Фонтанды құбырларды парафиннен автоматты қырғыш арқылы тазалау есебі.

Есеп 2.1. Ұшқыш қырғыштың салмағын, фонтанды ағыннан қырғышта пайда болатын меншікті қысымды, құлау және түсу жылдамдығын, қырғыштың тәулік жұмыс циклінің санын анықтау керек.

Есепке берілгендер: ұңғы дебиті Q = 75 т/тәу; газ факторы G₀ =220 м³/т; мұнайдың салыстырмалы меншікті салмағы =0,77; ұңғының тереңдігі Н = 1280 м; көтергіш құбырлардың диаметрі d = 76 мм; буфердегі қысым Р_буф = 43,4 ат; парафин құбырда сағаға дейін 400 м-де түзілген, сондықтан төменгі амортизатор L = 460м тереңдікте орналасқан. Осы 460 м тереңдікте (тереңдік манометрмен өлшеу бойынша) Р = 100 ат; ұңғы сағасында мұнай және газ қоспасының салыстырмалы меншікті салмағы = 0,42, ал 460 м тереңдікте = 0,61; қырғыштың көлемі W = 350 см³; клапандар ашық кезінде (төмен құлау жағдайында) қырғыштың көлденең қимасының ауданы f₂ = 10,8 см²; клапандар жабық кезінде (жоғары көтерілу жағдайында) көлденең қимасының ауданы f₁ = 1,9 см²; шығым коэффициенті = 0,86.

Келесі жағдайлар (шарттар) орындалған жағдайда автоматты қырғыштардың жұмысы қамтамасыз етіледі:

1) Қырғыштың салмағы, оның құлау кезінде кедергі болатын күштерден асатындай салмағы болуы қажет; клапандар ашық болған кезде өту қимасы неғұрлым үлкен болу керек;

2) Қырғыштың салмағы фонтанды арынмен көтерілу үшін азырақ болуы қажет (әсіресе, төменде болған кезде);

3) Клапандар жабық жағдайында өту қимасы неғұрлым аз болуы шарт.

Сонымен, ұшатын қырғыштың жұмысы фонтанды құбырларда құлау және оның көтерілу шарттарымен шектеледі.

Ұшатын қырғыш еркін құлау үшін, ол ұңғының сағасындағы сұйық кедергісі шамасынан асу қажет. Ол кедергі келесі формуламен анықталады:

, (2.1)

мұнда - кедергі коэффициенті; F=30,2см² –62-мм-лік көтергіш құбырлардың көлденең қима ауданы; g=981 см/сек² – ауырлық күшінің үдеуі; - қырғыш құлау кезінде газ-мұнайлы қоспаның қозғалу жылдамдығы, см/сек.

Осы жылдамдықты анықтау үшін буферлік қысым жағдайында газ-мұнайлы қоспаның көлемді шығымын анықтаймыз.

Мұнаймен бірге өндірілетін газ мөлшері:

м³/тәу (2.2)

Мұнайда газдың орташа көлемдік еру коэффициенті

м³/м³ат (2.3)

Мұнаймен бірге өндірілетін еріген газ мөлшері:

м³/тәу (2.4)

Атмосфералық жағдайда мұнаймен бірге келетіе еріген газ мөлшері:

м³/тәу (2.5)

Буферлік қысымда еркін газ көлемі

м³/тәу (2.6)

Буферлік қысымда газ-мұнайлы қоспаның көлемдік шығымы

м³/тәу (2.7)

немесе

см³/сек.

Қырғыш құлаған кезде буфердегі газ-мұнайлы қоспаның қозғалу жылдамдығы

см/сек. (2.8)

Ұңғы сағасында қырғыш құлаған кезде сұйықтың кедергісі

Г

Есепті дәл осылай төменгі амортизатор орналасқан 460м тереңдікке жүргіземіз. Еріген газ мөлшері

м³/тәу

Атмосфералық жағдайда еркін газ мөлшері

Q_св = 16500 – 7402 = 9098 м³/тәу.

