клапан тесігі диаметрі, dот, мм	5	6,5	8	5	6,5	8	9,5	12	4,8		6,4	7,9
Кк*	0,067	0,118	0,190	0,033	0,057	0,089	0,130	0,225	0,104		0,196	0,342

Ұңғыны іске қосу алдында деңгейі қабаттағы статистикалық қысымға тең сұйықпен толтырылады (газсыздандырылған мұнаймен , сумен немесе арнайы сұйықпен).Құбыр сырты кеңістігіне сығылған газды айдау басталғанда көтеру құбырлары бағанасында орнатылған барлық клапандар ашылады.Құбыр сырты кеңістігінің қандайда бір нүктесіндегі қысым көтеру бағанасындағыға қарағанда жоғары болғандықтанондағы сұйық деңгейі төмендейді және бірінші клапанға жетеді.Клапанда әсер етуші ашатын және жабатын күштер балансы жағдайынан оның штогы 4 ершіктен 5 ығысады (2.4а,суретін қара),демек,клапанның орнатылу тереңдігіндегі жабу қысымына сәйкестіктегі газ қысымы мынадай болады:

Р_{г от}=Р_с К _с-Р_т К_к=14*3-12*2=18МПа

Мұнда Р_с-клапан сильфонындағы қысым; Р_т-көтеру құбыры бағанасының клапанды орнату деңгейінде оның ашылу моментіндегі қысымы.

Клапан ашық болғандықтан құбыр сырты кеңістігінен көтеру құбырына газдың келіп түсу жағдайында клапанда клапанның орнату тереңдігімен анықталатын және шамамен:

Δ Ркл=Рг= Р_т=0.3 МПа

деп қабылданатын қысымның бастапқы айырмашылығы болады.

Көтеру бағанасындағы клапан арқылы газдың келіп түсу шамасы бойынша оны орнату деңгейіндегі қысым статистикалық немесе динамикалық сұйық градиентіне тәуелділікте анықталған ең жоғарғы мәннен (1және 2-ші қисықтар) ұңғы жобалық тәртіпте жұмыс істеуі кезіндегі көтеру құбырындағы Р_{г мін 1} (4-қисық) ең аз қысым мәніне дейін төмендейді.Бұл кезде клапандағы қысым айырмашылығы ұлғаяды, бұл бастапқы қысым айырмашылығын Δ Р_кл қамтамасыз ететін құбыр сырты кеңістігінің келесі клапанына дейінгі сұйық деңгейінің төмендеуіне және ол арқылы өтетін газ шығының ұлғаюына алып келеді.Ашық клапан кезінде айдалатын газдың қысымы сильфонның барлық тиімді алаңына әсер ететін болғандықтан клапан штогы төмен қарай ығысады және клапан жабылып жабылудың келесідегідей шарты орындалады:

Р_с = Р_г=14МПа

Мұнда: Р_г’-құбыр сырты кеңістігіндегі клапанның орнатылу деңгейінде оның жабылу моментіндегі қысымы.

Айдалған газ құбыр сырты кеңістігіне келіп түсуін жалғастырады және ондағы қысым өседі , бұл екінші клапан арқылы көтеру бағанасына газдың тап болуын шақырады. Бұл кезде көтеру бағанасына құбыр сырты кеңістігінен сондай ақ қабаттан сұйықтың ағып келуінен ондағы бірінші клапан деңгейіндегі қысым Р_{г мін 1} тен Р_{г мах1} (6-сурет) дейін ұлғайады.

6-сурет. Үздіксіз газлифт кезінде газлифтілік клапандардың орналастырулары.

Бағанадағы қысым профилі мына қисыққа сәйкес болады. Одан әрі қарай бірінші клапан деңгейіндегі қысым төмендейді, бірақта бастапқы моментінде ол клапанды ашуы мүмкін. Бұны болдырмас үшін құбыр сырты кеңістігіңде сағадағы газ қысымын мынадай мәнге төмендетеміз:

Δ Р₁=( Р_{г мах1}- Р_{г мін 1} )К_к1=(14-12)*2=4 МПа

Клапанның орнату тереңдігін L₃.

