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

Номер опыта	Критерий гидродина-миче-ского подобия G	Градиент давления grad р, [кПа/м]	Интервал отбора проб от верхних отверстий фильтра	Диаграмма распределения частиц в зависимости от крупности				Характеристика гидравлической классификации частиц в поперечном сечении фильтра
				-1 -0,5 0 0,5 1
								Классификация не наблюдается
	1000 5,0-103		2,0 d d					Слабая классификация частиц вблизи фильтра-каркаса Классификация не наблюдается
	1000 6,0-103							То же

или уменьшении интервала отбора проб, качество гидравлической классификации ухудшается. Так при интервале отбора проб 0,5 м от верхних отверстий фильтра-каркаса гидравлической классификации частиц на модели не наблюдалось при любых значениях критерия подобия G.

С увеличением значений G, а следовательно, и расхода жидкости в процессе сооружения гравийного фильтра, качество классификации при аналогичных интервалах отбора проб снижается. Необходимо отметить, что указанного снижения качества классификации можно избежать за счет увеличения интервала отбора проб. При увеличении интервала отбора проб с 1 до 1,5 м или с 1,5 до 2 м и была получена диаграмма распределения частиц по крупности при G = 4-103, аналогичная полученным диаграммам при G = 5-103.

Очевидно, что в опытах 3 и 4 не было получено гидравлической классификации частиц именно за счет недостаточного интервала отбора проб, ограниченного размерами модели. С увеличением интервала отбора проб при значениях G = 5-103 может быть получена диаграмма распределения частиц в поперечном сечении фильтра в зависимости от крупности, аналогичная полученным в опытах 1 и 2. На практике важно правильно задаться

Рис. 8.38. Зависимость интервала классификации частиц в зоне фильтра под влиянием поля градиента давления от критерия проб-кообразования

интервалом классификации частиц гравия, достаточным для обеспечения разделения частиц по фракциям близкого к оптимальному. В этой связи на основании экспериментов была проделана следующая экстраполяция интервалов классификации частиц в зависимости от критерия подобия потока (рис. 8.38). Определенным значениям G, выбранным с учетом предотвращения пробкообразования, соответствует строго определенный интервал классификации частиц, при котором частицы успевают разделиться по крупности. Значениям G = (3-4)-103 соответствует интервал классификации частиц, равный 3 м. С увеличением критерия подобия до 6-103 минимально допустимый интервал классификации составляет 5 м.

Фракционирование гравия после прохождения смесью отклонителей

Предположим, что поток гравийной смеси над фильтром движется под некоторым углом п к фильтровой колонне. Такое направление потока можно задавать, например, установкой на внешней поверхности фильтровой колонны над верхними отверстиями фильтра отклонителей. Рассмотрим распределение частиц гравия по крупности после прохождения потоком отклонителей (рис. 8.39).

Частицы гравия различной крупности над фильтром движутся с некоторой скоростью v0 под углом п к фильтровой колонне. Дифференциальное уравнение движения частицы в направлении оси х запишем в следующей форме:

d 2 x

где Fc

сила сопротивления; у

(8.115)

коэффициент сопротивления;

Рис. 8.39. Расчетная схема гидравлической классификации частиц гравия в поперечном сечении потока по крупности после прохождения отклонителей

p - плотность жидкости; d - диаметр гравия; vx - скорость частицы в направлении оси х

Разделив уравнение (8.115) на массу частицы m и умножив на время dх, а затем разделив переменные, получим

= - dx.

(8.116)

В результате интегрирования выражения (8.116) и подстановки начальных условий х = 0; ox= v0 sin n можно записать

3± In fsin2

(8.117)

Логарифмируя уравнение (8.117) и решая относительно vx, получаем

v0 sin n

(8.118)

Заменяя vx на dx/dt, разделяя переменные и интегрируя с учетом начальных условий t = 0; х = 0 и после преобразования получаем уравнение движения частицы в направлении оси х

x = nd In

[ndv0t sin n

Решив уравнение (8.119) относительно t, запишем

6v0 sin n

e nd -1

(8.119)

(8.120)

Уравнение (8.120) характеризует время, необходимое для преодоления частицей после прохождения отклонителя расстояния r в горизонтальной плоскости от фильтра к стенкам скважины.

На рис. 8.40 показана функция расстояния в горизонтальной плоскости, проходимого частицей после отклонителя, в зависи-