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

кость, где также собираются, а отфильтрованная жидкость удаляется. С увеличением диаметра гидроциклона его подача возрастает, а качество фракционирования снижается. Для улучшения качества фракционирования могут применяться блоки гидроциклонов, состоящие из нескольких спаренных гидроциклонов. Геологическая отрасль снабжена гидроциклонами типа 1ГЦ-15ОР, которые можно эффективно применять для отсеивания наиболее применяемой фракции гравия 0,5-1,5 мм.

Техника и технология приготовления гравийной смеси и ее закачки в скважину в процессе работ должна обеспечивать при минимуме затрат:

приготовление гравийной смеси заданной концентрации с равномерным распределением частиц по всему объему;

равномерную подачу гравийной смеси в скважину с требуемым расходом под необходимым давлением, обусловленным суммой гидравлических потерь в циркуляционной системе в процессе закачки;

надежную работу поверхностного оборудования при перекачке абразивных смесей;

непрерывность процесса приготовления и закачки смеси;

простоту технологических операций и применяемого оборудования;

возможность механизации процесса сооружения гравийного фильтра.

В практике оборудования скважин гравийными фильтрами используют схемы поверхностной обвязки. Эти рекомендации недостаточно обоснованы и сейчас некоторые технические средства и соответствующие технологии устарели. Во ВСЕГИНГЕО теоретически и экспериментально на специально оборудованном стенде и натурных скважинах испытаны известные в практике принципиально различные схемы поверхностного оборудования и оценено их влияние на эффективность сооружения гравийного фильтра.

Способ приготовления гравийной смеси и ее закачка в скважину эжекторным смесителем широко применяется и рекламируется ПСО Востокбурвод. Согласно этой технологии жидкость-носитель от бурового насоса подается к гидросмесителю эжек-торного типа, обычно представленного модификациями ГД-1 и ГДМ-1, которыми комплектуются буровые установки 1БА-15В. При прохождении жидкости-носителя через сопло увеличивается скорость потока и согласно эффекту Вентури в камере смешения гидросмесителя создается подсос 0-0,06 МПа. За счет подсоса гравий из бункера эжекторного смесителя поступает в струю жидкости-носителя и подается в нагнетательную магистраль.

На начальном этапе испытания этой схемы было установлено, что гравий крайне неравномерно поступает в нагнетательную магистраль вследствие образования в бункере гидромешалки устойчивого гравийного контура равновесия над камерой смешения. Неравномерность подачи приводит к периодическому увеличению концентрации гравийной смеси больше критических значений, которые (например, для воды) составляют приблизительно 15 %, и пробкообразованию в поверхностной обвязке. С целью минимизации неравномерности подачи гравия в струю жидкости носителя был модернизирован корпус гидромешалки таким образом, что отверстие, через которое гравий поступал в камеру смешения, было асимметричным по отношению к корпусу. Однако модернизация корпуса позволила лишь частично устранить пробкообразование. Опробовано было предложение ПСО Востокбурвод, заключающееся в формировании параллельно с основной струей жидкости-носителя после сопла вспомогательной струи, которая постоянно разрушала бы сформировавшийся контур равновесия. Испытания показали, что неравномерность подачи устраняется лишь на начальном этапе после включения насоса. В дальнейшем образовывался свод равновесия большого масштаба, который не захватывался струей и не был подвержен разрушению. Разрушение свода наблюдалось лишь при передаче вибрационного воздействия на бункер.

Итак, при использовании гидросмесителей эжекторного типа для приготовления и подачи в скважину гравийной смеси (согласно имеющимся рекомендациям) не представляется возможным устранить неравномерность подачи гравия в нагнетательную магистраль, и следовательно обеспечить надежную транспортировку гравия в скважину, минимизацию расслоения смеси в процессе движения к забою. С целью устранения сводообразования на бункер гидромешалки необходимо устанавливать вибратор, что значительно удорожает и усложняет работы.

Кроме того, установлено, что применение гидросмесителя не позволяет развить давление в нагнетательной магистрали более 0,06-0,07 МПа. Отмеченное обстоятельство исключает возможность применения гидросмесителей эжекторного типа в процессе сооружения гравийного фильтра при комбинированной и обратной циркуляции, а также при глубинах статического уровня скважин более 50 м при засыпке гравия через вспомогательную колонну труб, установленную в кольцевом пространстве скважины. Дело в том, что при стандартной подаче насосного оборудования 10-20 л/с при нисходящей фильтрации через гравийный фильтр типового размера, потери напора только в фильтре существенно превышают давление нагнетания. Поэтому гидро-

смеситель «захлебывается» и жидкость-носитель начинает вытекать из бункера гидросмесителя.

Установка гидросмесителя в нагнетательной магистрали приводит к аэрации гравийной смеси, которая в свою очередь обусловливает увеличение потерь напора при циркуляции в сравнении с неаэрированной жидкостью. Увеличение потерь напора за счет аэрации существенно сужает возможную область применения гидросмесителей эжекторного типа для целей приготовления гравийной смеси и ее подачи в скважину. С целью расширения возможной области применения гидросмесителей Русбурмаш было предложено устанавливать в нагнетательной магистрали после камеры смешения специальный тройник с фильтром, от которого отводилась сливная магистраль.

Часть жидкости-носителя фильтровалась через фильтр, на котором оседал и задерживался гравий и поступала на слив, снижая тем самым рабочий расход смеси, а следовательно и потери напора в циркуляционной системе. Таким образом, за счет уменьшения подачи смеси в скважину после смесителя удалось снизить требуемое рабочее давление нагнетания и несколько расширить область применения гидросмесителей при сооружении гравийных фильтров. Однако, как показали испытания, такое расширение области применения этой технологии незначительно вследствие невозможности существенного снижения расхода смеси в скважине исходя из необходимости поддержания в циркуляционной системе турбулентного режима движения, позволяющего предотвратить пробкообразование и обеспечить надежную транспортировку частиц гравия в интервал формирования фильтра. Кроме этого, вести закачку смеси при ограниченных режимах экономически невыгодно. Единственное преимущество схемы приготовления и закачки гравийной смеси гидросмесителями эжекторного типа - простота технологических операций и доступность технических средств. Однако применение этой схемы в практике, как правило, не обеспечивает формирования гравийного фильтра высокого качества и эффективного проведения работ в целом.

Приготовление гравийной смеси в герметичных бункерах и закачка приготовленной смеси насосами высокого давления при попеременном подключении к бункерам рекомендовали ВНИИ-газ и ВНИПИ Термнефть при оборудовании гравийными фильтрами глубоких нефтяных и газовых скважин. Бункерные смесители широко применяют в практике гидротранспорта. Впервые для приготовления гравийной смеси и ее подачи в скважину, герметичные бункера предложил использовать в 30-х гг. прошлого столетии Л. Лайенс. Бункер представлял собой обсадную