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

другое доказывали, пx} на процесс сепарации влияют не только геометрические характеристики, но и технологические параметры (дебит жидкости, относительная скорость газовой фазы). Последующие работы показали, что коэффициент сепарации газа определяется не только газосодержанием и геометрическими размерами скважины и приемного устройства, но и параметрами, характеризующими газожидкостную смесь: относительной скоростью газа в жидкости, объемными расходами жидкой и газовой фаз, структурой газожидкостной смеси. Кроме того, на численное значение коэффициента сепарации влияют конструктивное оформление приемного устройства и характер движения смеси в области приемного устройства.

Рассмотрим процесс движения газожидкостной смеси в условиях различных конструкций приемных устройств различного пофуж-ного оборудования при установившейся работе системы «пласт- скважина-насос-подъемник-наземные коммуникации». Рассмотрение существующих и возможных конструкций приемных устройств пофужного оборудования с точки зрения движения газожидкостной смеси в области этих усфойств позволяет выделить две схемы движения смеси (рис. 6.41):

а. Движение в круглой трубе (обсадной колонне) перед условно-осевым входом в прием погружного оборудования (башмак фон-

Рис. 6.41. Схематизация движения продукции скважины в области приемных

устройств:

а -условно-осевой вход продукции в прием погружного оборудования; б - условно-радиальный вход продукции в прием погружного оборудования

тайного или компрессорного лифта, прием штангового глубинного насоса и др.).

б. Движение в кольцевом зазоре между обсадной колонной и корпусом одного из элементов погружного оборудования перед условно-радиальным входом в прием погружного оборудования (прием погружного центробежного электронасоса).

Анализируя представленные схемы движения газожидкостной смеси, можно заметить, что принципиальной разницы в траекториях движения флюидов в рассматриваемых приемных устройствах не сушествует. Указанное обстоятельство позволяет предложить, во-первых, единую теорию сепарации газа у приема погружного оборудования независимо от его конструктивных особенностей и, во-вторых, универсальную схему получения аналитических зависимостей коэффициента сепарации.

Таким образом, независимо от конструктивного оформления приемного устройства погружного оборудования, применяемого в настояшее время или которое может быть применено в будущем, единственным отличием в процессе движения газожидкостной смеси является то, откуда поступает смесь в приемное устройство:

из трубы круглого или любого другого сечения (рис. 6.41а); из кольцевого или любой другой формы зазора (рис. 6.416).

6.26.1. ВЫВОД УРАВНЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА СЕПАРАЦИИ ГАЗА

Первый способ

Рассмотрим схему процесса движения смеси, представленную на рис. 6.42. Сделаем следующие допущения:

1. Поток газожидкостной смеси ниже приема погружного оборудования установившийся, осесимметричный и струйный.

2. Газовые пузырьки распределены в потоке равномерно, а относительная скорость их, так же, как и газосодержание, постоянны.

3. Пренебрегаем потерями на трение.

4. Распределение скоростей в области приемного устройства аналогично таковому для пространственного радиально-сферическо-го потока.

Истинная радиальная скорость жидкости (представляя приемное устройство в виде точечного стока в точке 0) в пространственном радиально-сферическом потоке равна:

« 4яЛ(1-ф) (6-406)

где Q - дебит точечного стока, mVc; R - радиус сферы, м; Ф - истинное газосодержание.

Уравнение (6.406), записанное в цилиндрических координатах, будет таким:

«"4я(/+г)(1-ф). (6-407)

т.е. в цилиндрических координатах уравнение поля скоростей частичек жидкости представляется прямыми линиями.

Для получения уравнения траекторий частиц жидкости запишем проекции радиальной скорости на оси координат:

Рис. 6.42. Схема процесса движения продукции скважины в прием погружного оборудования