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

стия, и цикл повторяется. Местоположение последующих отверстий рассчитывается аналогично.

Площадь отверстия рассчитывается таким образом, чтобы скорость движения газа в нем не превыщала критических значений, например, скорости звука при предельном расходе газа.

Недостатком данного метода является повышенный удельный расход газа при нормальной работе скважины, т.к. пусковые отверстия остаются открытыми. В настоящее время этот метод снижения пускового давления не применяется.

Сегодня запуск газлифтных скважин в работу осуществляется с использованием так называемых пусковых клапанов, а ввод газа при нормальной работе подъемника осуществляется через так называемый рабочий клапан. Различные глубинные клапаны, применяемые при газлифтной эксплуатации, рассмотрены ниже.

8.5. ГЛУБИННЫЕ ГАЗЛИФТНЫЕ КЛАПАНЫ

В настоящее время при эксплуатации скважин используется большое количество различных глубинных клапанов, принципиально предназначенных для установления или прекращения взаимосвязи подъемника с различными межтрубными пространствами. Все многообразие глубинных клапанов можно классифицировать по следующим признакам:

1. По назначению:

1.1. Пусковые.

1.2. Рабочие.

1.3. Концевые.

2. По конструкции:

2.1. Пружинные.

2.2. Сильфонные.

2.3. Комбинированные.

3. По характеру работы:

3.1. Нормально открытые.

3.2. Нормально закрытые.

4. По давлению срабатывания:

4.1. От давления в затрубном пространстве.

4.2. От давления в НКТ (подъемнике).

По принципу действия клапаны являются дифференциальными. Пусковые клапаны предназначены, в основном, для запуска газлифтных скважин в эксплуатацию, но широко применяются и при

других способах эксплуатации; например, для повышения эффективности работы скважин при явлении пульсации (сглаживание пульсаций).

Рабочие клапаны предназначены для ввода газа в подъемник при газлифтной эксплуатации.

Концевые клапаны предназначены для поддержания рабочего уровня жидкости ниже этого клапана и обеспечивают равномерное поступление газа в подъемник через клапан при изменении расчетных параметров газлифта, предотвращая явление пульсации. Устанавливаются эти клапаны вблизи башмака подъемника.

На рис. 8.6 приведены основные схемы глубинных клапанов. Все клапаны в нижней части имеют промывочные обратные клапаны (на рис. 8.6 они не показаны).

Пружинный клапан (рис. 8.6 а) - по характеру работы относится к нормально открытым клапанам дифференциального типа. 1Сла-пан состоит из двух сёдел 1 и 10, двух клапанов 2 и 9, соединенных штоком 3. На штоке имеется пружина 6, один конец которой связан через упор 7 с корпусом клапана И, а другой - со штоком 3 через

-2 1

Рис. 8.6. Принципиальные схемы глубинных клапанов:

а - пружинный; б - сильфонный, срабатывающий от давления в затрубном пространстве Я,; в - сильфонный, срабатывающий от давления в трубах Я, (подъемнике); г - комбинированный; 1 - нижнее седло клапана; 2 - нижний клапан; 3 - шток клапана; 4 - сильфонная камера; 5 - регулировочная гайка; 6 - пружина; 7 - упор пружины; 8 - отверстие в корпусе клапана; 9 - верхний клапан; 10 - верхнее седло клапана; 11 - корпус клапана; 12 - стенка НКТ

регулировочную гайку 5, закрепленную на нем. 1Слапан размещен в корпусе Ни устанавливается на внешней стороне колонны НКТ 12.

В рабочем (открытом) положении нижнее седло 1 закрыто клапаном 2 за счет силы сжатой пружины 6. Верхний клапан 9 открыт. Газ под давлением из затрубного пространства через отверстие 8 и верхнее седло 10 поступает в колонну НКТ (подъемник), газирует продукцию скважины, в результате чего через определенный промежуток времени давление в НКТ и внутри корпуса клапана снижается. Рассмотрим силы, действующие на шток клапана, когда клапан находится в открытом и закрытом состояниях.

1. Клапан 9 открыт

Обозначим (индекс «о» означает, что клапан открыт): Р - давление в НКТ и внутри клапана. Па; Р - давление компримированного газа в затрубном пространстве, Па;

- сила сжатия пружины, действующая на шток и направленная сверху вниз, Н.

Баланс сил, действующих на шток, таков:

Fno>iP.o-PjA, (8.37)

где/, -площадь поперечного сечения нижнего седла, м.

Таким образом, условие (8.37) - условие устойчиво открытого положения клапана.

1Слапан закрывается, когда баланс сил, действующих на шток, соответствует условию:

(Р,„-Р)/>Р„„. (8.38)

Обозначим

Л„-Р„=ДРз (8.39)

и назовем этот перепад давлений ДР закрывающим перепадом, величина которого такова:

Аз>4. (8.40)

2. Клапан 9 закрыт

Обозначим (индекс «з» означает, что клапан закрыт): Рз - давление в НКТ, Па;

Рз - давление компримированного газа в затрубном пространстве и внутри клапана. Па;