5. Оборудование для газлифтной эксплуатации скважин. Схемы, конструкции. Расчет пусковых и рабочих газлифтных клапанов.
Глубина установки рабочего клапана (точка ввода газа) определяется следующим образом .
1. На глубине (L) отмечаются пластовое (Рт) и забойное (Р) давления. На оси давления наносится точка устьевого давления (Р).
2. Накладывают на номограмму распределения давления по стволу, которая строится по данным, приведенным в приложении для конкретных условий скважины и выбранного диаметра. Через точку Р3 проводят кривую 1 распределения давления по газлифтному подъемнику ниже точки ввода газа. Для этого совмещают оси глубин и перемещают до совпадения точки забойного давления Р3 . Расчет глубины кривой соответствующей газожид-точки ввода газа костному соотношению, равному пластовому газовому фактору.
3.Перемещением вдоль оси глубин совмещают точку устьевого давления (Ру) с кривой номограммы, соответствующей минимальному градиенту давления (левая огибающая кривая на рис, и наносят эту кривую на рис (кривая 2).
Минимальная глубина установки рабочего клапана (точка ввода газа)точка пересечения кривых 7 и 2
4.Перемещением рис. (при совмещенных осях глубин) накладывают точку рз на кривую с нулевым газосодержанием — кривая 5 (см. рис.). Эта кривая используется при расстановке пусковых клапанов. Кривая 4 показывает статическое распределение давления по глубине, определяемое по плотности жидкости. Точка пересечения этой кривой с осью глубин дает глубину статического уровня в скважине.
5. Прямая З на рис. показывает распределение давления газа по глубине. Для построения прямой 3 используют графики, приведенные на рис.. Последовательность расчетов следующая. Зная относительную плотность газа, среднюю температуру и давление в скважине, по рисопределяют коэффициент сжимаемости газа. Далее, по рис. , зная относительную плотность газа, глубину, для которой определяется давление, и среднюю температуру, коэффициент сжимаемости и давление нагнетаемого газа на устье, определяют давление газа на заданной глубине. Прямая 3 на рис., проведенная через эту точку и рг на устье, показывает распределение давления газа по глубине с учетом веса его столба.
1.пакер.2.приемный клапан.3.автомат. клапан-отсекатель.4.разъединитель колонны.7. управляемый клапан-отсекатель.8. линия управления клапана – отсекателя.9.станция управления клапана – отсекателя.
10. г/п (газопровод) высокого давления.11. сепаратор 1-й ступени.12. г/п низкого давления.13. сепаратор 2-й ступени.14. комплекс оборуд. для подготовки газа.15. компрессорная станция.16. теплообменник.17. ресивер(емкость высокого давления).18. газораспр. батарея высокого давления19. газораспр. батарея низкого давления21. г/п низкого давления.22. г/п высокого давления.
6. Установки эцн. Назначение, область применения, основные конструктивные схемы и особенности конструкций. Методика подбора и расчета уэцн.
Эти насосы не требуют промежуточных передач для уменьшения частоты вращения вала по сравнению с частотой вращения приводного двигателя, у них отсутствуют периодически работающие всасывающие и нагнетательные клапаны, нет пар трения, детали которых движутся возвратно-поступательно.
Конструкция скважинного центробежного насоса может быть обычной и износоустойчивой, а также повышенной коррозионной стойкости. Диаметры и состав узлов насоса в основном одинаковы для всех исполнений насоса.
Установка погружного насоса состоит :
погружной маслонаполненный электродвигатель,
гидрозащита,
многоступенчатый насос,
специальный кабель,
трансформатор,
спускной клапан,
пояс,
НКТ,
устьевое оборудование,
станция управления,
обратный клапан.
Насос - погружной центробежный.
Двигатель – погружной трехфазный асинхронный
маслонаполненный с короткозамкнутым ротором.
Направление вращения вала погружного агрегата, если
смотреть на него сверху - по часовой стрелке.
Обратный клапан(комбинированный клапан)-для
уменьшения пусковых токов, для невозможности
обратного вращения установки, для возможности слива жидкости.
Кабель крепится к погружному агрегату и к колонне НКТ металлическими поясами.
Защита кабеля, расположенного вдоль погружного агрегата, обеспечивается специальными ребрами, установленными на модулях насоса.
Оборудование устья скважины обеспечивают подвеску колонны НКТ с насосным агрегатом и кабелем на фланце обсадной колонны, герметизацию труб и кабеля, а также отвод жидкости в выкидной трубопровод.
