ИЗБОР НА ОБОРУДВАНЕ И РЕЖИМ НА РАБОТА ESP, Добив на нефт и газ
нефт, газ, добив на нефт, сондиране, рафиниране на нефт
ИЗБОР НА ОБОРУДВАНЕ И РЕЖИМ НА РАБОТА НА ESP
ИЗБОР НА ОБОРУДВАНЕ И РЕЖИМ НА РАБОТА НА ESP
ИЗБОР НА ДЪЛБОЧИНА И ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ОТДЕЛЕНИЕТО НА ГАЗОВЕТЕНА ВХОДА НА ПОМПАТА
Липсата на недвусмислени количествени ограничения за стойността на наситеността на газ при всмукване на ESP затруднява идентифицирането на механизма на влияние на газа върху работата на помпата. Към днешна дата редица изследователи смятат, че намаляването на налягането при навлизане на свободен газ в помпата е свързано с намаляване на плътността на сместа газ-течност. Причината за вредното въздействие на газа върху работата на помпата е нарушение на енергийния обмен между работното колело и изпомпваната смес. Следователно най-оптималната стойност на съдържанието на свободен газ при приема на ESP е 30-40%. Знаейки това, на кривата на промяна на налягането по протежение на кладенеца, трябва да намерите участък с такава стойност на съдържанието на газ и, като вземете предвид кривината на кладенеца, да изберете дълбочината на спускане на помпата. Както показва практиката на работа на ESP, наличието на такова количество свободен газ в помпата води до увеличаване на MCI на кладенците с 10-15%.
При изчисленията дълбочината на окачване на помпата обикновено се определя за две или три опции за проектиране на инсталацията. За тях се извършват всички други изчисления. При извършване на изчисления за проверка (изчисляване на промяната на налягането по дължината на сондажа над входа на помпата и промяната на налягането по дължината на тръбопровода), трябва да се вземе предвид отделянето на газ на входа на ESP.
Коефициент на разделяне за кладенци, оборудвани с ESP единици,
1 + 0,6
производителност на помпата, m 3 /ден;v0—относителна скорост на газовите мехурчета в течността, m/s;F3—площ на сечението на пръстена между корпуса и SEM, m 2 . Останалата част отизчисленията във връзка с промяната на газовия фактор се извършват подобно на варианта на SHSNU.
ОПРЕДЕЛЯНЕ НА НЕОБХОДИМИЯ НАПОР НА ПОМПАТА
За да се съпоставят характеристиките на помпата и кладенеца и следователно да се намери стойността на специфичната енергия, предавана от помпата на сместа газ-течност, както и да се осигури скоростта на изтегляне на течност от кладенеца от избраната дълбочина на спускане на помпата, характеристиката на налягането на кладенецаНс=HC(QC):
къдетоLRе дълбочината на динамичното ниво на кладенеца при изтегляне на дадено количество течност, m;р2 —налягане на устието, Pa; pzh е плътността на течността, kg/m 3 ;d —ускорение на свободното падане, m 2 /s;hT—загуба на налягане при триене, m;LT—височина на повдигане на течността поради работа на газ, m
Ако няма данни за стойността на динамичното ниво, то може да се определи:
къдетоHе дълбочината на кладенеца, m; rpl е налягането в резервоара, Pa; O - дебит на кладенеца, m 3 / s;K —коефициент на продуктивност на кладенец, m 3 /(s-Pa); rsm е средната плътност на сместа газ-течност в интервала от дъното на кладенеца до динамичното ниво, kg/m 3 .
Загубата на налягане, дължаща се на хидравлично триенеh^в тръбата, се определя приблизително като за хомогенна Нютонова течност съгласно формулата
къдетоX—коефициент на хидравлично съпротивление;LH—дълбочина на спускане на помпата, m;v—линейна скорост на потока, m/s,
дебит на кладенеца съответно за нефт и вода; 6H,bb —обемни коефициенти на масло и вода;F—площ на напречното сечение на тръбата.
Както показва практиката,h^= 20-40 м. Височината на издигане на течността се дължи на работата на газа, освободен в тръбата
къдетоd—диаметър на тръбата, инчове; Gef - ефективен GOR, nm 3 /m 3;p'nas - налягане на насищане след отделяне на газа в помпата;pw —средно обводняване на продуктите в асансьора при средно налягане в асансьораp= 0,5(wn +
За да се изгради характеристиката на налягането на кладенеца, се определят няколко дебита (пет или шест, като се започне от нула); според изчислените точки в координатитеНс=HC(Q)се изчертава линията на налягането, развивано от резервоараНс.Освен това характеристиката на помпата се наслагва върху характеристиката на налягането в кладенеца и се намира точката на тяхното пресичане, което определя дебита на кладенеца, равен на подаването на ESP.
Изборът на диаметър на тръбите за ESP модули се препоръчва в зависимост от дебита на кладенеца:
Дебит на флуида, m3/ден……………………….. 300
Вътрешен диаметър на тръбата, mm…………………… 50,3 62 76
ИЗБОР И КОРЕКЦИЯ НА РАБОТИ ХАРАКТЕРИСТИКИЦЕНТРОБЕЖНИ ПОМПИ
Съгласно кривите на типичните характеристики на потопяемите ESP, дебита на течността и необходимия напор, се избират няколко помпи, които да осигурят необходимото изтегляне на течност в режимите на работа на помпите, при условие
0,6 2 /s. За по-високи стойности
вискозитет, съдържание на газ в маслото и температура, е необходимо да се регулира производителността на помпата.
