П т-4-m

О

О

а,

Рис. 56. Схема действия газожидкостного подъемника

Принцип действия газожидкостного подъемника можно представить на примере следующей установки. Установка состо­ит из сообщающихся сосудов А\ и Л₂(рис 56), в один из которых опущены две трубки {а\ и дг)- В колено А\ наливается жидкость, которую надо поднять на уровень II - II с помощью сжатого газа (воздуха), подаваемого в трубку а_г. Количество газа (воздуха) V и давление Р\ на конце трубки подбирается так, чтобы при не­прерывной подаче постоянного объема жидкости q в колено А\ уровень I - I оставался постоянным. При этом будет достигнут

В.И. Кудимов. Основы иефтегазопромыслового дела

Глава X. Добыча нефти и газа

установившийся процесс движения смеси в сообщающихся сосу­дах и трубках Я[ и Ог.

В начальный момент при подаче газа в трубку а_} пузырьки его будут всплывать через жидкость и она не будет переливаться через устье (уровень II - II).

При достижении определенного расхода газа смесь под­нимается до верхнего уровня, но перелива жидкости еще не бу­дет. Такой расход газа соответствует начальной точке па кри­вой q = f(V). При этом газовые пузырьки проскальзывают че­рез столб жидкости. В трубе наблюдается режим барботажа. За­тем, с увеличением расхода газа, расход жидкости вначале бу­дет возрастать, а с ростом количества нагнетаемого газа расход жидкости начнет уменьшаться вследствие увеличения скорости движения газожидкостной смеси и роста потерь давления на трение. В результате зависимость расхода жидкости q от расхо­да газа V будет соответствовать зависимости, приведенной на рис. 57. Расход жидкости зависит от расхода газа, диаметра лифта d и градиента давления с. Для случая, приведенного на рис. 57,

■е = £, (46)

где А - глубина погружения лифта под уровень жидкости при ус­тановившемся режиме работы скважины; L- длина лифта.

При установившемся режиме работы скважины давление у башмака колонны (уровень Щ - Ш на рис. 56) будет опреде­ляться высотой столба жидкости А. Величину е принято так же называть относительным погружением лифта. Для фонтанной или газлифтной скважины, по аналогии с рис. 56,

П _ D

(47)

где Я] - давление у башмака колонны; Р₂ - давление у устья

скнажинм; р - плотность жидкости; g - ускорение свободною па­дения; L - длина лифта скважины.

Рис. 57. Зависимость объемного расхода жидкости q от расхода газа VnpH различных значениях £ и d

Принято различать три режима движения газо жидкости о и смеси.

1. Пузырьковый режим (рис. 58 а), когда жидкость с мелки­
ми пузырьками газа высокого давления движется в нижней части
подъемных (НКТ) труб. При этом пузырьки газа свободно пере­
мещаются в жидкости.

2. Снарядный или пробковый режим (рис. 58 6), когда из
жидкости выделяется значительное количество газа в виде круп­
ных пузырьков, имеющих удлиненную форму. Пузырьки газа че­
редуются с жидкостными перемычками. Снарядный режим про­
является главным образом в средней части подъемных труб
(НКТ). При дальнейшем движении газожидкостпон смеси из
жидкой фазы выделяется все больше пузырьков газа, происходит
их слияние, за счет чего размеры пузырьков увеличиваются. При

.И. Кудипов. Основы нефтегазопромыслового дела

этом режиме происходит пульсация газожидкостной смеси и скважина работает неравномерно.

	О	oh
	О (^
а
	1 °

Рис. 58. Структура газожидкостной смеси при движении се в подъемнике.

3. Дисперсно-кольцевой режим (рис. 58 в), когда газообраз­ная фаза движется по центру подъемных труб, образуя ядро по­тока, а жидкая фаза движется по стенкам подъемных труб. В ядре газообразною потока содержатся капли жидкости.

Дисперсно-кольцевой режим проявляется в основном в подъемных трубах ближе к устью скважины, где наблюдается значительное снижение давления и наибольшие скорости движе­ния газожидкостной смеси, В работающей скважине устанавли­вается динамический уровень жидкости fy в межтрубном про­странстве. По давлению столба жидкости в этом пространстве определяется забойное давление. Для фонтанной скважины оно равно

^_a6=V/> tf^A^ + V (48)

где }\ - глубина пофужепмя подъемных труб под динамический уровень, м; р - плотность жидкости; р_см - плотность газожидко-

Глава X. Добыча нефти и гаю 235

стной смеси; q - ускорение свободного падения м/см²; Р ~ поте­ри давления па трение, МПа.

Выражая потери давления на трение через высоту столба

жидкости,

тогда выражение (48) будет иметь вид:

(49)

Разделив обе части уравнения (49) нар и L, получим 'с

* - ^ - 'см.

(50)

£- — ------------------ + —-------------------