Задача 3. Выбор фонтанной арматуры.
1. Подобрать диаметр штуцера фонтанной арматуры для обеспечения требуемого дебита скважины Q по известным коэффициенту продуктивности K (для всех вариантов 3·10-6 м3/Па·сут), показателю режима фильтрации n (для всех вариантов 1.25), а также величине пластового давления Pпл. Также в результате расчета будет известно устьевое (буферное) давление, которое позволит подобрать рабочее давление фонтанной арматуры.
2. Необходимо подобрать фонтанную арматуру с указанием её обозначения для заданных условий, рассчитать толщину стенок.
Дано:
Q=350, м^3/сут
K=3*10^-6, м^3/Па*сут
Pпл=55*10^6, МПа
L=2500, м
n=1.25
h=3000, м
p=720, кг/м^3
g=9.8, м/с^2
v=10^-4, м^2/с
d=0.0503, м
1.
По основному уравнению притока найти
требуемое забойное давление
,Па,
которое обеспечит необходимый дебит
Qc
учетом заданных коэффициента продуктивности
K
и показателя режима фильтрации n.
З
атем
для расчета устьевого давления,
воспользоваться зависимостью:
где
-
устьевое (буферное) давление, Па;
-
средняя плотность жидкости по стволу
скважины
=720
кг/м3;
-
глубина до интервала перфорации, м;
-
потери давления на трение в подъемных
трубах, Па
где
для чисел Рейнольдса до
2300,
число Рейнольдса рассчитываем по
зависимости
,при
этом d-
внутренний диаметр подъемных труб, м;
L-
длина подъемных труб, м; υ-
скорость течения жидкости в подъемных
трубах, м/с; ν-
кинематическая вязкость пластовой
жидкости 10-4 м2/с.
Требуемое устьевое давление обеспечит штуцер с диаметром отверстия dшт, который можно найти из следующей зависимости:
где
диаметр отверстия штуцера, м;
внутренний диаметр бокового отвода
фонтанной арматуры, м; υфа,
м/с
2. Толщину стенок фонтанной арматуры рассчитывают по зависимости:
Где
Ppress-
давление опрессовки, Па;
-
предел текучести материала арматуры,
550 МПа;
-
увеличение толщины стенки,м, учитывающее
коррозию за срок службы 25 лет, при этом
потеря толщины стенки в год К1- 0.05 мм/год.
Задача 4
Подобрать установку погружного ЭЦН к скважине, имеющей следующие характеристики:
H=1500, м
Кпр=0.2*10^-3, м^3/Па*сут
Нст=250, м
Нг=50, м
рпл=850, кг/м^3
g=9.8,м/с^2
Q=150, м^3/сут
Pб=0.6*10^6, Па
D=0.146, м
d=0.073,м
1) В общем случае, давление, развиваемое насосом, Па:
где
-
глубина спуска ЭЦН, м;
-средняя
плотность добываемой пластовой жидкости,
кг/м3;
-забойное
давление, Па;
-буферное
давление, Па;
-потери
давления в подъемных трубах, Па;
-высота
подъема жидкости за счет работы газа в
НКТ 50, м.
2) Забойное давление находим из выражения, Па
где
-
статический уровень жидкости в скважине,
измеренный от устья, м;
-
проектный суточный дебит скважины;
-
коэффициент продуктивности скважины.
3) Буферное давление складывается из суммы противодавлений на устье (местные потери на устье скважины, потери в поверхностных трубопроводах и т.д.) и обычно не превышает 0.5-1 МПа.
4) Потери напора на гидравлические сопротивления в трубах равны
где
-
скорость движения жидкости в трубе НКТ,
м/c;
-
внутренний диаметр трубы НКТ, м;
-коэффициент
гидравлического сопротивления подъемных
труб, определяемый с учетом вязкости
смеси, режима движения потока(
для чисел Рейнольдса до
2300,
число Рейнольдса рассчитываем по
зависимости
).
5) После определения требуемого напора, необходимо ввести поправки на вязкость перекачиваемой жидкости, воспользовавшись номограммами Ляпкова (см. рисунок 1):
Далее определим коэффициенты снижения напора, м, подачи,м3/сут, и КПД:
Теперь подбираем требуемую установку ЭЦН:
При этом подача выбранной установки ЭЦН не превышает требуемую подачу на 20%. Требуемый напор затем достигается уменьшением количества ступеней ЭЦН.
Рисунок 1