Міністерство освіти і науки України івано-франківський національний технічний університет 30 страница

Приклад. Підібрати ЕВН до свердловини за допомогою напірних характеристик. Вхідні дані: Q— 160м³/добу; р_т ~ 15 МПа; р2 — 0,7 МПа;

А'о = 810'⁵ м³/(Па-добу); р = 900 кг/м³; И = 2300 м; |і = 2 мПа*с.

Розв 'язування. Розраховуємо

=2300-11^1^^^ = 828 м.

^д 900 ■ 9,8!

Глибину занурення насоса під динамічний рівень беремо h- 50 м; задаємося діаметром піднімальних труб d - 59 мм (умовний діаметр - 73 мм); розраховуємо швидкість потоку в трубах w = 160-4 / (86400*3,14-0,059²) = 0,678 м/с; критерій Рейнольдса Re = (0,678 0,059-900) / (2-Ю"³) = 1793; за відомим графіком знаходимо коефіцієнт гідравлічного опору X - 0,03 за відносної шорсткості труб, що дорівнює 10. За формулою ДарсІ-Вейсбаха отримуємо

А, = 0,03 0678; ₌ j _м. _{а відтак = 828 +} 0,7 1 0⁶ _{+ =}, _{7 м}

0,059 2-9,81 900-9,81

(величиною h_r нехтуємо).

Задане подавання забезпечує насос УЕЦН5А-160-1100, який розвиває напір 1225-710 м в області максимальної значини ті. Щоб уточнити кількість ступенів, скористаємося робочою характеристикою. За Q = 160 м³/добу насос розвиває напір 1100 м, тоді потрібно зняти робочих ступенів Az = 224(1 -917,8/1100) = 37.

Вибір насоса та визначення глибини його підвішування і використанням кривих розпод'пу тиску

За допомогою даної методики можна повніше врахувати наявність газу в продукції. Розрахунок виконуємо в такій послідовності:

1. Будуємо криву розподілу тиску (рис. 9.15) вздовж обсадної експлуатаційної колони іруб piz) за принципом “знизу вверх’’ від відомого вибійного тиску р_я (лінія 1) а також криву витратного газовмісгу р(~) від рівня тиску насичення нафти газом р_н (лінія 2).

2. У випадку відведення вільного газу із затрубного простору розраховуємо сепарацію газу біля входу в насос (аналогічно ШСН).

3. Будуємо криву розподілу тиску рі¹) вздовж НКТ за принципом “зверху вниз” від відомого тиску на гирлі рі (лінія 3.), Діаметром сі НКТ задаємося.

4. Проводимо горизонталь мінімальної глибини опускання насоса £_П11ІП, що відповідає такій значині витратного газовмісту (3(2:), за якого зривається подавання насоса через шкідливий вплив газу, тобто р_вхЮ,15.„0,25. Поле між кривими 1 і 3 нижче визначає область можливих умов роботи ЕВН, і глибини Його підвішування Ь,

5. Ці криві доповнюємо кривими розподілу температури Дг) від вибійної температури Т_в до температури на гирлі Ті (криві 4 і 4').

Розрахунок розподілу температури можна виконати або з використанням природної геотерми, або з урахуванням руху рідини. На глибині підвішування ЕВН виникає стрибок температури ДТ,

зумовлений тепловою енергією, що виділяється електродвигуном І насосом під час їх робота (формула І.Т. Міщенко):

ДГ=320£Г^0,88>

де ^ - витрата, м³/добу.

6. Потім з урахуванням витратного газовмісту р(г) і допустимої робочої температури насоса, точніше, електродвигуна остаточно вибираємо глибину Ь, яка відповідає тиску на вході в насоср_вх.

7. Різниця тисків між кривими 1 і 3 за 2 = Ь визначає перепад тиску До,,, який має розвивати насос. Тоді погрібний напір насоса

н = ^.

Реї

8. За визначеними параметрами Н, О_с вибираємо типорозмір ЕВН (аналогічно попередньому) і розраховуємо параметри його робота з урахуванням діаметра експлуатаційної колони, наявності потоку газорідинної суміші в насосі,

9. Розраховуємо енергетичні показники (потужність тощо),

10. У разі потреби задаємося іншими значинами розмірів труби <І, Ь і на основі економічних показників вибираємо найвигідніший варіант.

