О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФЭА / АИТ / Лабораторная работа №3 Основные задачи, решаемые динамографированием скважин

(автор - student, добавлено - 25-04-2014, 13:46)

СКАЧАТЬ:  laboratornyy-praktikum.zip [678,8 Kb] (cкачиваний: 82)

 

 

Лабораторная работа №3 

Основные задачи, решаемые динамографированием скважин

 

Цель работы: Ознакомление с расчетными методами определения параметров производительности, давления и средней плотности в глубинном штанговом насосе.

Круг вопросов, решаемых динамографированием, довольно обширен. О некоторых практических задачах по определению состояния работы глубиннонасосного оборудования было изложено в предыдущей главе. Здесь назовем те, которые связаны с работой пласта. Это — определение дебита скважины, давления на приеме насоса, коэффициента продуктивности, средней плотности газожидкостной смеси в трубах.

3.1.Определение производительности глубинного штангового насоса Производительность глубинного насоса определяется выражением:

Q = 0.144 × Fпл × Sшт × n × a (м3/сут),

 

где: Fпл — площадь сечения плунжера, см; Sшт — длина хода полированного штока, м; п — число качаний, раз/мин;

a  — коэффициент подачи насоса. Он зависит от нескольких величин:

a = К×  К2 × К3 × К4,

где: К– коэффициент, учитывающий утечки в НКТ; К–коэффициент, характеризующий изменение объема нефти, откачиваемой насосом, после ее дегазации на поверхности, и равный обратной величине объемного коэффициента пластовой нефти; К3 – коэффициент, учитывающий утечки в насосе;  – отношение длины хода плунжера к длине хода полированного штока, измеренным на практической динамограмме (рис. 2.2) и выраженным в мм; b – коэффициент  наполнения.

 

где: Rн – отношение объема газа к объему нефти в цилиндре при давлении нагнетания. При полном растворении газа во время сжатия в цилиндре Rн = 0; Sэф – длина хода плунжера, измеренная на практической динамограмме, при движении с открытым нагнетательным клапаном, мм.

Подставим значение a в формулу для Q и раскроем значения К4 и bТогда выражение для Q примет вид:

Q = 0.144 × Fпл × Sшт × n × a × К×  К2 × К3 × 

Коэффициент К1 при отсутствии утечки в НКТ принимается равным единице. Наличие утечки можно определить испытанием колонны на герметичность, сравнением замеров, полученных по динамограмме, с данными замеров по приборам или так, как предлагается в 2.4.6.

Коэффициент К2 определяется путем исследования физических свойств пластовой нефти. Для девонских нефтей его можно принять равным 0,87, а для каменноугольных – 0,96.

Коэффициент К3 можно определить аналитическим путем. Но наиболее простой способ найти утечки в насосе — по очертаниям динамограммы и изменениям положения линий веса штанг и веса плунжера с жидкостью во времени. Для этого СКН останавливают так, чтобы плунжер не доходил до крайнего верхнего (нижнего) положения на 10-20 см.  Прочерчивают линию веса. Затем через 5 - 7 минут — повторную. Если линии не совпадают, следует говорить о наличии утечки. Если ее нет, К3  принимается равным единице.

В результате, формула для расчета производительности штангового глубинного насоса примет вид:

Q = 0.144 × Fпл × Sшт × n × К2  × 

Таким образом, для определения производительности насоса необходимо измерить на практической динамограмме (рис.3.1) величины l и Sэф,соответствующие движению плунжера с момента открытия нагнетательного клапана (точка Г) до его закрытия (точка А), и произвести соответствующие вычисления по вышеприведенной формуле. Причем, произведение (0.144 × Fпл × Sштравное теоретической производительности насоса при п = 1, можно табулировать (табл. 1).

   Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.1. Иллюстрация к определению дебита скважин по динамограмме

 

 

 

Пример: Произведем расчет производительности по динамограмме (рис.3.1). Известно, что в скважину, эксплуатирующую угленосный горизонт, внедрен насос диаметром 43 мм; станок-качалка имеет длину хода полированного штока 1,8 м, число качаний равно 6 раз в минуту.

1 - й способ. Измерим отрезки Б1В  = l и АГ = Sэф:

l = 58, 5мм; Sэф = 42, 5 мм.

Производительность насосной установки

Q = 0.144 × 0, 00145 × 1, 8 × 6 × 0, 96  × = 15, 7 м3/сут

2-й способ. Найдем производительность насосной установки на том же примере, используя масштаб перемещений.

Масштаб перемещений лучше определять вычислением, так как, во-первых, каждый экземпляр динамографа данной конструкции может давать небольшие отклонения от номинальной величины масштаба перемещений и, во-вторых, у современных станков-качалок нормального ряда длины ходов имеют достаточно точные, фиксированные значения.

 

Определим длину эффективного хода плунжера с открытым нагнетательным клапаном:

Sэф = 30, 8 - 42, 5 = 1309 мм = 1,31м. 

Производительность насосной установки

Q = 0.144 × 0, 00145 × 1, 31 × 6 × 0, 96 = 15, 7 м3/сут

3-й способ. Определим производительность насосной установки, используя табл.1 Измерим Б1В и АГ и найдем их частное:

 

Определим по таблице теоретическую производительность насосной установки для длины хода, равной 1,8 м, при n = 1:

Qm = 3,76м3/сут.