Қысым P = 100ат кезінде еркін газ мөлшері

м³/тәу

Қоспаның көлемдік шығыны

м³/тәу немесе 2180 см³/сек (2.9)

Төменгі амортизатор жанындағы-мұнайлы қоспаның салыстырмалы қозғалу жылдамдығы

см/сек (2.10)

Төменгі амортизатор жанында қырғыштың құлауына сұйықтың кедергісі

Г.

Ұшатын қырғыштың еркін құлауы үшін оның салмағы сұйық кедергісінен жоғары болуы керек. Бұл жағдайда қырғыштың салмағы 2813 Г-дан жоғары болуы керек.

Жоғарыдағы есептер, құбырлар бойындағы парафиндер қосымша кедергі тудыратынын ескермеген. Сондықтан, қырғыштың салмағы есептелгеннен едәуір көп болуы шарт. Әдетте осындай қырғыштардың салмағы 2,5-3,5 кг шамасында болады.

Қырғышты көтеру жағдайындағы есептерді жүргіземіз.

Клапандар жабық болған кезде f₁ = 1,9 см³ ауданымен ұңғы сағасында газ-мұнайлы қоспаның салыстырмалы қозғалу жылдамдығы:

см/сек.

Қырғышты көтеру кезінде ұңғы сағасында оған түсетін қысым,

Г

немесе 125,851 кГ.

Төменгі амортизатор жанында газ-мұнайлы қоспаның салыстырмалы қозғалу жылдамдығы

см/сек

Қырғышты көтеру кезінде төменгі амортизатор жанында сұйықтан туындайтын қысым

Г немесе 40 кГ

Осымен қатар, қырғышты көтеру кезінде сұйықтан болатын ең үлкен меншікті қысым (ұңғы сағасында)

кГ/см² (2.11)

Осымен қатар, қырғышты көтеру кезінде парафинді тазалау үшін А.А. Болтышев зерттеулері бойынша қосымша 5,22 кГ/см² меншікті қысым қажет. Сонда, жалпы меншікті қысым 7 кГ/см² және ол буферлік қысымнан аз болуы шарт.

Бұл шарт орындалады, яғни (7кГ/см²<р_буф=43,4кГ/см²). Тәулігінде автоматты қырғыштың жұмыс циклы

(2.12)

мұнда - толық бір циклда қырғыштың жұмыс уақыты, сек , мұнда және – қырғыштың құлау және көтерілу уақыты); және – қырғыштың орташа құлау, көтерілу жылдамдықтары, м/сек.

Құлаған қырғыштың құбырлардан салыстырмалы орташа қозғалу жылдамдығы

(2.13)

мұнда - газ-мұнайлы қоспаның орташа көлемдік шығымы; =30,2см² – (62мм) көтергіш құбырдың көлденең қима ауданы; - қырғыштың фонтанды арыннан салыстырмалы орташа қозғалу жылдамдығы, ол қырғыштың құлау кезіндегі сұйықтың кедергісі формуласынан анықталады:

(2.14)

Осы формулада

мұнда Р – ұшатың қырғыштың салмағы (Р=2500Г қабылдаймыз); - құлайтың қырғыштың салмақ жоғалтуы; - газ-мұнайлы қоспаның салыстырмалы меншікті салмағы.

Қырғыштың орташа құлау жылдамдығы

.

«-» минус таңбасы құлаған қырғыштың бағытын білдіреді, яғни фонтанды ағынға қарсы бағытталатындығын білдіреді. Қырғыштың көтерілу жылдамдығы

(2.15)

мұнда -қырғыштан өтетін қоспа шығыны

(2.16)

Бұл формулада - сұйық бағанасының метрінда қысымдар айырымы (қырғыш салмағынан фонтанды ағынға туындайтын меншікті қысым шамасымен анықталады); =0,17кГ/см²=1,7 м сұйық бағанасы, немесе 170 см сұйық бағ.:

Яғни осыдан,

.

Бір циклдің ұзақтылығы

Қырғыштың тәулікте жұмыс жасау цикл саны

Дата добавления: 2015-08-20