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

НИИ, накладываемых диаметром скважины и конструкцией забоя скважины.

Скважинные манометры. В основных скважинах в няжкей секции НКТ иногда экономичнее устанавливать на постоянное время глубинные манометры. Показания прибора передаются на поверхность по кабелю. В манометре Мэйхака (один из вариантов этого манометра применяется для контроля за процессом, см. раздел 4.1.1, п. 1) в качестве измерительного элемента служит упругая проволока, один конец которой неподвижно закреплен, а второй прикреплен к диафрагме, деформация которой пропорциональна давлению. Напряжение на проволоку, а отсюда и частота ее вибрации, пропорциональны величине деформации мембраны. Частота вибрации проволоки передается на поверхность.

В другой конструкции манометра использована трубка Бурдона,. которая поворачивает диск пропорционально изменению давления. Положение диска преобразуется в электрический сигнал, который передается на поверхность. Основной недостаток этих способов измерения давления заключается в том, что стоимость применяемых приборов сравнительно высокая, а это ограничивает возможность их использования на любой скважине. Проведение спуско-подъемных операций требует значительных усилий.

Метод Уолкера (Нинд, 1964). Метод основан на внесении поправок для двух различных давлений в затрубном пространстве Рк.р скважины, эксплуатирующейся с постоянным дебитом (при постоянном дебите постоянно и забойное давление). При каждом режиме замеряется уровень жидкости в затрубном .пространстве. Динамические забойные давления при двух режимах работы можно определить по следующим формулам:

Рз.д=Рк.р1+Лх+(-1)У. (4.1 624

P..,--Pn.p.+P...-HI-L,)y. (4.1-626)

Решив эти уравнения относительно у, получим

Рк.р 1 +Рг 1 - Рк.р 2 - Рг. 2 (4.1-63)-

L - L

Принимается, что значения у между двумя измерениями остаются постоянными. Отбив уровни жидкости в затрубном пространстве и измерив давления на устье Рк-тр i и Рк. тр2, среднее значение удельного веса можно определить по формуле (4.1-63), а рз-д - по формуле (4.1-62а) или (4.1-62 6). Давление в колонне можно рассчитать по формуле (2.4-3), подставив в нее рт1 = рк1-Рк.р:

о.оотцм,

Рн=Рк.р

(4.1-64)

Уровень жидкости в затрубном пространстве обычно определяется акустическим методом при помощи эхолота. Принцип измерения показан на рис. 4.1-59 (Муравьев и Крылов, 1949). Источник звука (хлопушка) / устанавливается на колонной головке. Отраженная звуковая:

волна, созданная пневматически или за счет взрыва бездымного пороха, улавливается микрофоном 2. Он представляет из себя вольфрамовую Ц7-образную нить, которая питается от батареи низкого напряжения. Изменение силы тока от мгновенных звуковых волн передается усилителем 3 на перо 4 самописца, которое записывает показания на ленте 5. Лента протягивается с постоянной скоростью при помощи электромоторчика. Скорость звука зависит от состава газа и от давления. Для калибровки эхолота в скважине на определенных глубинах уста-

Рис. 4.1-59. Эхолот

Рис. 4.1-60. Динамограмма

навливаются реперы-отражатели, представляющие муфты, более утолщенные по сравнению с обычными. Отражение звука от реперов позволяет рассчитать скорость звука, а затем и уровень жидкости в скважине.

Метод прорыва газа (Нинд, 1964). В этом случае динамограф, устанавливаемый на полированном штоке, используется для записи ряда динамограмм по мере постепенного увеличения давления в затрубном пространстве. Для этой цели затрубную задвижку постепенно прикрывают. С увеличением давления в затрубном пространстве снижается уровень жидкости. Когда уровень жидкости снизится до приема насоса, начинается прорыв газа, и форма записи динамограммы принимает типичную форму пистолета (см. раздел 4.1.1, п. 2). После этого давление в затрубном пространстве несколько снижается (на несколько десятых Па). В течение некоторого времени (одного или двух часов) насос работает при установившемся режиме, чтобы дать возможность стабилизировать рабочие параметры при этом уровне жидкости (на уровне насоса).

Зная давление в затрубном пространстве и глубину установки насоса, можно рассчитать Рз-д = Рк. р + Рг-

Метод Агнью (1956 г.). Метод приемлем при работе насосной установки с небольшим числом качаний балансира, когда динамиче-

21»

скими усилиями можно пренебречь. Если в скважине отлагается парафин, исследования проводят сразу после пуска нового насоса. Затрубное пространство в этом случае желательно открыть и газ отбирать без создания противодавления. По уравнению (4.1.-1) нагрузка на полированный шток при ходе вверх

По формуле (4.1-3) получим

После некоторого видоизменения формулы (4.1-4) нагрузки на полированный шток при ходе вниз

По определению,

ft-Рэ.дпл-

Тогда, решив вышеприведенные уравнения относительно рз- д получим

/з.д

5плУж + Fy.p - (ст - Ест i) (4.1-65)

Так как

7шт -Тж

7ж = "" шт- (4.1-66)

Здесь /шт -вес колонны штанг в воздухе (его можно рассчитать по конструкции и параметрам штанг); РштЬ = Рш-г\ - вес колонны штанг в жидкости, равный силе, определяемой по нижней границе кривой динамограммы (см. рис. 4.1-60). Если известны значения Ршт и f шт ь Уж можно определить по формуле (4.1-66); Рст - по динамограмме, подробно приведенной на рис. 4.1-60.

Давление на устье скважины Ру,р известно, а нагрузка, воспринимаемая от него плунжером, составляет /у. р = 5плРу. р. Зная эти величины, Рз.д можно определить по формуле (4.1-65). Точность расчетов в значительной степени зависит от точности отсчета сил по кривым динамограммы.

г) Установление режима работы насосной установки

Выбор оптимального режима работы глубиннонасосной установки, а также изменение его в соответствии с изменившимися условиями в период эксплуатации скважин - одна из важнейших задач в технологии добычи нефти. В Советском Союзе в 1970 г. были исследованы 474 штанговые насосные установки для определения потребления электро-