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

Понятно, что влияние вязкости жидкости и свободного газа видоизменяет характеристику центробежного насоса, что может быть учтено.

Закон работы подъемника описывается выражением (9.260) или (9.265).

С учетом выражений (9.256), (9.259), (9.265) и (9.273) запишем:

- (4 - )р1 + р„о = aQ -bQ + + рЧ ,gH„, + Ру. (9.274)

Полученное уравнение (9.274) и является искомым уравнением совместной работы системы «пласт-скважина-насос-подъемник», которое может использоваться при анализе различных условий работы системы.

Исходя из физического смысла и законов работы рассматриваемых элементов во всех случаях должно соблюдаться следующее условие:

Л.--[{L,-H,,,)p:g] + {P-aQ+bQ)

J> Скважина Насос

Пласт

= (Pl.g.,+n). (9.275)

Подъемпик

Если не выполняется условие (9.275), уравнение (9.274) теряет физический смысл.

Рассмотрим левые ветви зависимостей, представленных на рис. 9.38 (рост подачи установки до биак при одновременном росте устьевого давления Р). В соответствии с законом работы пласта рост Q связан со снижением забойного давления и, соответственно, давления на приеме до величины Р - АР. Снижение давления на приеме на АР, увеличивает количество свободного газа, выделяющегося из нефти. В соответствии с уравнением сепарации свободного газа у приема ЭЦН (см. главу 6), при росте Q коэффициент сепарации снижается и большее количество свободного газа попадает в насос, предопределяя переход работы насоса на нижележащую характеристику Q-Р с большим газосодержанием (рис. 9.39), например, с характеристики Г, на характеристику при одновре-

менном увеличении подачи Q, на величину AQ (линия 1); при этом Г3 > Tj. Давление, создаваемое насосом в этом случае, снижается с величины Рна величину АР.

Таким образом, левая часть условия (9.275) при увеличении Q на Д(2 снижается на величину АР = АР + АР. Чтобы выполнялось условие (9.275), необходимо снижение и правой части на эту же величину. Так как рассматриваются левые ветви зависимостей рис. 9.38, при увеличении Q на AQ увеличивается и Р на АР, т.е. правая часть (9.275) возрастает, и нарушается само это условие. Условие (9.275) является авторегулируемым, поэтому нарушено быть не может. Соблюдение его в рассматриваемом случае может быть выполнено только при условии снижения слагаемого Р™ за счет снижения PcLiT Действительно, снижение давления на приеме и коэффициента сепарации свободного газа у приема ЭЦН приводит к увеличению свободного газа, попадающего в подъемник, снижая р т на такую величину Ар, чтобы было выполнено условие:

АР„р + АР„ = (pi, - Ар)Я,„ + АР,. (9.276)

Условие (9.276) приводит к выполнению и условия (9.275).

Правые ветви зависимостей с рис. 9.38 характеризуются снижением подачи (дебита) при одновременном увеличении Р,. Снижение дебита приводит к увеличению Р на АР, увеличению коэффициента сепарации свободного газа на приеме ЭЦН и попаданию меньшего количества свободного газа в насос, что предопределяет переход на вышележащую характеристику Q-Р, по линии 1 (рис. 9.39). При этом снижается подача насоса на AQ и возрастает давление, создаваемое насосом, на величину АР. Таким образом, левая часть условия (9.275) возрастает на величину АР -I- АР,,.

Правая часть (9.275) возрастает не только за счет роста устьевого давления на величину АР,, но и за счет роста первого слагаемого, связанного с увеличением плотности газожидкостной смеси р. на величину Ар за счет меньшего количества свободного газа, попадающего в подъемник. При этом выполняется следующее условие:

АР„р + АР„ = (р:, + Др>Я,„ + АР,. (9.277)

Данное условие приводит к выполнению и условия (9.275). Рассмотрим возможные варианты работы погружного центробежного насоса в добывающих скважинах в зависимости от угла а (рис. 939):

1. Рост или снижение подачи насоса при постоянном давлении, создаваемом насосом (а = 0).

2. Рост подачи при росте давления, создаваемого насосом, или снижение подачи при снижении давления, создаваемого насосом (а < 90°).

3. Рост или снижение создаваемого насосом давления при постоянной подаче (а = 90°).

4. Рост подачи при снижении создаваемого насосом давления или снижение подачи при росте создаваемого насосом давления (а > 90°).

Таким образом, полученное уравнение совместной работы рассматриваемой системы позволяет анализировать все возможные реальные промысловые ситуации и устанавливать наилучшие условия ее работы.

Однимиз рациональных условий работы данной системы является поддержание у приема погружного центробежного насоса соответствующего давления.

Р„,МПа

Ql Q, м/сут

Рис. 939. Характеристики Q-погружного центробежного насоса при откачке газожидкостных смесей с различным газосодержанием: Г, >Г >Гз >rj >Г, >Г=0