2.Есептік бөлім Ұңғыларды сорапты тәсілдермен пайдалану кезінде қиындықтарды жою есептері.

2.1 Газды және газқұмды якорлерді таңдау және есептеу.

Штангілі сораптардың жұмыстарына газ және құмның кері әсер етуін төмендету үшін барлық технологиялық, режимді шаралар қосымша қорғау құралдарымен толықтырылады, яғни сораптың қабылдау жерінде –газды, құмды немесе аралас газқұмды якорлерді орнатады.

Есеп 2.1. Пайдалану тізбектің диаметрі D=168 мм, сорап плунжерінің диаметрі D_пл=43мм; сальникті штоктың жүріс ұзындығы S=180см; минутына тербеліс саны n=12; динамикалық деңгейде сораптың түсіру тереңдігі h=50м; мұнайда судың болуы 20%, мұнай тығыздығы =850 кг/м³; жеңіл мұнайдың кинематикалық тұтқырлығы ν=1510^-6 м²/с; жалпы газ факторы G=520 м³/м³; құбырлы газ факторы G_m=25м^3//м³; газдың еру коэффициенті α=510^-6м³/м³Па; якорь көлемін пайдалану коэффициенті α=0,6; бөлінген газ түйіршіктерінің диаметрі δ=0,2см. Газды якорды таңдап, оның өлшемдері және сепарациялау коэффициентін анықтау қажет.

Шешімі. Аллен формуласы бойынша якордің сүзілу қимасының ауданын анықтаймыз

(2.1)

мұнда F_пл= 14,6 см² – диаметрі 43мм-лі сорап плунжерінің көлденең қима ауданы.

Санды мәндерді (1) формулаға қойып келесіні аламыз:

.

Сорушы құбырдың диаметрін d_н=4,8 см қабылдаймыз. Газды якордің тұлға диаметрі

D_я= (2.2)

Осындай якорді тізбек диаметрі 168 мм ұңғыға түсіру мүмкін емес, сондықтан көптұлғалы якорьды қолдану қажет. Якорь тұлғасының диаметрін D_я= 10,2 см деп қабылдап, тұлғаның санын анықтаймыз:

n _к=

мұнда F_я¹ – газды якордың сүзгішті қимасының ауданы. Ол келесіге тең болады:

(2.3)

Екі тұлғалы якорьды қабылдаймыз n _к=2.

Якордың әрбір тұлғасының жұмыс бөлігінің ең кіші ұзындығы

.

Практически длина каждого корпуса якоря для его удовлетворительной работы должна быть не менее

Әрбір тұлғаның ұзындығын 100см деп қаьылдаймыз.

Әрбір якордің сепарациялау коэффициенті келесі формуламен анықталады.

К_с=(G_я – G_н ) G_я (2.4)

мұнда G_н – сораптан өтетін газдың мөлшері, м³/м³.

G_н=10⁵ (2.5)

G_я – газды якорға келетін газдың мөлшер, м³/м³

G_я=510⁵ (2.6)

мұнда Р= - сораптың қабылдау жерінде артық қысым; F_скв=177см²- пайдалану тізбектің көлденең қимасының ауданы. (6.5) және (6.6) формулалары бойынша

G_я=510⁴

Сепарациялау коэффициентін (6.4) формула бойынша анықтаймыз

К_с=

Есеп 2.2. Ауыр тұтқырлы мұнайды өндіру жағдайында газды якорьды таңдау қажет.

Есепке берілген мәндер: пайдалану тізбек диаметрі D=168 мм; сорап плунжерінің диметрі D_пл=43мм; жылтыраған шток жүрісінің ұзындығы S=1,2 м; минутына тербеліс саны n=9; газдың кинематикалық тұтқырлығы ν=0,5 см²/с; сепарацияланатын газ түйіршіктерінің диаметрі δ=0,2см; якор көлемін қолдану коэффициенті α=0,6.

Шешімі. Якордың сепарациялық қима ауданын келесі формуламен анықтаймыз

(2.7)

где

Якордың тұлғасының диаметрін айдау құбырының диаметрі (d_н=48 мм) болғанда (78) формуламен анықтаймыз

Пайдалану тізбектің диаметрі D=168 мм болғанда осындай якорды ұңғыға түсіруге болмайды, сондықтан алдындағы есептегідей тұлға диаметрі D^/_я=102 мм, ал әр тұлғаның ұзындығы l=1 м екітұлғалы 2ЯГ-1 якорын таңдаймыз.