Фактическая производительность

Q = Qm × n × К2  ×  = 3, 76 × 0, 96× 6× 0, 72 = 15, 7 м3/сут

Если типоразмер станка-качалки не известен, его находят следующим образом:

-  измеряют длину динамограммы: l = 58, 5 мм;

-  умножают ее на масштаб записи: 58, 5 ×  30 = 1, 755м;

-  по таблице 2, зная номер отверстия на кривошипе станка-качалки, определяют типоразмер СКН. В нашем случае номер отверстия — четвертый, и ближайшим к длине 1,755 м значением является 1,8 м, что соответствует 6СК6 или СК6;

        - по длине хода полированного штока определяют производительность, как и в предыдущих случаях.

Расчет производительности по предлагаемой методике для нормально работающей насосной установки рекомендуется производить при , так как при   £ 0,1 насосная установка может работать в режиме срыва подачи, а при  ³ 0,85 могут иметь место фонтанные проявления.

При наличии утечек в НКТ или в тех или иных узлах насосной установки, т. е. когда К1 ¹ 1 и К3 áá 1, расчет производительности насосной установки по динамограмме не производится.

3.2. Определение давления на приеме насоса и средней плотности газожидкостной смеси в трубах 

Теоретическая  основа  метода  заключается   в следующем.

Вес колонны штанг известной конструкции в воздухе

Pш  = q1 × l+ q2 × l+ ¼ + qn × ln = gст  × Vш

где: Vш – объем колонны штанг, м3.

При погружении колонны штанг в жидкость или смесь на нее действует выталкивающая сила РА (сила Архимеда):

РА = gсм  × Vш

где: gсм – плотность смеси, г/см3. Тогда вес колонны штанг в смеси

 

  Коэффициент плавучести штанг в смеси

      откуда          

Полученное выражение служит для определения средней удельной плотности газожидкостной смеси в насосно-компрессорных трубах. Для этого достаточно знать Рщ и Р'шПри остановке балансира СКН в нижней мертвой точке на нее действует нагрузка только от веса штанг, погруженных в газожидкостную смесь, т. е.              РНМТ = Р1ш

Давление на выкиде насоса

 

При остановке балансира СКН в верхней мертвой точке на нее действует нагрузка

Р ВМТ  =  Р1 ш + Р вык × Fпл  - Рпр × Fпл      

где: Рпр — давление на приеме насоса, кгс/см2.

Отсюда:            

Подставим значение затем Р Вых,   а затем gсмТогда получим:

 

Таким образом, давление на приеме насоса, складывающееся за счет веса столба жидкости в затрубном пространстве Р'ж и затрубного давления Рзат, будет иметь вид:

 

Последовательность операций для определения Рпр такова:

-  снимается динамограмма работы насоса;

-   на динамограмме записывается линия веса штанг в жидкости при крайнем нижнем положении балансира станка-качалки Р'ш ;

- при крайнем верхнем положении балансира станка – качалки записывается суммарная линия веса штанг в жидкости и жидкости РВМТ;

- По известному масштабу усилий и по ординатам, соответствующим РВМТ и Р'ш, производится расчет веса штанг в жидкости и жидкости в НКТ.

Динамограмма должна сниматься оттарированным динамографом.

3.3. Определение коэффициента продуктивности 

Для определения коэффициента продуктивности

 

глубиннонасосную скважину динамографируют в двух или более восстановленных режимах работы СКН (режим работы насоса изменяют путем изменения длины хода полированного штока, числа качаний и т. д).

Дебит жидкости на каждом режиме Q1 и Q2 определяют по динамограмме так, как в 3.1. Величину забойного давления, соответствующего каждому режиму, можно представить (для вертикальной скважины) в виде  


где: Н — глубина кровли пласта, м.

Подставляя это выражение в предыдущее, имеем:

 

Преобразуем знаменатель последнего выражения, используя полученное в 3.2. значение Рпр:

 

где: Lcт1 и Lcт2 — расстояние линии статической нагрузки от "нулевой", определенное по динамограммам, на первом и втором режимах работы СКН соответственно, мм.

Тогда выражение для определения коэффициента продуктивности примет вид:

 

Таким образом, для определения коэффициента К необходимо:

- динамографировать скважину на двух или более режимах работы СКН;

-  сделать расчет производительности насосной установки для каждого режима;

-  произвести измерение на динамограмме расстояний нагрузок от веса жидкости;

- зная масштаб усилий динамографа, произвести расчет по выше приведенной формуле.

При определении коэффициента продуктивности по предлагаемой методике желательно применять один и тот же динамограф в течение всего периода исследования данной скважины, а при записи линии веса жидкости и штанг останавливать СКН в таком положении, чтобы не произошло открывания нагнетательного и приемного клапанов соответственно, т. е. CKH не прошел положение мертвых точек.

Каждому студенту выдается конкретная динамограмма, и он должен провести ее обработку по приведенным выше методикам и таблицам, содержащимся в приложении.

В отчете по динамограмме необходимо представить следующие результаты: вес штанг и жидкости, максимальную нагрузку, минимальную нагрузку, фактический дебит скважины.

Контрольные вопросы: 

1.  Как оценить вес штанг и жидкости и массу жидкости?

2.  Как определить коэффициент продуктивности скважины?

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ
Copyright 2018. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!