Расчет гидравлической мощности

 

Расчет необходимой мощности (HHP) может быть произведен с помощью следующего уравнения:

 

                               HHP =  Q x P_w                         (Уравнение 22)

                                           40,8

 Где:

       HHP = гидравлическая мощность, л.с.

       Q = скорость закачкки, барр/мин

       P_w = устьевое давление, psi

 

Пример расчета необходимой для проведения ГРП гидравлической мощности

 

Для ГРП, со скоростью закачки 15 барр/мин и предполагаемым устьевым давлением 9000 psi рассчитать необходимые гидравлическую мощность, количество насосных установок и резервную мощность (при 50%-м запасе).

 

Решение:

 

       Дано: Q = 15 барр/мин и P_w = 9000 psi, из уравнения 22,

 

                   HHP =  15 x 9000

                                 40,8

                       

HHP = 3309 HHP

 

Так как необходимая мощность составляет 3309 HHP, потребуется минимум 4 установки мощностью 1000 HHP каждая. С 50%-м запасом необходимая мощность составляет 4964 HHP, потребуется 5 установок мощностью 1000 HHP.

 

 Установки для закачки углекислого газа и азота

 

Углекислый газ и азот используются для облегчения и ускорения процесса очистки скважины от жидкости разрыва после завершения ГРП. При закачке углекислого газа используются трехцилиндровые насосы, подобные используемым для закачки жидкости при обыкновенном ГРП. Углекислый газ доставляется на место проведения полевых работ в специальных емкостях и подается к насосным установкам в жидком состоянии. Углекислый газ закачивается как жидкость, которая переходит в газообразное состояние при достижении температуры 88^o F (критическая температура CO₂). Жидкий CO₂, перейдя в газообразное состояние, достигает желаемых свойств (растворимость газа в жидкости, что облегчает извлечение закачанной жидкости.).

 

Азот также доставляется на место проведения полевых работ в жидкости состоянии. Так как критическая температура азота –232,8^oF, для превращения его в газ используются теплообменники. Насосное оборудование нагнетает газообразный азот в рабочую жидкость. Насосная установка для закачки азота изображена на рис.43.
             

Рис.43. Насосная установка для закачки азота

 

Когда для очистки скважины или ГРП с применением пены используются азот или углекислый газ, для проведения процесса их закачки должны быть сделаны необходимые шаги. Сжиженный газ хранится в емкостях, из которых затем закачивается в скважину. Для обеспечения непрерывности процесса закачки емкости должны постоянно пополняться. 

 

Расходомер

Так как скорость закачки является важным параметром ГРП, она должна контролироваться на протяжении всей операции. Химические реагенты (разрушители вязкости, например) и проппант добавляются в жидкость при определенной концентрации (галл или фунт/галл). Поэтому для успеха операции сведения о скорости закачки являются решающими.

 

При ГРП широко используется турбинный расходомер (рис.44). Для осуществления операции обычно используются два турбинных расходомера: один на приеме блендера, для замера расхода чистой жидкости, второй на выходе блендера, для замера расхода готовой жидкости. При закачке гелевых жидкостей турбинные расходомеры должны быть откалиброваны для закачиваемой в скважину системы жидкости.

 

Рис.44. Схема турбинного расходомера

 

При приготовлении основной жидкости рекомендуется замерять уровни в емкостях, чтобы знать, сколько жидкости закачано и сколько осталось. И, конечно же, необходимо сравнивать показания расходомера и непосредственного замера объема жидкости в емкостях.

 

Так как ГРП – динамичная операция, объемы жидкости и проппанта постоянно меняются, поэтому важно знать их точные значения.