Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Топ:
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2017-06-20 | 1129 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Подъем жидкости из скважин нефтяных месторождений практически всегда сопровождается выделением газа. Поэтому для понимания процессов подъема жидкости из скважин, умения проектировать установки для подъема и выбирать необходимое оборудование, надо знать законы движения газожидкостных смесей в трубах. При всех известных способах добычи нефти приходится иметь дело с движением газожидкостных смесей либо на всем пути от забоя до устья, либо на большей части этого пути. Эти законы сложнее законов движения однородных жидкостей в трубах и изучены хуже. Если при движении однофазного потока приходится иметь дело с одним коэффициентом трения то при движении двухфазного потока - газожидкостных смесей приходится прибегать, по меньшей мере к двум опытным характеристикам потока, которые в свою
очередь зависят от многих других параметров процесса и условий движения, многообразие которых чрезвычайно велико.
Принципиальная схема газожидкостного подъемника показана на рис.3.1.
В водоем с постоянным уровнем погружены подъемные трубы 1 длиной L на глубину h1 К нижнему концу подъемных труб (к башмаку труб) по трубам 2 (линия подачи газа) подводится газ. В подъемных трубах газ всплывает в жидкости и образуется газожидкостная смесь, которая поднимается на высоту h1. Поскольку трубы 1 и водоем являются сообщающимися сосудами, то у башмака будет абсолютное давление с одной стороны
и с другой стороны
где р,рсм- плотность соответственно жидкости и газожидкостной смеси; Р0 - атмосферное давление воздуха над уровнем жидкости; Р2 - противодавление на выкиде подъемных труб (устьевое давление).
Приравнивая эти уравнения, в случае одинаковых давлений газа над жидкостью в трубах и водоеме (Р2=Р0), получаем h1p= h1pcм. Так как средняя плотность смеси жидкости и газа
|
рсм меньше плотности жидкости р (рсм<р), то h1>hr Для любого тела при постоянной массе плотность тем меньше, чем больше объем. Увеличивая объем газа в смеси (объемный расход его), уменьшаем плотность смеси и соответственно повышаем h1. Такая смесь может существовать только при движении одной или обеих фаз. Таким образом, принцип работы газожидкостного подъемника заключается в уменьшении плотности смеси в подъемных трубах.
Эксперименты показали, что с увеличением расхода газа увеличивается высота подъема жидкости h1 и при определенном расходе его начинается перелив жидкости (h1>L). Расход жидкости при увеличивающемся расходе газа сначала возрастает, достигает максимума, а затем уменьшается вплоть до нуля.
Это связано с тем, что труба заданной длины L и диаметра d при постоянном перепаде давления Р=Р1 - Р2 может пропустить вполне определенный расход жидкости, газа или газожидкостной смеси. Зависимость объемного расхода жидкости q от объемного расхода газа V0 называют кривой лифтирования (подъема) (рис 3.2). поэтому газожидкостный подъемник можно называть также газлифтом.
Рис. 3.2. Зависимость подачи q подъемника, коэффициента полезного действия и удельного расхода газа R0 от расхода газа
На кривой лифтирования имеются четыре характерные точки. Точка А соответствует началу подачи (перелива) жидкости, точка В соответствует оптимальной подаче подъемника, точка С - максимальной подаче подъемника, точка D - срыву подачи подъемника по жидкости. Оптимальный режим работы характеризуется максимальным значением КПД подъемника.
Графическая зависимость q(V0) получена при заданном относительном погружении труб под уровень жидкости:
=h1/L (3.3)
или с учетом противодавления Р2 на выкиде
Эксперименты показали, что в общем случае подача q газожидкостного подъемника является функцией многих параметров:
|
где p*,u* - соответственно отношение плотностей и абсолютных вязкостей жидкости и газа; о - поверхностное натяжение на границе раздела газ-жидкость.
Баланс энергии в скважине
Основным процессом в добыче нефти является процесс подъема на поверхность газожидкостной смеси от забоя скважины. Исходя из этого, можно сформулировать основную задачу эксплуатации скважин - осуществление процесса подъема продукции скважин с наибольшей эффективностью и бесперебойно.
Подъем нефти в стволе скважины может происходить либо за счет природной энергии нефтяной залежи Wn, либо за счет энергии искусственно вводимой в скважину с поверхности Wu, либо за счет пластовой и искусственно вводимой в скважину с поверхности энергий Wn + Wu.
Так как процесс движения продукции скважин от забоя до поверхности связан с определенными потерями, то сам процесс подъема возможен лишь при определенном соотношении энергии, которой обладает продукция скважины, и потерь энергии при ее движении. Основными видами потерь при движении газожидкостной смеси в скважине являются:
1. Потери энергии на преодоление веса гидростатического столба жидкости или смеси, W (без учета скольжения газа).
2. Потери энергии, связанные с движением ее по подъемным трубам и через устьевое оборудование, W.
3. Потери энергии за счет поддержания противодавления на устье скважины, необходимого для продвижения продукции скважины по наземным трубопроводам, W. Эта составляющая энергетического баланса не принимает никакого участия в процессе подъема, а представляет энергию, уносимую потоком жидкости за пределы устья скважины.
Отсюда баланс энергии в работающей скважине можно записать в виде:
Потери энергии, связанные с движением смеси по подъемным трубам и через устьевое оборудование Wлс,
- потери на трение, связанные с движением смеси по трубе Wmр, и потери на трение, связанные с относительным скольжением газа в жидкости Wck;
- потери на местные сопротивления (движение смеси через муфтовые соединения труб и через устьевую арматуру) Wmc
- инерционные потери, связанные с ускоренным движением смеси Wин.
С учетом этого выражение (3.6) может быть переписано следующим образом:
Анализ исследований, проведенных в нефтяных скважинах, показывает, что составляющие WMc и Wuh настолько малы в общем балансе энергии, что ими можно без большой погрешности пренебречь. Тогда окончательно баланс энергии в скважине можно записать:
|
|
|
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!