7.1 Разработка серных месторождений методом пвс
При разработке серных месторождений методом ПВС наиболее простым и эффективный средством откачки расплавленной серы является эрлифт.
Воздух подается по центральной (воздушной) трубе, а сера поднимается по кольцевому пространству. От компрессора по воздухопроводу к эрлифту подводится сжатый воздух, который, смешиваясь с расплавленной серой, выдается на поверхность.
Параметры процесса откачки серы зависят от многих специфических факторов, из которых наиболее важные – величина пластового давления, скорость притока серы к забою скважины, физические свойства расплавленной серы и другие.
Рисунок 7.1 – Схема для расчета эрлифта
Расчет эрлифта заключается в определении следующих параметров: давление и расход сжатого воздуха, удельный расход воздуха на 1 т серы, глубина погружения эрлифтных труб, диаметры серной и воздушной труб. Существует множество методов расчета эрлифта (А.П. Крылова, Г.С. Лутошкина, В.Г. Багдосарова, Д. Шоу, В.Г. Гейгера и др.), в которых учитываются различные параметры эрлифта.
7.2 Пример расчета эрлифта
Исходные данные: глубина скважины Нскв = 100 м. Давление теплоносителя с температурой 165°С на устье скважины Руст = 0,7 Мпа. Глубина погружения воздушной форсунки эрлифта от поверхности воды Нф = 50 м. Высота подъема серы в кустовую емкость над поверхностью земли Немк = 10 м. Потери давления воздуха в воздухо-подающей трубе ΔНвозд= 0,05 МПа. Плотность теплоносителя γm = 0,9 г/см3, плотность расплавленной серы γс = 1,8 г/см3, расчетный дебит скважины по сере Qс = 240 т/сут = 10т/ч.
По данным приведенным в таблице 7.1 производим расчет расхода и давления сжатого воздуха для выбора компрессора и диаметра серо-подъемной трубы.
9.2.1 Высота подъема серы эрлифтом.
,
м (7.1)
где
9.2.2 Определяем уровень затопления форсунки эрлифта.
hф = Нф – (Н – Немк), м (7.2)
9.2.3 Определяем относительный коэффициент погружения форсунки эрлифта
(7.3)
Для данного значения α к.п.д. эрлифта равен η = 0,4
9.2.4 Расход сжатого воздуха.
(7.4)
9.2.5 Определяем рабочее давление воздуха на устье скважины:
Рраб = 0,01(h·γс + ΔНвозд), МПа (7.5)
С учетом потерь по длине в наземном воздуховоде давление воздуха в компрессоре должно быть 0,8 МПа при расходе воздуха 1,5 м3/мин.
9.2.6 Диаметр серо-подъемной трубы
(7.6)
При наружном диаметре центральной воздухоподающей трубы 48 мм принимаем (с учетом толщины стенки) диаметр серо-подъемной колонны 102×6 мм. Для каждого варианта задачи выбирается свой диаметр воздухоподающей трубы и диаметр серо-подъемной колонны по справочнику стандартов труб.
Таблица 7.1 – Варианты заданий
Показатели |
Вариант |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Глубина скважины Нскв, м |
90 |
95 |
85 |
80 |
100 |
Давление теплоносителя на устье скважины Руст, Мпа |
0,75 |
0,76 |
0,77 |
0,78 |
0,79 |
Глубина погружения воздушной форсунки эрлифта от поверхности воды Нф, м |
55 |
51 |
52 |
53 |
54 |
Высота подъема серы в кустовую емкость над поверхностью земли Немк, м. |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Потери давления воздуха в воздухо-подающей трубе ΔНвозд, МПа. |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,55 |
Плотность теплоносителя γm = г/см3, |
0,91 |
0,92 |
0,93 |
0,94 |
0,95 |
Плотность расплавленной серы γс, г/см3, |
1,85 |
1,9 |
1,95 |
1,87 |
1,93 |
Расчетный дебит скважины по сере Qс, т/ч. |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Температура теплоносителя, °С |
165 |
165 |
165 |
165 |
165 |