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

давления на распределителе соответствует потерям напора АЛ при циркуляции в скважине

Ар = АН. (3.50)

Потери напора в скважине изменяются по мере увеличения глубины скважины и поэтому в процессе бурения перепад давления на распределителе должен увеличиваться. Это обеспечивается поджатием пружины 9 распределителей по мере углубки при завинчивании пробок 8.

Число распределителей, устанавливаемых на струйном аппарате, зависит от числа реагентов, которые используют для приготовления очистного агента. Интенсивность поступления реагента обеспечивается регулировкой вентилей 12 на выходе из емкостей 11.

Распределитель пружинного типа рекомендуется использовать при потерях напора в циркуляционной системе скважины близких или больших максимально возможным значениям давления нагнетания струйного аппарата при устойчивой стабильной работе, т.е. при давлениях более 0,4 МПа. При меньших давления, т.е. при бурении неглубоких скважин или на начальном этапе проходки глубоких скважин, не происходит частого чередования стабилизированного и дестабилизированного режимов работы струйного аппарата.

В этом случае рекомендуется использовать распределитель беспружинного типа (рис. 3.12). Отверстия 8 в камере эжекции 10 и отверстия 2 в нагнетательной 1 магистрали после струйного смесителя соединяются между собой с помощью распределителя 4 и обвязки 11. Внутри корпуса распределителя 4 установлен поршень 5, который может перемещаться вдоль оси симметрии в пределах величины хода. В корпусе распределителя имеются отверстия, через которые в зависимости от положения поршня 5 эжектируемый поток может либо поступать, либо не поступать в камеру 10 эжекции и оттуда в поток рабочей жидкости.

При стабильной работе струйного аппарата (рис. 3.12, а) давление нагнетания р4 значительно превышает давление в камере эжекции рв. На поршень 5 действует сила, смещающая его в крайнее правое положение до совмещения штока с заглушкой меньшего диаметра, при котором отверстия остаются открытыми и происходит эжекция. Сила, действующая на поршень при стабильной работе, определяется из выражения

- 0,785РнdL + 0,785рв(dL - dL), (3.51)

где dmax, dmin - диаметр соответственно большого уплотнения и малого уплотнения поршня.

Рис. 3.12. Принципиальная схема приготовления аэрированной жидкости при помощи автоматического распределителя беспружинного типа:

а - стабильная работа, эжекция рабочего потока (рн >> рв); б - дестабилизация работы, прокачка эжектируемой порции смеси (рн « рв); 1 - нагнетательная магистраль; 2 - отверстия в нагнетательной магистрали после струйного смесителя; 3 - заглушки распределителя; 4 - автоматический распределитель беспружинного типа; 5 - поршень распределителя; 6 - вентиль; 7 - емкость для реагента; 8 - отверстия в камере эжекции; 9 - отверстие распределителя; 10 -камера эжекции; 11 - обвязка струйного аппарата и распределителя

Знак плюс в равенстве (3.51) обусловлен отрицательным значением давления в камере эжекции при стабильной работе аппарата. Как правило, давление нагнетания струйного аппарата рн изменяется от 0,3 до 0,7 МПа, а давление в камере эжекции рв от -0,05 до -0,08 МПа.

В случае дестабилизации работы струйного аппарата, например при резком увеличении гидравлического сопротивления циркуляционному потоку в скважине, он «захлебывается», давление в нагнетательной магистрали рн резко снижается, а давление в камере эжекции рв наоборот увеличивается, причем значения рн и рв выравниваются (рис. 3.12, б).

На поршень действует сила, смещающая его в крайнее левое положение до контакта штока с заглушкой большего диаметра

- 0,785 Ap(dmax - dmin), (3.52)

где Ар - перепад давления между нагнетательной магистралью и камерой эжекции.

Из выражения (3.52) можно определить конструктивные параметры распределителя, важнейшие из которых - больший dmax и меньший dmin диаметры уплотнения поршня. Важно определить перепад давления между нагнетательной магистралью и камерой эжекции, при котором стабильная работа струйного аппарата нарушается и происходит его «захлебывание». Это будет наблюдаться при увеличении давления в камере эжекции с отрицательных до положительных значений, поэтому условие дестабилизации работы струйного аппарата принимает вид

- 0,785(Рн + рв)(dmax - dmin). (3.53)

Переход от отрицательных значений рв к положительным происходит при рв = 0, поэтому уравнение (3.53) можно упростить

- 0,785pн(dmax - dmin). (3.54)

Поршень будет перемещаться, если сила д превышает силу сопротивления движения поршня Fc внутри распределителя с учетом коэффициента динамичности кд и надежности кн

Fд = Fc кн,, (3.55)

где кд = 4, а кн = 1,51,8.

Из выражений (3.54) и (3.55) определяют геометрический параметр распределителя T = 0,785(d- dmin)

T = кд кн Fc/рн. (3.56)

Значения силы сопротивления перемещению поршня определяют экспериментально. Давление нагнетания на выходе из струйного смесителя в оптимальном случае должно соответствовать потере напора при циркуляции АЛ. Поэтому в реальных условиях величина геометрического параметра Т распределителя определяется из выражения

T = кд Ян Fc(AЛ)-1. (3.57)

При дестабилизации работы струйного аппарата поршень распределителя перемещается в крайнее левое положение и отверстия изолируются, прекращается эжекция рабочей жидкости и порция аэрированной жидкости поступает в скважину. По мере прокачки давление в камере смешения уменьшается, а в нагнетательной магистрали увеличивается. Поршень вновь из крайнего левого положения перемещается в крайнее правое, отверстия со-