1.2.1. Сұйықтықты көтеру кезіндегі газдың жұмысы.

ЭОС-тың қажетті тегеурінін табу үшін газдың құбырдағы сұйықтықты көтеру кезінде пайдалы жұмыс басты фактор болып табылады.

Х.11.Х53 формуласынан кеңейуші газдың сұйықтықты көтеру биіктігін анықтауға болады.

X=1/ρ_cg [Г – V_р.г](1 – n) Р_оη Ln Р_қан+Р_о/Р_к+Р_о, (1.20)

Мұнда Р_қан-қаныққан газдың қысымы, Р_к-кірісіндегі қысым, МПа; ρ_ж-термодинамикалық қима шарты кезіндегі тығыздық, η-сорапты құбырдағы газдың жұмыс істеу ПӘК, η=0,65, 0,2<n<0,5 кезінде.

Бірақ формула бойынша жүргізілген есептеулер мәні П.Д.Ляпкованың «Туймазанефтьтағы» тәжірибе мәндерінен біршама үлкен болады.

[12] газ сұйықтығына тәуелді көтерілу биіктігін есептеудегі жақын мән береді:

Н_г =1,575dГ[1 - ³√ Р_буф /P_қан](1 – n), (1.21)

мұнда d-құбырдың ішкі диаметрі, см; Р_буф=Р_к (сепараторға) кірістегі қысым.

1.3 формуласы бойынша ЭОС-тың қажетті тегеурінін анықтау үшін одан газбен сұйықтықты көтеру биіктігін анықтау қажет, бірақ газ факторының, ылғалдылықтың және қаныққан қысымның ремонт аралығындағы ЭОС период уақытындағы өзгеруді ескеру қажет.

Тапсырма 21. Газ факторы және сұйықтықтың газбен көтерілу биіктігі бар кезіндегі пайдалану ұңғымасы мен жабдықтың берілген шарты бойынша ЭОС динамикалық деңгейге түсу тереңдігін анықтау қажет.

Берілгені: пайдалану тізбегінің сыртқы диаметрі 146 мм.

Ұңғыма тереңдігі – 2000 м,

Сұйықтық дебиті Q=120 м³/тәул

Динамикалық деңгей h_g=1098 м

Сорап түрі ЭОС5-130-1200

Сораптың қажетті тегеуріні H_c=1216 м

Газ факторы T=70 м³

Құбыр сыртындағы кеңістіктегі қысым P_a=1,3 МПа

Мұнай ылғалдылығы n=0,4

Газ тығыздығы ρ_г=1,1 кг/м³

Мұнай тығыздығы ρ_м=880 кг/м³

Қабылдаудағы сұйықтықтың температурасы – 50⁰С

Шешуі: (1.7) формуласы бойынша қабылдаудағы қысымды анықтаймыз. Ұсынылғандардан [16] 140 мм диаметрлі тізбек үшін σ=0,15 қабылдаймыз. Есептеуге берілген бойынша Т_о=288 К, Т=323 К, n=0,4.

β=0,25 газ құрамын қабылдаудан V_р.г=47 м³ табамыз.

(19 сурет.13) графигі бойынша газ тығыздығына қатысты критикалық қысым мен температураны есептейміз.

ρ_г²⁰=ρ_г/ ρ_воз=1,10/1,22=0,9;

Р_п.н=46,1 кгс/см²; Т_п.к=250^оК

Сорап кірісіндегі алдын ала қысымды 5 МПа деп қабылдап, келтірілген қысым мен температураны табамыз.

Р_к=5/4,7=1,07; Т_к=323/250=1,29

Браунның [19, сурет 13] графигі бойынша Z=0,82 қабылдаймыз.

Алдын ала λ_в-ны анықтап (1.18) формуласы бойынша мұнайдың көлемдік коэффициентін анықтаймыз.

λ=[4,3+0,858∙0,9+5,2∙10^-3(1 – 1,5∙10^-3∙70)∙70 – 3,54∙0,88]∙10^-3=2,282∙10^-3

В_н=1+2,282·10^-3·70+2,513·10^-3(50 - 20) – 6,5·10^-4·5=1,232.

(В_н=1,74 2[19] суреттегі график салыстыру үшін)

Р_пр=(70 - 47)(1 – 0,15)∙0,1033∙0,82∙323(1 – 0,4)(1 – 0,25) /0,25∙288[1+(1,232-1)(1 – 0,4)] = 2,93 МПа

Сорап кірісіндегі есептелген қысымды ескере, тағы да келтірілген қысымды табамыз.

Р_к= 2,93 /4,7=0,62; Т=1,29.

өзгереді, В_н және Р_пр анықтаймыз:

В_н=1,235-6,5∙10^-4·2,93=1,233;

Р_пр=258,3/82,02=3,15 МПа

Р_к=3,15/4,47=0,67 қайта анықтап, z=0,97 есептейміз, ал Р_пр=3,11 МПа яғни нақты 1% жақынырақ, z график бойынша табу одан да нақты. Сол үшін Р_пр=3,15 МПа анықталады ([28] жұмыста Р_пр=1,9 МПа v.11.5 суретіндегі графикпен салыстыру үшін)

(1.16) формула бойынша ρ_см анықтаймыз:

ρ_см= [880(1 – 0,4)+1000∙0,4](1 – 0,25)+1,10·0,25=696,3 кг/м³

1.15 формула бойынша сораптың динамикалық деңгейге батыру тереңдігін табамыз.

һ=(3,15 – 1,3)10⁶/ 696,3·9,81=271 м.

Сораптың түсіру тереңдігі

L=1098+271 =1369 м.

(1.20) және (1.21) формулалары бойынша кеңеюші газдың көтерілу биіктігін есептейміз.

Х= 1/880(70 - 47)∙(1 – 0,4)∙0,1∙10⁶∙0,65∙Ln11+0,1 /0,2+0,1=375 м.

[19, сурет 1 ] номограммасында

Р_мас=110 ат=11МПа.

[12] методика бойынша

Н_г=1,575·4·70[1 - ³√2/110](1 – 0,4)=195 м.

Туймазанефть шарттарындағы П.Д.Ляпкова зерттеулеріндегі газ энергия есебіне сұйықтың көтерілу биіктігі орташа 250 м тең, ал [12] методика қорытындысына жақын.

Осылайша, ЭОС қажетті тегеуріні СКҚ-ғы газдың пайдалы жұмыс есебінен төмендеуі мүмкін.

Н_т^′=1216 – 195=1021 м.

Аналитикалық тәуелділіктер көмегімен ЭОС-ның динамикалық деңгейге батыру тереңдігін (жүз метрге) жоюға болатынын зерттеулер мен есептеу мысалдары көрсетеді. Жыл және одан да көп ремонт аралық периодты газдың көтерілу күш есебінен тегеурін шамасының 0,7-0,8 коэффициентімен, қойнауқатты қысымның төмендеуін ескеріп аламыз.

Н_т^′=1216 – 0,7∙195=1080 м.