Әр тұлғада қажетті қуыстар санын А.С. Вирновский формуласымен анықтай аламыз:

(2.8)

мұнда n₂ –төменгі тұлғада қуыстар саны; n₁-жоғарғы тұлғадағы қуыстар саны; =0,03 – кедергі коэффициенті; =0,7 – қуыстар арқылы сұйық шығымының коэффициент; L - жоғарғы және төменгі тұлғалардың ішкі құбырларындағы қуыстар арасындағы арақашықтық, ол 1,2l =1,2100=120 см немесе 1,2 м болады. (мұнда l- тұлғаның жұмыс ұзындығы); d_в=4 см- 48-мм-лі сору құбырының ішкі диаметр; d₀=0,9 см – якорде қуыстар диаметрі. 2ЯГ-1 якоріндағы қуыстардың орташа саны келесіге тең болады

Қуыстардың орташа n₀ және олардың диаметрі үлкен болған сайын, якордың жұмыс жағдайы жақсы болады, яғни екі тұлғалардың шығымдарың туралау және оларда гидравликалық кедергілерді азайту жағынан жақсарады.

Жоғарыда келтірілген (2.8) формуласы бойынша қуыстар айырымын анықтаймыз:

Бірақ n₂+ n₁=28, сондықтан, екі теңдеуді біріктіріп шығарып, келесіні анықтаймыз 2n₂=28+2=30; n₂=15 және n₁= 15-2=13.

Есеп 2.3. Жоғарыдағы есептің шарттары бойынша, бірақ өндірілетін сұйықтың құрамы мен қасиетінің өзгеруімен газқұмды якорды таңдау керек. Мұнай жеңіл, оның кинематикалық тұтқырлығы ν=0,125 см²/сек. Ұңғыдан шығарылатын құмның Q_п0,0012 м³/тәу.

Шешімі. Газ бен құмды жақсы сепарациялау үшін сораптың өнімділігіне және сұйықтың сапасына сәйкес якор тұлғасының көлденең қима өлшемдерін, сору және жұмыс құбырларының диаметрлерін, сұғындырма шығу қуысының диаметрін, сонымен қатар якордың жеке секцияларының жұмыс ұзындығын анықтау керек.

Якордың сепарациялық қима ауданын келесі ықшамдалған формула бойынша анықтаймыз

(2.9)

Диаметрі 48 мм сору құбырында якордың газ бөлігінің тұлға диаметрін анықтаймыз:

Ең жақын стандартты құбырдың 102 мм. диаметрін таңдаймыз. Якордың газ бөлігінің ұзындығы келесідей болады

Біздің жағдайда қарапайым газқұмды ЯГП-1 якорь ткеледі. Оның жоғарғы газ секциясының ұзындығы l=2400мм және төменгі құм секциясының қалта ұзындығы l_к = 5м.

Құм бөлігінің тұлға диаметрін неғұрлым үлкен қылып, ұңғы габариттеріне келетіндей алу керек. Ішкі жұмыс құбыршаның ұзындығы құмды сепарациялауға көп әсерін тигізбейді. Конструкция бойынша газқұмды якорь үшін оның ұзындығын 1,5 м-ден кем алмайды.

Сұғындырма болмаған жағдайда құмды якордың ішкі жұмыс құбырының диаметрін келесі формуламен анықтайды

(2.10)

мұнда D_пл=4,3 см- сорап плунжерінің диаметрі; s=120 см- жылтырақ штоктың жүріс ұзындығы; ; n=9 – минутына тербеліс саны.

Жұмыс құбыршаның ішкі диаметрін d_в=4 см қабылдаймыз. Сұғындырма болған жағдайда шығу қуысының диаметрін сол формуламен анықтайды. Жұмыс құбыршаның ішкі диаметрін келесі формуламен анықтайды

(2.11)

мұнда l=8 см – сұғындырма ұзындығы; =4⁰ – конус бұрышы; d₀=4,2 см –сұғындырманың ең кіші диаметрі.

Жұмыс құбыршаның ішкі диаметрін d=5 см қабылдаймыз.

Диаметрі 102мм және ұзындығы 5 м газқұмды якордың төменгі секциясындағы құмды қалтаның көлемін анықтаймыз:

Құмды якордың толу уақыты

Егер сорап жұмысының жөндеу аралық кезеңі 33 тәуліктен көп болса, онда құмды қалтаның ұзындығын сәйкес ұзарту керек.