Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 [ 126 ] 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

Для режима максимальной подачи найдем значение относительного погружения, при котором W будет минимальным. Найдя первую производную от выражения (6.308) по , и приравняв ее нулю, получим:

,=0,5. (6.310)

Таким образом, при работе на режиме максимальной подачи минимальный удельный расход энергии может быть получен при относительном погружении , = 0,5.

На рис. 6.34 представлены графические зависимости W и W в функции относительного погружения при прочих неизменных параметрах (р. Л,,, d).

6.22. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЯ ГЖС В РЕАЛЬНЫХ ПОДЪЕМНИКАХ. ПРИНЦИП ЭТАЛОННОСТИ

При установлении технологических режимов работы добывающих скважин и погружного оборудования всегда пользуются рядом параметров, определение которых в каждом конкретном

Рис. 634. Зависимости удельного расхода энергии для режимов максимальной и оптимальной подач от относительного погружения (р, d) = const

случае затруднительно. Так, при выборе подъемника необходимо уметь рассчитывать потери давления на преодоление различных сопротивлений. В настоящее время эти сопротивления могут быть рассчитаны по эмпирическим зависимостям, полученным для определенных физико-химических свойств смесей, режимов движения, расходов жидкости и газа. Многообразие возможных сочетаний перечисленных параметров существенно усложняет, а зачастую и делает невозможным использование имеющихся эмпирических зависимостей. Многочисленные экспериментальные замеры давления в подъемниках реальных скважин показывают, что на распределение давления влияют, кроме вышеперечисленных, и некоторые другие параметры: обводненность продукции скважин; степень дисперсности фаз, которая, в свою очередь, зависит и от способа эксплуатации скважины; коэффициент сепарации свободного газа у приема погружного оборудования; изменение свойств флюидов в зависимости от давления и температуры; фазовые превращения и др.

Экспериментальными промысловыми исследованиями было установлено, что в подъемниках фонтанных безводных и обводненных скважин, а также скважин, эксплуатируемых установками пофуж-ных центробежных электронасосов, в определенном интервале дебитов скважин при газонасыщенности от 40 до 150 mW существующими измерительными приборами (маномефами) не фиксируются потери на местных сопротивлениях вследствие их малости. Кроме того отмечено, что в исследуемом интервале дебитов инерционные потери, потери давления на фение и скольжение фаз постоянны.

Расчет процесса движения ГЖС в реальном подъемнике сводится к расчету потерь на преодоление различных сопротивлений. Одни виды потерь рассчитываются по аналитическим зависимостям, другие - по эмпирическим с учетом изменения свойств продукции в функции давления и температуры.

В общем случае баланс давлений для реальной скважины можно записать в следующем виде (для подъемника длиной АН):

АР = АР + АР + АР„„ + АР, (6.311)

где АР - общий перепад давлений на длине ДЯ, Н/м;

АР - потери давления на преодоление веса гидростатического столба ГЖС высотой ДЯ с учетом скольжения газовой фазы, Н/м;

ДРр, ДР,,, АР - соответственно потери на преодоление фения, инерционные потери и потери на местных сопротивлениях, Н/м.

Потери на преодоление веса гидростатического столба смеси с учетом скольжения газовой фазы можно представить следующим образом:

ДР,,=ДР- + ДР,,, (6.312)

где ДРГ - потери на преодоление веса гидростатического столба «идеальной» смеси, т.е. такой смеси, относительная скорость газовой фазы у которой равна нулю (и„ = О);

АР - потери за счет скольжения газовой фазы при и„ > 0.

Так как слагаемое АР в (6.311) мало (находится в пределах ошибок измерения параметров, определяющих процесс движения ГЖС), то им можно пренебречь. В этом случае выражение (6.311) с учетом (6.312) перепишем так:

ДР = Д/Г + + А/.Р + А/и,, • (6.313)

Рассмотрим влияние дебита скважины (скорости движения жидкости) на слагаемые выражения (6.313):

® АР - увеличение дебита скважины при прочих неизменных условиях приводит к увеличению АР, т.к. это слагаемое является функцией скорости движения жидкости.

® ДРр - с увеличением дебита скважины (скорости жидкости) эти потери также увеличиваются.

® ДР - потери на скольжение газовой фазы также при про»шх неизменных условиях зависят от скорости движения жидкости. Вернемся к рис. 6.4. Из рассмотрения данного рисунка следует, что при Re < 10 увеличение скорости движения жидкости не влияет на «сколь-

жение»

. При Re > 10 рост скорости движения жидкости

(рост Re) приводит к снижению скорости стесненного движения газовых пузырьков, т.е. потери на скольжение в определенных фаницах Re (т.е. дебита) при увеличении скорости жидкости снижаются.

® Анализ Д/™ для неизотермического процесса (с учетом выражений (6.150) и (6.161)). Плотность «идеальной» смеси р";;:

Т,Р т„ где М - массовый расход смеси, кг/с;