|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Теоретическая часть. Песок (частицы породы) выносится из пласта в ствол скважины в результате разрушения пород, обычно рыхлых
Вводная часть Песок (частицы породы) выносится из пласта в ствол скважины в результате разрушения пород, обычно рыхлых, слабосцементированных. Песок, поступающий в скважину, осаждаясь на забое, образует пробку, которая существенно снижает текущий дебит скважины. Ликвидацию песчаных пробок относят к операциям по подземному (текущему) ремонту скважины и проводят промывкой скважин водой, различными жидкостями, газожидкостными смесями, пенами, продувкой воздухом и т.д. Для выполнения лабораторной работы необходимо знание следующих терминов: · пласт; · ствол скважины; · дебит скважины; · забой скважины; · текущий ремонт скважины; · наружный, внутренний, условный диаметры труб; · эксплуатационные трубы, насосно-компрессорные трубы. В работе приводятся следующие сокращения и обозначения НКТ – насосно-компрессорные трубы h – гидравлические потери λ – коэффициент гидравлических сопротивлений м. вод. ст. – метры водяного столба ! - знак “обратить внимание” Для индивидуальной работы предложено 10 вариантов заданий (табл. 5.4.). В алгоритме расчета приведен полный расчет промывки для 0 варианта.
Теоретическая часть Выделяют прямую (рис. 1.1) и обратную (рис. 1.2) промывки скважин от песчаной пробки. Прямая промывка - процесс удаления из скважины песка путем нагнетания промывочной жидкости внутрь спущенных труб (НКТ) и выноса размытой породы жидкостью через затрубное (кольцевое) пространство. Для повышения эффективности рыхления пробок на конец колонны НКТ иногда навинчивают различные приспособления – насадки.
Обратная промывка скважин от песчаных пробок - процесс удаления песка из скважин с нагнетанием промывочной жидкости в затрубное (кольцевое) пространство и направлением входящего потока жидкости через промывочные трубы. Расчет промывки ствола скважины состоит в определении гидравлических потерь напора в процессе движения жидкости. К потерям относятся потери напора в трубах, потери жидкости при движении в кольцевом пространстве, потери напора для уравновешивания разности плотностей жидкости в промывочных трубах и в кольцевом пространстве, потери напора в шланге и вертлюге, потери в насадке. Алгоритм расчета 1) Выбор варианта задания по таблице 1.5. 2) Выбор насоса для промывки скважины (приложение 1). Необходимая подача (производительность) насоса – Q может быть выбрана из следующих условий: · минимальной подачи насоса , так как считается, что минимальная производительность насоса обеспечивает скорость V выноса частиц песка с забоя; · размыва песка струей из насадка - скорость жидкости принимается не менее 50 м/c; это условие справедливо только для прямой промывки: , (1) где V ≥50 м/c, S – площадь насадка (таблица 1.5.); · скорость восходящего потока жидкости, которая должна превышать скорость падения частиц песка в жидкости, находящейся в покое.
3) Рассчитаем скорости восходящего и нисходящего потоков V , см/c (2) Площадь поперечного сечения S – зависит от способа промывки.
4) Рассчитаем скорость подъема песчинок Vn = Vв – W, м/с (3) где Vn – скорость подъема песчинок; Vв – скорость восходящего потока жидкости; W – средняя скорость свободного падения песка в жидкости, определяемая экспериментально в зависимости от диаметра частиц песка.
Таблица 1.1
5) Определение гидравлических потерь при промывке h1 – потери напора в промывочных трубах , м. вод.ст. (4) где Н – длина промывочных труб (приближенно принимаем равной глубине скважины), м, d – внутренний диаметр промывочных труб (НКТ), м, Vн – скорость нисходящего потока жидкости в трубах, м/с, ρж – плотность жидкости, кг/м3, λ – коэффициент гидравлического сопротивления (принимается по таблицам в зависимости от условного диаметра труб) (таблица 1.2) Таблица 1.2
h2 – потери напора при движении жидкости с песком в кольцевом пространстве , м. вод.ст. (5) где φ – коэффициент, учитывающий увеличение потерь вследствие содержания в жидкости песка (φ = 1,12 1,2), - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м, - наружный диаметр промывочных труб (НКТ), м.
h3 – дополнительные потери, связанные с разностью плотности жидкости в трубах и затрубном пространстве в связи с наличием песка в восходящем потоке , м. вод. ст. (6) где m – объем пустот между частицами песка, занимаемый жидкостью (m =0,3 0,45), F – площадь сечения обсадной колонки, м2, l – высота пробки, промываемой за один прием (6 или 12 м – данная величина принимается студентом самостоятельно), f – площадь сечения кольцевого пространства, м2, – плотность песка (для кварцевого песка = 2650 2700 кг/м3), Vв – скорость восходящего потока жидкости, м/с, W – средняя скорость свободного падения песка в жидкости, определяемая в зависимости от диаметра частиц песка, м/с.
h4 и h5 – потери напора, соответственно для вертлюга и шланга зависят от подачи жидкости, определяются по опытным данным и могут быть приняты по табл. 1.3.
Таблица 1.3
h6 – потери напора в наконечнике (насадке) h6 = , м. вод. ст. (7)
где - плотность жидкости, кг/м3; Q – подача жидкости, м3 / с; g – 9,8 м / с2; = 0,9 – коэффициент расхода насадок; - площадь сечения насадка, м2.
- общие гидравлические потери при промывке = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6,, м.вод.ст. (8) 6) Расчет времени, необходимого для подъема размытой породы на поверхность
T = H / Vn, (9)
где Vn – скорость подъема размытой породы. 7) По определенным и Q выбираем насос (приложение 1). Если насос уже был выбран ранее (пункт 2 алгоритма), необходимо проверить соответствие расчетных характеристик рабочим характеристикам выбранного насоса. При несоответствии может быть принято следующее решение: а) принять другой насос, б) откорректировать характеристики промывочной системы и сделать пересчет гидравлической системы, подобрать соответствующий насос.
9) Выбор оборудования и инструмента для промывки скважины от песка: Оборудование и инструмент выбирается по следующим параметрам из приложений 1, 4, 5, 6, 7:
а) подъемная установка – по грузоподъемности; б) насос – по давлению и подачи; в) ключи для свинчивания - развинчивания НКТ (ручные и механические) - по грузоподъемности и условному диаметру НКТ; г) вертлюг - по грузоподъемности и условному диаметру НКТ; д) элеватор - по грузоподъемности и условному диаметру НКТ. Грузоподъемность определяется следующим образом: , где – глубина скважины; - масса 1 кг труб; - увеличение массы колонны труб на муфту; - прочностной коэффициент (равен 1,5). Так как подвешиваемая колонна НКТ в процессе промывки находится в жидкости, то необходимо уточнить грузоподъемность , где - вес тела в жидкости; - вес тела в воздухе; - удельный вес материала тела (для стальных труб ); - удельный вес жидкости (). Данные по массе труб необходимо взять из приложения 2.
Примечание. При невозможности подобрать вертлюг точно на условный диаметр НКТ, подбирается оборудование на больший диаметр и ставится переводник – устройство для перехода от одного диаметра к другому. ЗАДАНИЕ Необходимо обосновать и выбрать для условий своего варианта (табл.1.4) оборудование для проведения промывки скважины от песчаной пробки: промывочный насос, подъемную установку, ключи для свинчивания-развинчивания НКТ (ручные и механические), элеваторы, вертлюги.
Таблица 1.5 Варианты задания к практической работе по выбору оборудования для промыва песчаной пробки
Приложение 1 Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.022 сек.) |