Расчет промывки печнай пробки. 2 Расчет промывки песчаной пробки. Задача Расчет промывки песчаной пробки
 Скачать 0.56 Mb.
|
|
Задача Расчет промывки песчаной пробки Глубина скважины L = 900 м; диаметр эксплуатационной колонны D = 0,114 м; диаметр промывочных труб d = 0,060 м; расчетный диаметр песчинок dп = 0,001 м; песчаная пробка высотой h = 10 м. Долевой объем песчинок в смеси b = 0,001. Для промывки применяется техническая вода с вязкостью ж = 0,11 Па·с и плотностью ρж =1050 кг/м3 . Плотность песка ρп = 2500 кг/м3 . Время разрушения пробки погружением колонны НКТ на одну трубу составляет То = 325 с . Для промывки предварительно намечена насосная установка Азинмаш -32М. Для Азинмаш- 32М подача насоса q = 10,3 л/с =0,0103 м3/с. Рассчитать необходимое давление при прямой промывке на выкиде насоса; мощность двигателя; время промывки и разрушающую силу струи потока. Решение Необходимое давление при прямой промывке на выкиде насоса Р равняется (потери давления определяются по формуле Дарси-Вейсбаха  ) : Р = Ри + Рв , где Ри – гидравлические потери исходящего потока, Рв - гидравлические потери восходящего потока. Расчет гидравлических потерь давления исходящего потока:  ( .  = 0,785·d2 )где Vи – скорость исходящего потока; q– подача насоса. Для Азинмаш- 32М q = 10,3 л/с =0,0103 м3/с. dвн – внутренний диаметр промывочных труб . dвн = 0,060 –( 0,005·2) = =0,050мм. Число Рейнольдса для исходящего потока  где ρж , μж – соответственно плотность и динамическая вязкость промывочной жидкости. Коэффициент трения при движении промывочной жидкости определяется по формуле (для исходящего потока)  при   при  Гидравлические потери давления исходящего потока определяются по формуле Дарси-Вейсбаха (общий вид формулы для потери давления ) :  Расчет гидравлических потерь восходящего потока:   где д’ – расход жидкостно- песчаной смеси; Dвн = 0,114-(0,0052*2)=0,114 - 0,0104 = 0,104 м – внутренний диаметр эксплуатационной колонны; b – долевой объем песчинок в смеси. Вязкость μжп и плотность ρжп жидкостно-песчаной смеси определяется по формулам   где ρп – плотность песка. Число Рейнольдса для восходящего потока  Коэффициент трения восходящего потока  при  при Гидравлические потери восходящего потока определяются по формуле Дарси - Вейсбаха (общий вид формулы для потери давления  ) : :  где dн – наружный диаметр НКТ. В итоге необходимое давление при прямой промывки на выкиде насоса равно Р = Ри + Рв =10,78+1,56 = 12,34 МПа. Мощность двигателя определяется по формулам:   где Nгидр – гидравлическая мощность насосного агрегата; к – коэффициент использования мощности , к = 1,6-1,75; q – подача насоса. Скорость подъема песчинок равна:  где Vcт - скорость стесненного оседания песчинки. Скорость свободного оседания частиц песка при отстое :  где dп – диаметр песчинок; ρп – плотность песка; ρж – плотность дисперсной среды (воды). Скорость стесненного оседания частиц песка:    где ε – объемная доля дисперсной среды; φ(ε) – кратность снижения скорости оседания песчинок в стесненной среде. Скорость подъема песка:  Время промывки определяется по формуле:  где То – время разрушения пробки погружением колонны НКТ на одну трубу. Разрушающая сила струи, приходящаяся на 1м2 , определяется по формуле:  Вывод: Проведенные расчеты показали что, мощность двигателя агрегата составляет N = 291 кВт, время промывки T = 991 с и разрушающая сила струи, приходящаяся на 1м2 Р = 13,9 кН. Введение Формула Дарси-Вейсбаха Если гидравлическое сопротивление представляет собой участок трубы длиной L и диаметром D, то коэффициент Дарси определяется следующим образом:  где λ — коэффициент потерь на трение по длине. Тогда формула Дарси приобретает вид: для потери напора:  Δh — потери напора на гидравлическом сопротивлении; ξ — коэффициент потерь (коэффициент Дарси; V — средняя скорость течения жидкости; g — ускорение свободного падения; или для потери давления:  ΔP — потери давления на гидравлическом сопротивлении; ρ — плотность жидкости. Последние две зависимости получили название формулы Дарси-Вейсбаха. Гидравлический расчет промывки песч.пробки обычно состоит сводится к определению: потерь давления (напора) при движении жидкости по трубам и затрубному пространству, давления на выкиде промывочного насоса, затрачиваемой мощности и определении продолжительности промывки. При добыче нефти из скважин, призабойная зона которых сложена слабосцементированными породами, возможен вынос песка и образование песчаных пробок. Это приводит к нарушению режима эксплуатации, уменьшение или прекращению подачи нефти. Пробки могут образовываться в НКТ и эксплуатационной колонне. Мощность пробок может достигать нескольких сотен метров. Для удаления песчаных пробок применяют различные способы. Н-р, способ удаления при помощи простой желонки, ее спускают в скважину на канате, за 10-15 м до пробки лебедку растормаживают. Освобожденную на поверхности желонку вновь опускают в скважину. Применяют поршневые желонки, автоматические желонки. Иногда песчаные пробки разбуривают при помощи беструбного гидробура, который спускают в скважину на стальном канате. Рациональным считают способ очистки скважины от песчаных пробок промывкой их водой, нефтью или другой промывочной жидкостью. В скважину спускают промывочные трубы. Через эти трубы или в затрубное пространство прокачивают под давлением жидкость. Под действием гидромониторного эффекта струи пробка размывается и песок со струей жидкости поднимается по затрубному пространству на поверхность. По мере вымывания пробки промывочные трубы спускают. После размыва пробки скважину промывают до относительно чистой жидкости, выходящей из скважины. Способы промывки подразделяют на прямые, обратные и комбинированные. Прямая промывка скважины- процесс удаления песка из скважины путем нагнетания промывочной жидкости внутрь спущенных труб и выноса размытой породы жидкостью через затрубное (кольцевое) пространство. Обратная промывка- процесс удаления песка из скважин с нагнетанием промывочной жидкости в затрубное (кольцевое) пространство и направлением восходящего потока жидкости через промывочные трубы. Выбор промывочной жидкости зависит от характеристики продуктивного пласта. Наиболее удобный промывочный агент – вода. При проведении промывки устье скважины обвязывают специальной арматурой. Для промывки скважины применяют буровые насосы или передвижные насосные агрегаты ЦА-320, УК -100х200 и Азинмаш- 32М.   Прямая промывка Обратная промывка Схема прямой и обратной промывок скважин: 1 – колонна; 2 – НКТ; 3 – устьевой тройник; 4 – промывочный вертлюг; 5 – промывочный насосный агрегат; 6 – устьевой сальник; 7 – переводник со шлангом |