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

ром более 2 мм, движущиеся по лежачему боку отклонителя, осаждались вблизи фильтра-каркаса, а более мелких фракций гравия практически не классифицировались по крупности.

Увеличение критерия гидродинамического подобия G до 6-103 и 104 в опытах 4 и 5 привело только к ухудшению характеристик гидравлической классификации. При G = 6-103 наблюдалось очень слабое преобладание вблизи поверхности фильтра-каркаса крупных фракций гравия. Крупные гравийные частицы, осажденные у фильтра-каркаса, характеризовались неправильной формой. Это обстоятельство объясняется тем, что частицы такой формы тяжелее взвешиваются в потоках, чем частицы правильной формы. При G = 7-103 и G = 104 классификации частиц гравия по крупности в поперечном сечении потока не наблюдалось.

Во всех опытах оценивалось влияние угла наклона отклонителя гравия к вертикали на характеристики классификации. Было отмечено, что наиболее четкое разделение частиц гравия по крупности происходит при угле наклона отклонителя ц = 5°. С увеличением угла наклона отклонитель гравия не четко изменяет направление потока, а скорее создает на его пути только временное препятствие, сопротивление. Этим, по мнению автора, объясняется ухудшение характеристик классификации частиц. Очевидно, что с ростом длины отклонителя гравия ухудшения классификации за счет увеличения угла наклона ц к вертикали можно избежать, однако это положение не было проверено экспериментально в связи с ограниченной длиной модели.

Пробы частиц гравия отбирались на расстоянии 0,5; 0,1 и 0,15 м от отклонителя и при этом не было выявлено существенных отличий в характере гидравлической классификации. В связи с этим был сделан вывод о незначительном влиянии интервала отбора проб гравийных частиц из потока на точность оценки гидравлической классификации после прохождения отклонителя.

Оборудование скважин гравийными фильтрами с постепенным уменьшением размеров частиц песка (ФПУ) в интервале водоносного пласта со средним размером песчаных частиц 0,1 мм при помощи отклонителей осуществлялось следующим образом.

С учетом заданных режимов эксплуатации диаметр расширения скважины составил 350 мм, диаметр фильтракаркаса 0,168 м с шириной щели 3 мм. Средний размер гравия D выбирался из условия

D =-; D =--= 1,7 мм, (8.133)

где k - коэффициент межслойности; d - средний размер песка; t - ширина щели фильтра.

Эксперименты показали, что задержание более мелких частиц обеспечивается при заданных режимах эксплуатации и окатанности гравия при четырех-пяти слоях гравия одного размера. На основании этого значения коэффициентов надежности a, b были приняты равными пяти.

Процент ситового отсева, после которого размер частиц гравия соответствует среднему размеру частиц водоносного пласта, умноженному на k,

m = aD02 -(f0 - k)2 100 %%; D 0 - DI

m = 5(0,352 -(0,35.0,0008)2)100 % = 3 %%, (8.134)

0,352 - 0,1682

где D0 - диаметр скважины; Dф - диаметр фильтра-каркаса.

Для экранирования песка водоносного пласта по всей поверхности необходимо иметь в обсыпке 3 % частиц размером kd.

Процент ситового отсева, после которого размер частиц гравия соответствует размеру отверстий фильтра, определили по формуле

1 - 5(0,168 + 0,006)2 - 0,1682

100 %;

0,352 - 0,1682

100 % = 90 %. (8.135)

Для экранирования фильтра-каркаса по всей поверхности и предупреждения проникновения гравия внутрь скважины необходимо иметь в обсыпке около 10 % частиц фракции, соответствующей ширине щели t.

На основании полученного

D3 = kd; D3 = 4 0,1 = 0,4 мм; D90 = t = 3 мм; kн = D90 /D3;

k н = 3,0/0,4 = 7,5,

где kн - коэффициент неоднородности смеси.

В скважину установили фильтровую колонну с каркасом фильтра. На высоте 10 м над верхними отверстиями фильтра установили отклонитель, состоящий из трех труб длиной 1,5 м, диаметром 0,08, наклоненных под углом 10° к оси фильтровой колонны.

Гравийную смесь закачивали в нисходящем потоке при рас-

ходе через каждую трубу отклонителя, определенном из формулы (8.132) для турбулентного режима

Q = 7

I7 2 Рп - р gDп sin п; 3 ;

0,08

0,006

7 2 2500 - 1000 9,8 0,003 0,156 =77 10-3 м3/с

1000

Общий расход составлял 3 Q, т.е. 23,1 л/с. Расход, определенный из формулы (8.131), для ламинарного режима составил

nD о2

(Dот - 2Dп )

D о2

Рп - р gDп sin п ;

0,082

л/24

(0,08 - 0,00б)2

0,082

2500 -1000 9,8 0,003 0,156

1000

= 7,83 10-3 м3/с.

Общий расход смеси составлял 3 Q, т.е. 23,5 л/с.

Учитывая, что при расчетном расходе режим движения смеси в отклонителе будет турбулентным, общий расход смеси выбирался равным 23,1 л/с.

Смесь закачали при комбинированной циркуляции в нисходящем потоке при концентрациях гравия в воде около 5 % в течение 35 мин. В скважину было закачано 1,08 м3 гравия. Качество сооружения фильтра проверили. Для чего из скважины подняли фильтровую колонну со специальными контрольными устройствами, установленными у нижних, верхних отверстий фильтра-каркаса и в середине каркаса фильтра. Остатки гравийной обсыпки удалили промывкой. Анализ проб показал постепенное уменьшение размера частиц гравия в фильтре от каркаса фильтра в направлении стенок скважины. Данные анализа приведены ниже.

Интервал кольцевого пространства, м........ 0,168-0,220 0,220-0,290 0,290-0,350

Размер гравия в пробе (в мм): у нижних отверстий каркаса фильтра... 2,1 1,5 0,9

в середине каркаса фильтра....................... 2,1 1,5 0,95

у верхних отверстий фильтра.................... 2,1 1,4 1,0