Дослідження Свердловин, обладнаних УЕВН

Дослідження можна провести на усталеному та неусталеному режимах. Для побудови Індикаторної діаграми необхідно мати дебіт (У, тиски пластовий і вибійний р_в. Дебіт І пластовий тиск вимірюють так само, як і стосовно розглянутих вище способів експлуатації. Труднощі виникають у вимірюванні чи розрахунку вибійного і пеку р_в.

Для безпосереднього вимірювання вибійного тиску розроблено спосіб опускання глибинних приладів на дроті всередині колони НКТ

через спеціальний пристрій попри занурений агрегат на вибій свердловини. Пристрій забезпечує зміщення осей НКТ і зануреного агрегату, чим досягається можливість виходу приладу з НКТ в затрубний простір. Піднімальні труби герметизують від затрубного простору клапанним вузлом, через який проходить дріт із підвішеним на ньому приладом. Але через складність робіт спосіб у такому варіанті не набув поширення. Опускати прилад по затрубному простору технічно неможливо, оскільки вздовж затрубного простору на НКТ підвішено кабель.

Вибійний тиск можна розрахувати за тиском на вході в насос р_вх або за знайденим за допомогою ехолота рівнем рідини в затрубному просторі.

Дня безпосереднього вимірювання тиску на вході в насос р^ розроблено спосіб, за яким у НКТ дещо вище ЕВН попередньо встановлюють спеціальний запірний пристрій з ущільнювальним сідлом, який називають суфлером. Свердловинний манометр обладнують спеціальним наконечником і опускають на дроті в НКТ. Під час посадки манометра в сідло заглушка зміщується і відкриває отвір, який з’єднує вхідний отвір манометра і затрубний простір свердловини. Спосіб теж не набув поширення, як і застосування ехолота (через наявність кабеля в затрубному просторі).

Застосування знайшов менш точний спосіб розрахунку тиску на вході в насос за тиском на виході із насоса р_вш Останній вимірюють за допомогою свердловинного манометра, який опускають у НКТ, а тиск на вході в насос р_вк розраховують за тиском р_вих і за паспортним напором На, який розвиває насос у випадку закритої викидної (маніфольдної) засувки. Якщо тиск на гирлі рі після закриття

ВИКИДНОЇ засувки стабілізувався, ТО £>в.Х⁼Рвих“Рнао Д^е Рнас⁼Нф<§ " тиск, створений насосом за нульового подавання (закритий викид). Вважається, що часом тривалості стабілізації тиску р% і зміною рівня рідини у свердловині можна нехтувати.

Найпростіший і найменш точний метод знаходження коефіцієнта продуктивності полягає у вимірюванні тиску на гирлі на двох режимах роботи (подавання насоса (?', (У'). Режим роботи змінюють дроселюванням потоку на іирлі (прикриттям засувки). На кожному режимі після його стабілізації закривають маніфольдну засувку і вимірюють тиск на ітірлі (р'і, р"і)- Тоді коефіцієнт продуктивності свердловин

(9.98)

де Ар = (р"2-р'і) +1%(р"_с- р'_с); р'с, р"_с - середні густини суміші в НКТ на відповідних режимах.

Припустивши додатково, що р'_с = р"_с, дістаємо:

(9.99)

Розглядуваний метод можна застосувати для якісного виявлення причин зниження дебіту - погіршення властивостей привибійної зони, знос насоса. Якщо дебіт знизився зі зниженням висоти динамічного рівня, то це означає, що утворилась вибійна пробка чи погіршились фільтраційні властивості привибійної зони. За відсутності зниження висота динамічного рівня причиною зменшення дебіту є газ, який надходить у великій кількості в насос. При цьому, в основному, підвищується тиск у затрубному просторі чи зростає подавання після зупинки.

Розроблено складну, але грунтовну, методику дослідження роботи насоса та свердловини за три етапи: спочатку досліджують роботу ЕВН на багатофазній суміші, яка надходить із пласта, а потім за замкненою системою “ЕВН - піднімальні труби - затрубний простір - ЕВН” - послідовно на воді та розгазованій нафті. Це дає змогу додатково виявити вплив технічного стану, в’язкості перепомпову- ваного середовища та газу на роботу насоса.