Үшінші клапанның орнату тереңдігін анықтау кезінде үшінші клапан арқылы көтеру құбырына газдың тап болуы кезінде екінші клапанды жабуды қамтамасыз ететін құбыр сыртындағы кеңістіктегі газ қысымының төмендеуін Δр₂ білуіміз қажет.Осының алдындағы жағдай сияқты (2-клапан), үшінші клапанның орналасуы белгісіз болғандықтан белгісіздік туындайды. Шамамен Δ Р₂=0,1 МПа деп қабылдаймыз. Орналасу тереңдігін L₃ профильде 4 орналасқан ( Н=L₂;Р= Р_{т мін1}) нүктесіненен жүргізілген тура сызықтың профильге 2 параллель жүргізілген профиль 5 тен мынадай қашықтықтағы

Δ Р = Δ Р_кл +Δ Р_i=12+14=26 МПа қиылысуы нүктесі координатымен анықтайды.

2.Құбыр сырты кеңістігіндегі қысымның Δ Р₂ есептелген төмендеуін теңдеуі бойынша анықтайды.

3.Көтеру құбырлары бағанасының клапанды орнату тереңдігіндегі L₃ ең аз мәндегі қысымын Р_{т мін3} горизонтальдың Н=L₃ профильмен 4 қиылысу нүктесі Р координатымен анықтайды.

4.Құбыр сырты кеңістігіндегі газдың L₃=Р_{г от 3}тереңдігіндегі қысымын горизонтальдің Н=L₃ профильге 5 параллель Δ Р=Р қашықтығында жүргізілген тура сызықпен қиылысу нүктесі Р координатымен анықтайды.

5.Құбыр сырты кеңістігіндегі газFдың L₃=Т₃ тереңдігіндегі температурасын горизонтальдің Н=L₃ профильге 6 қиылысу нүктесі Р координатымен анықтайды.

6.Координаттық алаңы р-Н бар (2.3 суретін қара) кальканы диаграммаға (2.2 суретін қара) салып , бұл кездегі өсьтерді сәйкестендіреміз.

Кальканы төмен қарай сырғытып газдың а=120,170,270,370 м³/м³ болатын

жалпы үлесті шығынын көтеру құбырына мүмкіншіліктегі енгізу нүктесінен жоғарыдағы қысымның р=1МПа профиліне сәйкестіктегі нүктелерді бірінен соң бірін жүргіземіз. Осындай түрмен кальканы жоғары қарай сырғытып

р_заб=24 МПа ға сәйкестіктегі нүктеден а_пл=20 м³/м³ кезіндегі қысым профилін табамыз.

7.Ұңғыдан Q_{ж ст} = 40 м³/тәу көлемді алуды қамтамасыз ететін газлифтілі қондырғының мүмкіншіліктегі жұмыс істеу тәртібін анықтаймыз. Осы тәртіптер және олардың сипаттамалары қысым профилінің қиып өткен нүктелері бойынша және бұл нүктелердің құбыр сыртындағы кеңістікке айдалатын газдың қысым профиліне салыстырғанда орналасуы бойынша анықталады.Айдалынатын газдың үлесті шығыны R_г=100 м³/м³

(а=120м³/м) болған кезде қондырғы жұмысы қамтамасыз ете алмайтындығы құбыр сыртындағы кеңістіктегі қысым көтеру бағанасына газды енгізу нүктесіндегі қысымнан аз.Мүмкіншіліктегі тәртіптердің сипаттамалары төменде келтірілген:

R_г, м³/м³ р_г ,МПа Н_вг ,м W, кдж/м³

150 6 1020 3,14* 10⁴

250 5 875 4,42*10⁴

350 3 820 5,65