Трансформаторная подстанция преобразует напряжение промысловой сети до значения оптимального напряжения на зажимах электродвигателя с учетом потерь напряжения в кабеле.
Жидкость поступает в насос ч/з сетку. Сетка обесп6ечивает фильтрацию пластовой жидкости.
Особенности конструкций:
Стеснен вход жидкости в рабочее колесо;
Напор одной ступени 5-6 м в. ст. в связи с малым , следовательно, ЭЦН является многоступенчатым и многосекционным, для получения требуемого напора.
Длина каждой секции от 5-6 м, следовательно ЭЦН имеет большую длину.
Перед спуском в скважину отдельной секции насоса валы соединяются с помощью шлицевых муфт, а корпусы – фланцевыми соединениями.
Вал насоса изготавливается из стали 38ХА, рабочие колеса и направляющие аппараты для насосов обычного исполнения - из чугуна, для насосов повышенной износостойкости - из пластмассы.
Конструкция насосов в износостойком исполнении отличается наличием дополнительных радиальных резинометаллических опор, устанавливаемых между секциями направляющих аппаратов.
Затяжка пакета ступеней в корпусе модуля-секции должна быть достаточной, чтобы направляющие аппараты не могли проворачиваться при работе под действием реактивного момента струи жидкости и трения рабочих колес о направляющие аппараты.
Осевое усилие, действующее на вал, воспринимается гидродинамической пятой. Вал расположен в радиальных подшипниках скольжения.
Соединение модулей между собой и входного модуля с протектором — фланцевое. Уплотнение соединений осуществляется резиновыми кольцами. Соединение валов модулей-секций между собой, модуля-секции с валом гидрозащиты двигателя, осуществляется при помощи шлицевых муфт. Модуль-секция состоит из корпуса, вала, пакета ступеней (рабочих колес и направляющих аппаратов), верхнего и нижнего радиальных подшипников, верхней осевой опоры, головки, основания и двух ребер.
Входной модуль состоит из основания с отверстиями для прохода пластовой жидкости, на которое в зоне входных отверстий установлена сетка предотвращающая попадание в полость насоса крупных механических примесей.
Область применения:
Температура пластовой ж-ти t=90-95
Наклонно-направленные скважины <40 град. от вертикали., темп набора кривизны 3/10 ,Свободный газ по ТУ 25%, на практике 10-15%.
Обводненность <99%
Общая методика подбора:
Под подбором УЭЦН понимается опред-е типоразмеров установки, обеспечивающей заданную добычу пластовой жидкости при оптимальных или близких к оптимальным раб. показателям .
Исходные данные:
а) Глубина скв., диаметр ОК, инклинограмма.
б) Добывные возможности скв.:
планируемый дебит; давление на забое, коэффициент продуктивностим/МПасут.
в) Физико-химические св-ва пластовой ж-ти и газа:
плотность Н, Г и В; вязкость; обводненность; газовый фактор; пластовое давление, давление насыщения, Тс.
2 . Порядок подбора:
а) По исходным данным определяем расположение динамического ур-ня .
б) По величине дин. ур-ня определяем глубину подвески насоса (в кач-ве одного из критериев м.б. выбрано давление при кот. свободное газосодержание не превышает определенную величину) , если величина спуска оказ-ся больше глубины скв., то расчет повторяется с п.1 с изм. исходных данных.
в) По глубине подвески, по планируемому дебиту, обводненности, Г, вязкости и плотности пластового флюида опред-м потребный напор насоса.
г) По планируемому дебиту, потребному напору выбираются насосные установки, чьи рабочие характеристики лежат близко от расчетных величин Q и H. Проводится пересчет их ”водяных” рабочих характеристик на данные пластовой жидкости.
д) Опред-ся число рабочих ступеней, удовлетворяющих данным значениям Q и H. Определяется мощность насоса и выбирается приводной ЭД.
е) Проверяем установку на теплоотвод, по минимально доп-ой ск-ти охлаждения в кольцевом сечении.
ж) Проверяется возможность работы установки на тяжелой жидкости (т.е. на ж-ти глушения при проведении подземных ремонтов).
з) если выбранный насосный агрегат не в состоянии отбрать треб-мое кол-во ж-ти при выбранной глубине подвески насоса, то глубина подвески увеличивается на 10-100 м и расчет повторяется