У випадку дослідження на неусталених режимах криву відновлення вибійного тиску можна зняти шляхом опускання манометра в суфлер. При цьому необхідно переконатися, що зворотний клапан герме­тичний і манометр посаджено в суфлері.

Індикаторну лінію та криву відновлення тиску обробляють уже відомими методами.

Точність дослідження Істотно підвищується, якщо використовувати спеціальний свер,_повинний давач тиску, а як канал зв’язку взята електричний кабель, який вже знаходиться у свердловині.

Особливості експлуатації свердловин зануреними гвинтовими електронасосами

Принципова схема устатковань гвинтових електронасосів (УЕГН) аналогічна схемі УЕВН.

Основна відмітна особливість полягає у використанні гвинтового насоса та тихохідного електродвигуна. Тихохідність (частота обер­тання 1500 хв"¹) порівняно з частотою обертання (2820 хв"¹) електро­двигуна, який використовують в УЕВН, досягається відповідними з’єднаннями та вкладаннями статорної обмотки.

Розроблено устатковання типу УЕГНТ 5А (буква Т означає тихохідний) на подавання 16...200 м³/добу за напору 1200...900 м. їх подавання менше залежить від величини напору. Вони виявилися ефективними для роботи на в’язких рідинах (кінематичний коефіцієнт

-4 2

в’язкості до 610 м /с) за витратного і'азовмісту на вході в насос до 0,5.

Область застосування їх обмежена температурою до 30...70°С. Внаслі­док теплового розширення це визначає різний натяг або зазор - посадку гвинта в обоймі. Робочим органом гвинтового електронасоса (ЕГН) є однозахідний черв’ячний гвинт 1, який обертається в обоймі 2 (їх переріз показано на рис. 9.16). Внутрішня поверхня обойми являє собою дюзах ід ну гвинтову поверхню, яка відповідає однозахщному гвинту. Крок гвинтової поверхні удвічі перевищує крок і винта 1^, тобто 7гп⁼2 Гвинт виготовлено зі сталі або з титанового стопу; обойма - гумова в сталевому корпусі. Слабкою ланкою поки що є гумова обойма.

Обойма нерухома. По/іеречні перерізи обойми в будь-якому місці однакові, але повернуті один відносно одного навколо осі обойми (центр О, кола 3). Через відстань уздовж осі, що дорівнює Т_т ці перерізи збігаються. Будь-який поперечний переріз гвинта є кругом з діаметром D. Центри О2 цих кругів лежать на гвинтовій лінії, проекцію яких на рис. 9.16 показано у вигляді кола 4 із центром О3, Вісь гвинтової лінії (яка відповідає центру О3) є віссю обертання всього гвинта. Відстань, на якій центр поперечного перерізу (круг) гвинта розміщується від його осі, називають ексцентриситетом е.

Під час роботи насоса гвинт здійснює складний рух. Гвинт обертається навколо осі, тобто кожний поперечний переріз гвинта (круг) обертається навколо свого центра Ог* Одночасно вісь гвинта (вісь гвинтової лінії) здійснює планетарний рух у зворотному напрямі (обертається по колу 5 діаметром d = 2е із центром 0|). Картина руху гвинта стає зрозумілою, якщо уявити собі нерухоме зубчасте колесо з внутрішнім зачепленням по колу 6 діаметром D = 4е, по якому котиться шестерня (коло 4 діаметром d= 2е), причому сама шестерня навколо осі котиться у зворотному напрямі.

о

Рисунок 9,16— Перерв гвинта і обойми насоса

За такого руху гвинта для перерізу насоса, який показано на рис. 9.16, переріз гвинта за один оберт переміститься з крайнього нижнього положення в крайнє верхнє І повернеться назад, а точка А на контурі перерізу гвинта обертатиметься навколо центра О2 і дотикатиметься до поверхні обойми. Переріз внутрішньої порожнини обойми можна подати у вигляді двох розсунутих один відносно одного на відстані 0~4е півкругів діаметром В і двох спільних дотичних. Тоді площа перерізу 7, що зайнята рідиною, яка відпомповуваєгься, за будь-якого положення перерізу гвинта дорівнює 4еО,

Гвинт і обойма по своїй довжині утворюють рад послідовно замкнених порожнин, оскільки гребінь спіралі гвинта по всій довжині перебуває в неперервному дотику з обоймою. Ці порожнини під час обертання гвинта пересуваються від входу в насос до виходу з нього. Оскільки під час обертання гвинт в осьовому напрямі не рухається, то рідина перемішується вздовж осі на відстань одного кроку за повороту гвинта на один оберт.

Тоді теоретичне подавання насоса за один оберт

Ятщ? ~ 4еОТ_т>

хвилинне теоретичне подавання

д_хв = 4еВТ^і

і добове фактичне подавання

<2 - 1440-4еВТ_т иОп = 5760е07_т па^, (9.100)

де п - частота обертання вала, хв"¹; се,, - коефіцієнт подавання (об’ємний ККД) насоса, а_п= 0,7...0,9.

Коефіцієнт подавання Оп враховує витікання рідини через лінію дотику гребеня спіралі гвинта з внутрішньою поверхнею обойми, а також наявність газу в суміші та усадку рідини.

За принципом дії гвинтовий насос аналогічний об’ємному, а за способом передавання енергії рідині - ротаційному.

Конструкція свердловинного гвинтового насоса передбачає використання двох зрівноважених гвинтів із правим І лівим напрямами спіралі (рис. 9.17). Осьові зусилля від гвинтів прикладено до ексцен­трикової з’єднувальної муфти, розміщеної між ними, і взаємно компенсуються.

Гвинти приводяться в дію від розміщеного в нижній частині електродвигуна через протектор, ексцентрикову пускову муфту та вал.

Ексцентрикові муфти забезпечують необхідне обертання геинтів. За допомогою пускової муфти здійснюється пуск насоса за макси­мального крутнога моменту двигуна, вимикання насоса в разі аварій­ного виходу його з ладу, запобігання руху гвинта в протилежний бік у разі знеживлення двигуна або в разі неправильного під’єднання кабеля.

Г ^1 "
и
1—ц.	_/^2 р = і
СлУ	'■У^4 *
	V
	^ 6
	„
Ж ІИ	V^5
іА	к„
-Ц—н-і Пі ^	’ґ

Рисунок 9.17 — Схема свердловинного гвинтового насоса: 1 - запобіжний клапан;

2 - фільтрові сггки; 3 - обойма верхнього насоса; 4 - робочий гвинт верхнього насоса; 5 - шарнірні муфт; 6 - обойма нижнього насоса; 7 - робочий гвинт нижнього насоса; 8 - вал; 9 - пускова муфта; 10- протектор

Рідина входить із свердловини в насос через дві фільтрові вхідні сітки, які розміщено зверху верхнього і знизу нижнього гвинтів, Рідина виходить через простір між гвинтами, а далі - по кільцю між корпусом

обойми верхнього гвинта і кожухом насоса до багатофункціонального запобіжного клапана поршнево-золотникового типу. Обійшовши по просвердленому отвору запобіжний клапан, рідина проходить у шламову трубку і потрапляє в НКТ.

Запобіжний клапан пропускає рідину в НКТ під час опускання насоса у свердловину і з НКТ - під час піднімання, а також перепускає рідину з НКТ у затрубний простір у разі зупинки насоса, недостатнього припливу з пласта, вмісту в рідині великої кількості газу, підвищення тиску на гирлі понад регламентовану значиму (об’ємний насос не може працювати за закритого викиду).

Шламова труба являє собою заглушений зверху патрубок Із боковими отворами. Вона захищає насос від пограпляння в нього механічних твердих частинок із поверхні та з вІдпомповуваної рідини під час зуиинок. Шлам збирається між внутрішньою поверхнею НКТ і зовнішньою поверхнею шламової труби.

Підбір насосів здійснюється аналогічно підбору ЕВН.

§ 9.9 Експлуатація свердловин гідропоршневими насосами

Відмітна особливість цього способу експлуатації полягає в тому, що енергія з поверхні передається до зануреного поршневого насоса потоком робочої рідини.

Гідропоршневе насосне устаткований (ГИНУ) складається із свердловинного насоса і гідродвигуна із золотниковим розподіль­ником, що об’єднані в один агрегат - занурений гідропоршневий насосний агрегат (ГПНА), а також з НКТ, блоку підготовки робочої рідини і силового насосного блоку.

ГПНА за принципом дії свердловинного гідропоршневого насоса (ГПН) можна поділити на три групи: із насосами одинарної, подвійної та дифєренціаіьноі дії (рис. 9.18, а-в).

Рисунок 9.18 — Принципові схеми гідропоршневих насосів дії. а - одинарної;

6 - подвійної; в - дифернціальної; І - вихщ свердловинної рідини;

2 - вихщ робочої рідини, 3 - вхід робочої рідини, 4 - гідродвшун із золотником; 5 - поршень гідродвигуна; 6 - шток;

7 - ущільнення штока, 8 - отвір; 9 - поршень свердловинного насоса, 10 - свердловинний насос; 11 - вхід свердловинної рідини; 12 - всмокгіувальний клапан; ІЗ-нагнітальний клапан

Робоча рідина безперервно залом повується з поверхні силовим насосом насосного блоку по каналу 3 у гідродвигун 4. Золотник, який суміщено з гідродвигуном, переводить подавання робочої рідини під високим тиском почергово в порожнину над і під поршнем 5 гідродвигуна і, відповідно, вихід відпрацьованої рідини в канал 2 із порожнин під і над поршнем. У результаті поршень гідродвигуна здійснює зворотно-поступальний рух вверх і вниз. Конструктивно золотник виконано у вигладі фасонної втулки, яка переміщається в циліндрі з підвідними І відвідними каналами і керує штоком 6 поршня гідродвигуна. Із поршнем 5 гідродвигуна шток 6 жорстко пов’язує поршень 9 свердловинного насоса 10, який також здійснює зворотно­поступальний рух.

У насосі одинарної дії (див. рис, 9.18, а) під час руху поршня 9 вверх

нагнітальний клапан 13 закритий, оскільки на нього діє істотно вищий

557

тиск з боку ЛІНІЇ І виходу свердловинної рідини. Під час руху поршня 9 вниз закривається всмоктувальний клапан 12 І відкривається нагнітальний клапан 13, рідина з циліндра насоса 10 витісняється в лінію 1 виходу свердловинної рідини. Порожнина над поршнем через отвір 8 сполучається Із затрубним простором свердловини.

У насосі подвійної дії (див. рис. 9.18, б) подавання свердловинної рідини відбувається під час руху поршня 9 вверх і вниз, тобто за інших рівних умов його подавання майже вдвічі перевищує подавання насоса одинарної дії. У ньому, наприклад, під час руху поршня вверх одночасно відбуваються всмоктування в порожнину під поршнем І нагнітання рідини в лінію 1 Із порожнини над поршнем.

Гідропоршнетй насосний агрегат диференціального типу (див. рис. 9.18, в) працює за рахунок перепаду тиску &р_Л, який створюється різницею між тиском робочої рідини і тиском вІдпомповуваної рідини. Поршень 9 насоса 10 виготовлено протічним із розміщеним у ньому натітальним клапаном 13. Працює насос аналогічно ШСН. Поршнева група рухається вниз під дією сили, яка дорівнює добутку перепаду тиску Др_д на площу перерізу штока. При цьому закривається клапан

12, відкривається клапан 13 і в піднімальний канал 1 виштовхується частина вІдпомповуваної рідини в об’ємі штока 6, що входить у циліндр насоса 10. За крайнього нижнього положення поршневої групи через повздовжню канавку в штоці створюється тиск робочої рідини над і під золотником. Оскільки діаметр нижньої головки золотника перевищує діаметр верхньої, золотник під дією різниці сил (добутку тиску на площу) піднімається вверх і сполучає порожнину над поршнем 5 двигуна з порожниною викиду свердловинної рідини 1. А оскільки під поршнем двиїуна завжди є тиск запомповуваної робочої рідини, на поршень 5 двигуна діє сила, що зумовлена

перепадом тиску Лр_№ і поршнева група починає рухатися вверх. При цьому закривається клапан 13, відкривається клапан 12, відбуваються нагнітання свердловинної рідини і всмоктування свіжої порції в циліндр насоса.

Реалізовані серійні або дослідні взірці, в основному, являють собою агрегати з двигуном І насосом подвійної або диференціальної дії. Найпростішими в конструктивному виконанні є ГТІНА диферен­ціального типу, проте агрегати подвійної дії характеризуються вищим ККД і більш плавним режимом роботи.

За пн юм принципової схеми циркуляції робочої рідини розрізняють відкриті та закриті ГТІНУ. В устаткованнях із закритою схемою робоча рідина з гідродвигуна і відпомповувана свердловинна рідина піднімаються на поверхню по своїх окремих каналах відповідно в блок підготовки та в нафтозбірний промисловий трубопровід; тому у свердловині необхідно мати три окремих канали. В устаткоеаннях із відкритою схемою робоча рідина, вийшовши з іідродвигуна, змішується з продукцією свердловини І піднімається на поверхню по спільному каналу. У цьому разі необхідно мати тільки два окремих канали. Три канали можна створити трьома рядами НКТ або двома рядами НКТ і пакером, а два канали - двома рядами НКТ або одним рядом НКТ і пакером.

За способом опускання ГПНА у свердловину розрізняють ПІНУ фіксовані (опускаються на колоні НКТ) і вільні (скидаються у свердловину).

Для монтажу вільних ГПНА в нижній частині труб встановлюють герметизуюче сідло, а на гирлі - вловлювач і спеціальну обв’язку, яка уможливлює зміну напрямів потоків у колонах НКТ. Для опускання агрегату колони НКТ заповнюють рідиною, після чого опускають агрегат,

який під дією потоку рідини, що подасться силовим насосом, опускається, встановлюється в герметизуючому сідлі та фіксується замком. Гумові ущільнювальні манжети розміщено на і'ПНА. Для піднімання здійснюють зворотний потік рідини, під дією якого агрегат виходить із замка і перемішається вверх до гирла, де захоплюється вловлювачем.

Розглянуті схеми можуть поєднуватися по-різному. Це зумовлює створення різних варіантів конструкції свердловинного обладнання. Максимальний відбір рідини та простота встановлення досягаються застосуванням схем фіксованих або вільних ГПНА і відкритих ГПНУ з використанням одного ряду труб і пакера. У разі відкритої схеми робочою рідиною є нафта, яку видобувають Із свердловини. Для відділення газу, води та механічних домішок застосовують сепаратори, водовідстійники й іноді деемульгатори - ПАР.

Подавання пдропоршневого насоса подвійної дії можна записати як суму подавань під час руху поршня вниз V] і вверх Г'і, тобто за один подвійний хід подавання

и_пдах= У\ + У₂ = Р£ + ф_п = (9.101)

або за п подвійних ходів - як добове фактичне подавання

2=1440 (гГн-лаїон, (9Л02)

де /'’н,/- площі поперечного перерізу відповідно циліндра насоса та штока; 5 - довжина ходу поршня; Он - коефіцієнт подавання насоса, який враховує різні витікання рідини, ненаповнення циліндра, вплив газу, усадку нафти тощо.

Стійкість штока на стискання обмежує довжину ходу поршня 5 до

0, 8 м, а інерція поршневої групи, золотника та рідини - кількість ходів ндо30...60хв ¹.

Аналогічно записуємо добову витрату робочої рідини гідродвигуна подвійної дії;

Є_р=1440(2Г_д-і)5«а_д, (9.103)

де площа поперечного перерізу циліндра двигуна; а_д - коефіцієнт, який враховує витікання рідини через зазор між циліндром І поршнем, у клапанах, протікання в золотниковому пристрої та в муфтових з’єднинах НКТ.

Узявши відношення £) до Ор, дістаємо:

2Г_Н~/

а_д

Із співвідношення (9.104) випливає, що регулюванням витрати робочої рідини можна змінювати відбір свердловинної продукції.

Під час роботи ГПНА подвійної дії на поршні двигуна та насоса діють тиски нагнітальної робочої рідини на поршень двигуна р_а, відпрацьованої робочої рідини на поршень двигуна р_т, свердловинної продукції з боку викидної лінії на поршень насоса р_{с в} і свердловинної рідини з боку затрубного простору на поршень насоса /?_сз. Тоді записуємо умови руху поршнів вверх

Р дС^д^-А ⁺ Р с з^н -Р дв^Р с н ~ї) ⁺ ^тер (9.105)

І вниз

Р'^+Р'^Н-Л^Р'^-Л+Р'^ + Р^ (9.106)

де Ртф - сила тертя в ГПНА.

Із співвідношень (9.105) і (9.106) знаходимо невідомі тиски робочої рідини на поршень двигуна під час руху вверхр '_я і внизр "_й.

Аналіз показує, що тиски р'_я і р"_д різні, у результаті чого відбуваються пружні деформації НКТ.

Тиск робочої рідини на виході силового поверхневого насоса

Рси-Рд ⁺ Лрг-А'т. (9.107)

де Арг - втрати тиску на тертя під час подавання робочої рідини; р_ст - гідростатичний тиск, який створюється робочою рідиною у свердловині.

Звичайно, тиск на вході в силовий насос р_сн = 21 МПа, іноді його підвищують до 35 МПа. ККД ГПНУ сягає 0,65.

Економічна ефективність застосування ГПНУ порівняно з насосним обладнанням інших типів зростає зі збільшенням глибини підвішування ҐПНА. Збільшення висоти підняття та величини подавання можна досягти, застосовуючи тандемп-агрегати, в яких в одному корпусі вмонтовуються два і більше насосів, а також гідродвигунів, які з’єднані загальним штоком і працюють паралельно.

Сучасні ГПНУ уможливлюють експлуатацію свердловин з висотою

. * З

підняттям рідини до 4500 м, з максимальним дебітом до 1200 м /добу

за високого вмісту у свердловинній продукції води (до 98%), піску

(до 2%) та агресивних компонентів.

Особливо доцільно застосовувати їх для експлуатації похилих свердловин, в яких робота штангових насосів виявляється неможливою, а також у випадку розбурювання родовищ, наприклад морських, кушами свердловин, що дає змогу обслуговувати одним ГТТНУ кілька ГПНА.

Для експлуатації свердловин на промислах випробовують гідроімпульсні, струминні насоси, устатковання занурених насосів Із гнучким валом від поверхневого двигуна, довгоходові насосні устатковання зі стрічковим тяговим органом та ін. Розпочато застосування устатковань діафрагмових електронасосів УНДН, які забезпечують подавання 4,..16 м³/добу за напору 650...1700 м.

§ 9.10 Одночасно-роздільна експлуатація кількох пластів одною свердловиною

Одночасно-роздільна експлуатація (ОРЕ) уможливлює реалізацію системи роздільної розробки об’єктів бапатопластового родовища (див. § 1.5) одною сіткою свердловин, а також є одним із методів регулювання розробки родовища (див. § 4.1) за економії коштів.

Застосовувати ОРЕ доцільно з техніко-економічної точки зору за наявності в розрізі багатопластового родовища окремих продуктивних пластів, які різняться коле «горськими властивостями (проникність, пористість), властивостями (в’язкість, склад) і умовами залягання флюїдів (пластовий тиск, газова шапка). При цьому пласти мають складатись із стійких порід, а відстань між ними повинна бути достатньо великою для створення цементного кільця між експлуатаційною колоною і гірськими породами, що надійно запобігає перетіканню рідини за максимально можливих перепадів тиску між пластами, і для посадки пакера в експлуатаційній колоні. Перепад тиску на 1 м висоти цементного кільця має не перевищувати 2 МПа, а для надійної посадки пакера погрібна висота не менш як 3 м.

Обладнання для ОРЕ має забезпечувати надійне розмежування пластів, створення заданого вибійного тиску напроти кожного пласта, регулювання та вимірювання дебіту з кожного пласта, а також виконання всіх інших технологічних операцій, які здійснюють у свердловинах, що розкривають тільки один пласт (освоєння, інтенсифікація продуктивності, ремонт та ін,).

Стосовно свердловин великих діаметрів легше досягти виконання всіх наведених вимог і створити надійне обладнання. У разі експлуа­тації кожного пласта по окремому каналу у свердловині (без змішу­вання продукції) істотно ускладнюється необхідне обладнання, проте не спричиняє утруднень виконання регулювання та дослідження дебітів. За можливості змішування продукції спрощується обладнання й ускладнюється регулювання та дослідження дебітів кожного пласта.

Розрізняють одночасно-роздільне видобування нафти (ОРВ), запом- повування води (ОРЗ) та їх поєднання (ОРВЗ). Одною свердловиною переважно експлуатують тільки два пласти. Експлуатація трьох і більше пластів утруднена і тому її застосовують дуже рідко.

ОРЗ розглянуто в главі 3.

Дата добавления: 2015-08-29