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

Рис. 4.1-61. Потребление энергии глубиннонасосной установкой (по Молинскому и др., 1970)

энергии (Молинский и др., 1970). Дебит скважин колебался от 10 до 80 м/сут при глубине скважин от 800 до 1100 м. На рис. 4.1-61 приведены некоторые результаты этих исследований. Разница между потребляемой рпот и полезной рпол энергиями расходуется на потери: в электрических цепях рэ, механической энергии в поверхностном оборудовании рм, в скважинном оборудовании рм.г и потери от наполнения насоса ро. Потери от наполнения и электрические в некоторых случаях могут быть значительными.

Непрерывная и периодическая эксплуатация. Очень часто при непрерывной эксплуатации скважин и сравнительно высоких отборах на оптимальном режиме работы установки дебит скважины постепенно снижается и соответственно снижается коэффициент наполнения насоса. Если в данном случае не изменить режим работы установки, при котором уменьшается приток жидкости в скважину, постепенно будет возрастать удельный расход

энергии (Силаш, 1964). Для предотвращения этого необходимо уменьшить подачу насоса, чтобы она соответствовала притоку жидкости на забой скважины. Это можно осуществить одним из двух методов: или сохранением режима непрерывной откачки, но соответствующим уменьшением подачи насоса, или обеспечением данной подачи уменьшением времени работы установки в течение суток. При приемлемости обоих вариантов необходимо выбрать наиболее экономичный. Чтобы выбрать наиболее экономичный режим (непрерывный или периодический), необходимо в качестве первого приближения принять следующие условия:

1) способ эксплуатации не влияет на суточный приток жидкости;

2) в поднимаемой насосом жидкости отсутствует газ;

3) коэффициент наполнения насоса равен единице.

Если по двум способам добычи суточные производительности скважин выбраны правильно, то притоки жидкости на забой при этих способах также будут равными. Основная разница между этими двумя методами будет состоять в том, что тот же самый объем жидкости при непрерывной работе будет откачиваться в течение 24 ч, а при периодической- менее чем за 24 ч. Расход энергии будет больше при периодической работе, при которой из-за большего числа качаний балансира в минуту будут большие динамические нагрузки. В левой части рис. 4.1-62 (предполагаются данная скважина и данная ее производительность) показаны кривые суточного расхода энергии в зависимости от длины хода полированного штока. Коэффициент объемного наполнения насоса принят равным единице. Число ходов потока в минуту определялось по формулам (4.1-39) и (4.1-42):

It

22-546

Подставив q = 6Qqty. в предыдущую формулу, получим

(4.1-68)

время работы насо-

60т1о5пл5пл7ж"

Суточное потребление энергии составит:

где Р можно определить ио формуле (4.1-52); / са в с.

Из рис. 4.1-62 видно, что чем меньше времени в течение суток затрачивается на подъем жидкости, тем выше потребление энергии. Для рассматриваемого случая при уменьшении времени откачки жидкости с 24 ч до 12 ч удельный расход энергии возрастает незначительно.

При дальнейшем снижении времени откачки жидкости удельный расход энергии сильно возрастает. Из графика видно, что при сохранении всех параметров неизменными удельный расход энергии тем больше, чем меньше длина хода полированного штока. Так как при непрерывной зксилуатации процесс подъема жидкости непрерывный, удельный расход энергии при правильном подборе режима работы насосной установки и данном коэффициенте наиолнения будет меньше, чем при периодической эксплуатации.

Коэффициенты наполнения насоса при двух режимах его работы различаются ио следующим причинам.

1. Подача насоса со временем уменьшается из-за износа движущихся частей. Чтобы в данном случае обеспечить нужный дебит скважины, первоначальная w,iDAw подача насоса должна

превышать объем жидкости, поступающей на забой скважины. Если из-за износа частей насоса подача его снизится до уровня запланирован-пого дебита, . теоретическая производительность должна быть повышена. Повторные повышения подачи насоса можно осуществить за счет увеличения числа ходов штока при непрерывной эксплуатации скважины или за счет удлинения цикла откачки жидкости при периодической ее работе. Если в качестве привода установки применен электродвигатель, для изменения числа ходов истока необходимо заменить шкив. При уменьшении подачи насоса ниже заданного, а также при замене шкива требуется вмешательство человека. В этом случае среднее значение коэффициента наполне-

гчггго18 i6 iiizw 8 в 4 z о oj ог o3oif059,sojB,80,9 wi,i

t,h 0,53 ok tJo

Рис. 4.1-62. Суточное потребление энергии при периодической и непрерывной работе насоса при (7 = 2500 кг/сут; L=1200 м; у = 8826 Н/м; d„j,= = 31,8 мм (Силаш, 1964)

ния насоса всегда меньше 1. При автоматическом управлении периодической работы скважины (см. ниже) можно автоматически устанавливать время работы насоса в зависимости от количества поступаемой жидкости на забой скважины.

2. Как указывалось в разделе 4.1.1, п. 62, коэффициент наполнения насоса из-за содержания газа в продукции уменьшается тем больше, чем меньше забойное давление и глубина погружения насоса под уровень жидкости. При непрерывной эксплуатации скважины глубина погружения насоса равна или меньше, чем при периодической ее работе. При непрерывной работе уменьшение коэффициента наполнения насоса из-за содержания газа в продукции может повлиять на себестоимость добычи нефти в сторону ее повышения.

В правой части рис. 4.1-62 приведен график потребления электроэнергии в зависимости от коэффициента наполнения насоса. С помощью этих графиков можно выбрать более экономичный способ подъема жидкости при условии, что суточные производительности при обоих режимах одинаковы. Например, по диаграмме для данной скважины при длине хода полированного штока s = l,8 м потребляемая энергия при непрерывной эксплуатации и коэффициенте наполнения насоса tio = 0,88 равна потребляемой энергии при периодической откачке с циклом 10 ч/сут и 110=1. Другими словами, если коэффициент наполнения насоса при непрерывной откачке жидкости равен 0,88, тогда в отношении удельного потребления энергии периодическая эксплуатация более экономична, если время цикла превышает 10 ч. В действительности коэффициент наполнения насоса при периодической его работе также меньше единицы. Приведенные рассуждения относились к идеальному случаю периодической эксплуатации скважины. При расчетах учитывали, что суточный дебит скважин не зависит от способа ее работы. В действительности это условие соблюдается только в следующих случаях:

1. Забой скважины находится ниже продуктивного пласта (т. е. скважина имеет зумпф); при обоих способах можно получить тот же дебит, если уровень жидкости не поднимется выше этого пласта.

2. Если допустимый отбор из скважины незначителен, а насос установлен на глубине ниже уровня и сам динамический уровень достаточно высок. Средний динамический уровень жидкости при периодической откачке может поддерживаться на уровне, поддерживаемом при непрерывной откачке. Таким образом, приток на забой и суточный дебит скважины могут быть одинаковыми.

В случаях, отличных от рассмотренных, динамический уровень при непрерывной эксплуатации устанавливается вблизи насоса. При периодической эксплуатации скважин динамический уровень жидкости находится выше насоса и соответственно этому суточный дебит скважины будет ниже, чем при непрерывной. Эффективность при периодической работе снижается за счет уменьшения производительности. Необходимость большего числа ходов плунжера при периодической откачке приводит к значительному износу оборудования, так как при подъеме данного объема жидкости нз скважины требуется с достаточным приближением одно п то же общее число ходов плунжера при данных значениях длины хода полированного штока и диаметра плунжера. При

22* 327