Привидният кинематичен вискозитет се използва като характеристика на вискозитета на производството на нефтени кладенци,
къдетоceе привидният динамичен вискозитет на емулсията при подходящите стойности на температурата и скоростта на срязване на потока, Pas; rn - средна плътност на продуктите от кладенеца в каналите на работните органи на помпата, kg / m 3;
Зависимостта на главата, ефективността и дебита на помпата от вискозитета на изпомпваната течност се оценява с помощта на коефициентите
къдетоНв,QB,rB са съответно налягането, дебита и ефективността на помпата при работа с вода вдаден режим;Н,Q,l - същите параметри, но когато помпата работи с вискозна течност.
КоефициентитеKHqиKx\зависят от числото на Рейнолдс на потока в каналите на центробежната електрическа помпа, определено по формулата
къдетоns—фактор на скоростта на помпата,
w —скорост на вала на помпата, 1/s; Ov opt - помпа за подаване на вода в оптимален режим, m 3 / s;Нвоп — напор на помпата върху вода в оптимален режим, m; gn е броят на етапите на помпата.
По стойността на ReH с помощта на специални графики P.D. Ляпков намира стойностите на коефициентитеKc,KHqи преизчислява характеристиките на помпата от вода към емулсия. В допълнение към графичния метод за определяне на тези коефициенти можете да използвате и приблизителните формули:
за ламинарен поток
за турбулентни условия
дебит на помпата върху вода в подходящ режим, m 3 / s.
Процедурата за преобразуване на характеристиките на центробежна помпа от вода към свойства на емулсия може да бъде както следва.
1. Определете дела на водата в продукцията на кладенеца при стандартни условия, вида на емулсията. Като се вземат предвид налягането в помпата, температурата и насищането с газ, се изчислява вискозитетът на емулсията.
2. Намерете средната температура на сместа газ-течност в помпата .
3. Питане до 0/0vopt> и след това определяне чрез действителната водна характеристика Ow opt> определяне на Oi = (0/0wopt)0w избор според предварително избрани стойности
4. За получените стойности на Og, според характеристиките на помпата , се задават съответнитеHj.
5. Изчислете стойността на коефициента на скорост. Ако броят на оборотите на вала на помпата е неизвестен, тогава той се приема равен на 295 s" 1 .
6. По определен бройРейнолдс за оптималния режим (0/0v opt \u003d 1) с помощта на формулите (3.14), (3.15) намира стойността на коефициентаKn qза ламинарни и турбулентни режими на потока на сместа в помпата. След това от двете стойностиKHqизберете по-малката.
7. Съгласно формулата (3.10) се изчислява стойността на O, съответстваща на дебита на помпата върху водно-маслената емулсия.
8. Въз основа на намерената стойност O от параграф 7 се намира нова стойност на числото на Рейнолдс и след това се посочва стойносттаKHqТези операции за прецизиране на коефициентаKHqсе извършват до докато следващата стойностКн qне се различава от предишната с повече от 0,02.
9. Чрез стойността на числото на Рейнолдс от параграф 8, съответстваща на крайна стойностKHqи стойността на O = Ov opt; съгласно формули (3.14), (3.15) определят стойностите на коефициентаКх\за два режима, от които се избират по-малките.
10. Определете потока, налягането, ефективността на помпата съгласно формулите (3.10), (3.11), съответстващи на режима O \u003d Ov opt-
11. Операциите от параграфи 1-10 се повтарят за други стойности на съотношениятаQ/QBopt, след което се изчертава графикаQ—H, q-Q,Q—N,
За да изчислите консумацията на енергия, можете да използвате формулата
Ако съдържанието на газ на входа на помпата е до 7%, то може да се пренебрегне. С увеличаване на съдържанието на свободен газ, характеристиката на напора и ефективността на помпата се измества наляво с рязко намаляване на ефективността. На практика, за да се изключат вредните ефекти на газа, е по-целесъобразно да се предвиди инсталирането на специален газов сепаратор, проектиран от P.D., на вала на помпата. Ляпков или, като първите 10-15 стъпки, задайте работни стъпки отпомпа със същите размери, но по-голяма производителност.
ИЗБОР НА ДВИГАТЕЛ, КАБЕЛ,ТРАНСФОРМАТОР И КОНТРОЛНА СТАНЦИЯ
Електрическият двигател за монтаж се избира въз основа на състоянието
0,5 и налягане на входа на помпата не по-малко от ppr min. Стойностите на тези количества се определят по формулите:
Рpr min = 0,5-1,0 MPa, (3.18)
където F3 е площта на напречното сечение на пръстеновидното пространство между стените на сондажа и корпуса на SEM, m2.
След това, според минималните стойности на мощността, напрежението и тока на SEM, се избират трансформатор и контролна станция.
За да изберете дължината на електрическия кабел, трябва да добавите около 50 m към дължината на тръбната нишка, тъй като в процеса
при работа на кладенеца може да настъпи увеличаване на дълбочината на спускане на помпата:
къдетоLK— дължина на кабела, m; LH е дълбочината на спускане на помпата в кладенеца, като се вземе предвид кривината на отвора на кладенеца.
Стойността на мощността, консумирана от цялата инсталация на ESP, се влияе от загубите в SEM и кабела. Сумата на загубите на мощност в SEM: