Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

добычи нефти в диапазоне дебитов от 8 до 1590 м/сут и газовых факторов от О до 712 мз/м. Некоторые семейства кривых были получены для нефти плотностью 865 кг/м и воды плотностью 1074 кг/м.

Среднее отклонение текущего давления в башмаке подъемника, рассчитанное по давлению на устье, не превышает 3,9% в условиях, при которых МакЭфи проводил исследования. Однако это не относится к результатам экспериментов, проводимых при других условиях. Например, как видно из рис. 1.4-28, градиент давления уменьшается с увеличением газового фактора. Однако такой результат, кажется, не подтверждается теоретическими расчетами и практическим опытом. Нинд в 1964 г. дал сравнительную таблицу (табл. 1.4-3), в которой приводятся текущие давления в башмаке подъемной колонны для труб раз-

16 /7, МПа

Рис. 1.4-28. Семейство кривых изменений Рис. 14.29. Экспериментальная уста-давления новка Роса

личного диаметра, значения расхода и удельного потребления расхода газа, рассчитанные на основе кривых Джилберта и компании Гарретт Ойл. Как видно из этой таблицы, разница между давлениями в башмаке кьлонны, определенными двумя этими методами, в ряде случаев доёольйб значительна. Такое различие обусловливает необходимость осторожного использования этих кривых.

Одним из основных преимуществ методов Поэтмана - Карпентера ч Джилберта - практическая важность полученных кривых градиента

давления. Эти кривые играют важную роль в решении ряда практических проблем.

Таблица 1.4-3

Параметры

Избыточное забойное давление, МПа

д) Теория Роса

Рос указал, что распределение давления, найденное методом Поэтмана - Карпентера, может быть получено со значительными погрешностями, причины которых следующие. По уравнению (1.4-29) определяются общие потери энергии, вызванные трением (при К, изменяющемся как квадрат скорости потока). Если важную роль играют потери скольжения, то учет их может привести к значительной ошибке. В уравнении (1.4-29) рассчитывается коэффициент гидравлических потерь при данном диаметре труб. Этот коэффициент зависит от массового расхода qM, который остается постоянным вдоль всей подъемной колонны. Фактически изменение скоростей как газовой, так и жидкой фаз приводит к изменению коэффициента гидравлического сопротивления в направлении от башмака к верхнему концу подъемника. Потери энергии зависят от вязкости, хотя при вязкости менее 0,006 Па-с влияние ее становится незначительным. В качестве основного уравнения более целесообразно применять уравнение баланса давлений, а не урав-. пение баланса энергии. На общие потери энергии в значительной степени влияет структура потока. Потери энергии представляются в виде различных взаимосвязей для каждой структуры потока.

Теория Роса основана на результатах лабораторных эксперимен-. тов (Рос, 1961, Дане и Рос, 1963). Схема проведения экспериментов следующая (рис. 1.4-29). Насос / отбирает жидкость из резервуара 2 и направляет ее в экспериментальные трубы 3, 4, 5. По газопроводу, смонтированному с правой стороны (указан стрелкой), в эти же трубы поступает воздух. Экспериментальная трубопроввдная секция состоит из трех участков: входного 3, измерительного 4 и выходного 5. Жидкость, выделившаяся в сепараторе 6, рециркулирует в резервуар. 2;

воздух выходит в направлении, указанном верхней стрелкой. Уровень жидкости и давление в сепараторе регулируются устройствами 8 и 7 соответственно. Производительность по жидкости измеряется расходомером 9, а по газу расходомером 10. Давления на участке 4 измеряются манометром и дифманометром 12, а температура термометром 13. В жидкость вводился радиоактивный индикатор; счетчик 14 предназначен для измерения радиоактивности потока на участке 4. По показаниям счетчика радиоактивности определялось насыщение жидкости газом, влияющее на потери скольжения.

Рис. 1.4-30. Схема, иллюстрирующая разницу в сжимающих усилиях между двумя концами элементарного отрезка подъемника

Рис. 1.4-31. Зависимость между параметрами Fi,2,3 от Nil

Рост установил весьма важный факт, что градиент давления на начальном участке экспериментального трубопровода значительно превышает соответствующие градиенты на последующих участках. Длина входного участка составляла 25 м, а измерительного- 10 м. Градиенты давления на входном участке по крайней мере в три раза превышают градиенты на измерительном участке. В уравнение баланса давлений были введены данные, полученные на этой экспериментальной установке. В качестве основной предпосылки было принято, что воздействие ускорений незначительно. Для условий рис. 1.4-30 выражение сжимающего усилия между двумя концами элементарного участка подъемника имеет вид

где первое и второе слагаемые - соответственно массы жидкости и газа в элементарном участке подъемника, а SxpPxp - перепад давле-