2014-02-02
3411
ЛЕКЦИЯ 17.
Одним из критериев при расчете диаметра подъемника газовой скважины является обеспечение выноса с забоя твердых или жидких частиц, содержащихся в продукции.
Вынос этих частиц зависит от скорости газового потока у башмака труб V¢г.
Основное условие выноса следующее:
V¢г = 1,2 Vкр,
Vкр – критическая скорость, при которой твердые или жидкие частицы находятся в потоке газа во взвешенном состоянии, м/С.
При выносе твердых частиц критическая скорость зависит от режима течения газа и диаметра выносимых частиц.
Режим течения определяется параметром Рейнольдса
Re=Vkрт dт ×rгmг
Или параметром Архимеда
Ar=d3тrгg(rг - rг)/m2г,
где dт – диаметр твердых частиц, м; ×rг – плотность твердых частиц, кг/м3 (при расчетах принимается ×rг=2400 кг/.м3.
Выделяют три режима течения:
· Ламинарный - Re£2 или Аr£36;
· Переходный 2< Re£500 или 36< Аr£83000;
· Турбулентный Re>500 или Аr>83000.
Для каждого из режимов течения критическая скорость рассчитывается по формулам:
Ламинарный режим:
Vкрт=d2т(rт- rг)/(18mг);
Переходный режим:
Турбулентный режим:
;
где rг – плотность газа при давлении и температуре у башмака труб, кг/м3;
mг – динамическая вязкость газа при давлении и температуре у башмака труб, Па×с.
Из уравнения притока газа по заданному дебиту рассчитывают забойное давление
(1)
или по заданному забойному давлению вычисляют дебит.
Внутренний диаметр (в м) подъемника
,
Или (2)
где Qг – дебит газа, тыс.м3/сут.
Длина подъемника принимается равной глубине скважины, поэтому давление и температура у башмака подъемника равны соответственно забойным.
Полученное значение dвн округляют до ближайшего меньшего стандартного значения.
Диаметр труб зависит от величины ожидаемого дебита, допустимой рабочей депрессии и скорости, обеспечивающей вынос частиц жидкости и песка на поверхность.
Скорость газа у башмака приведем к стандартным условиям газа Q.
(3)
F – площадь поперечного сечения НКТ, м3
Рст = 0,1 МПа; Тст = 293 К; Zст = 1
Подставив известные постоянные величины в формулу (3), получим:
(4)
Согласно промысловым данным для обеспечения выноса жидких и твердых частиц с забоя скорость газа у башмака должна быть 5-10 м/с
Тогда из формулы (4) получим:
(5)
Получив расчетную величину, принимаем ближайший меньший по стандарту диаметр и проверяем его на условие 
(6)
– максимально допустимая депрессия зависит от свойств (крепости) пород пласта
В формуле (6) Ру выражаем, используя формулу Адамова Г.А.
; 
Если в результате расчета 
окажется больше , то принимают следующий меньший по стандарту диаметр, при этом дебит скважины Q – уменьшается.
