Газлифтті көтергіштің диаметрін анықтау

Бұ л есеп келесі тү рде болады. Сұ йық тың шығ ымына, сулануына, ұ ң ғ ының терең дігіне, қ абат қ ысымына, ө німділік коэффициентіне немесе тү птік қ ысымғ а, газдық факторғ а, сағ алық қ ысымғ а, газбен мұ найдың қ асиеттеріне назар аударып, газлифтті кө тергіштің оптимальды диаметрін таң дап алу керек.

Жұ мыстық клапанның орнатылуының терең дігін есептеуді практикалық жұ мыстарда қ арастырамыз.

Лифттегі сұ йық тың қ ысымымен жұ мыс істейтін клапандармен жабдық талғ ан газлифтті қ ондырғ ының есептеуін қ арастырайық.

Қ ондырғ ы графикалық тү рде қ ысым-терең дік координаталарында есептеледі (2.24-сурет).

1.Айдалғ ан газдың қ ысымымен жұ мыс істейтін клапандармен жабдық талғ ан газлифтті қ ондырғ ының есептеуіндегі сияқ ты, жұ мыстық клапандардың орнату терең дігін анық тау ү шін тү птік қ ысым нү ктесінен бастап, лифттегі газ-сұ йық қ оспа қ ысымының таралуының қ исық сызығ ын тұ рғ ызады (2.24-суреттегі (1) – қ исық сызық).

2. Дегаздалғ ан сұ йық тың лифттегі қ ысымның таралуының қ исық сызығ ын салады (2 - қ исық сызығ ы).

3. Қ ұ быраралық кең істікте газ қ ысымының таралуының қ исық сызығ ын салады (3- қ исық сызығ ы).

4. Сұ йық тың минимальды градиентінің қ исық сызығ ын салады (4- қ исық сызығ ы).

5. Ашатын қ ысымдардың қ исық сызығ ын салады (5- сызық):

а) ашатын қ ысымдардың қ исық сызығ ының жоғ арғ ы нү ктесін анық тайды (Т₁), беттегі ашатын қ ысым сұ йық тың сағ алық қ ысымының (р_у) айдауды іске қ осу қ ысымының (р_н) 1/4 бө лігінің қ осындысына тең;

ә) Газдың айдау қ ысымының сызығ ымен сұ йық тың минимальды градиенті қ исық сызығ ының арасында (Н_перф) терең дікте жү ргізілген сызық тың ортасында ашатын қ ысымдардың қ исығ ының тө менгі нү ктесін анық тайды (Т₁).

б) Табылғ ан нү ктелерді тү зу сызық пен қ осады (5- сызық).

Ашатын қ ысымдар сызығ ының (5-сызық) 1-қ исық сызығ ымен қ иылысу нү ктесі жұ мыстық клапанның орнату терең дігі болып табылады.

2.24-сурет. Қ абаттың сипаттамалары белгісіз болғ анда клапандардың орналастыруын есептеу

6. Газлифтті қ ондырғ ының (Н₁) есептеуінде қ олданылатын формула арқ ылы жоғ арғ ы клапанның орнату терең дігін аң ық таймыз.

7. Жоғ арғ ы клапанның орналасуының терең дік сызығ ын жү ргіземіз. Осы сызық тың ашатын қ ысымдар сызығ ымен қ иылысу нү ктесі жоғ ары клапанның ашу қ ысымының нү ктесі болып табылады (р_отк1).

8. Осы нү ктеден дегаздалғ ан сұ йық тың қ ысымының немесе сұ йық тың бастыру (задавочный) қ ысымының сызығ ына параллель сызық жү ргізіледі. Жү ргізілген сызық тың қ ұ быр сыртындағ ы кең істігіндегі газдың қ ысымының сызығ ымен қ иылысқ ан нү ктесі екінші клапанның орнату терең дігін береді. Қ алғ ан клапандардың орнату терең дігі дә л осы ә діспен табылады.

Кей жағ дайларда кә сіпшілікте клапандардың орналастыруының қ арапайым есептелуі қ олданады.

Қ ондырғ ылардың газлифтті клапандарын есептеу ү шін бастапқ ы мә ліметтер ретінде ұ ң ғ ыларды зерттеген кезде анық талғ ан немесе ұ қ сас ұ ң ғ ылардың статикалық жә не динамикалық сипаттамалары қ олданады.

Бұ л сипаттамаларғ а мыналар жатады: сұ йық тың жобаланғ ан шығ ымы; ұ ң ғ ының терең дігі; сұ йық тың статикалық жә не динамикалық дең гейі; статикалық жә не динамикалық тү птік қ ысым; сағ адағ ы қ ысым; айдалатын газдың қ ысымы; ө німнің жә не газдың сағ адағ ы жә не тү птегі температуралары; газдық фактор жә не ө німнің сулануы; геотермиялық градиент жә не ө німнің температуралық градиенті, т.б.

Ә детте, кө теру қ ұ бырлар тізбегінің диаметрі берілген болады, немесе ол шығ ымғ а (дебит) жә не СКҚ -ның беріктік қ асиеттеріне қ арай анық талады. Жоғ арғ ы іске қ осу клапанның терең дігі басқ арушы қ ысымғ а тә уелсіз мына формуламен анық талады:

l₁ =L_CT+100 (p_пуск-p_у)/(g_ж(1+F_затр/F_труб). (2.19)

мұ ндағ ы, L_CT – ұ ң ғ ыдағ ы сұ йық тың статикалық дең гейі, м; p_пуск –ұ ң ғ ының іске қ осылуы кезіндегі айдалғ ан газдың максималды қ ысымы, МПа; p_у – ұ ң ғ ының тұ рақ талғ ан жұ мыс режимі кезінде сағ адағ ы қ ысым, МПа; F_затр , F_труб – сақ иналы (қ ұ быраралық) кең істіктің жә не кө теру қ ұ бырларының аумақ тарының қ имасы, см²; g_ж – газ - сұ йық қ оспаның меншікті салмағ ы, Н/м³.

Егер l₁< L _CT болса онда іске қ осу клапаны L _CT терең дікте орнатылады. Айдалғ ан газдың қ ысымымен басқ арылатын екінші жә не келесі клапандар (жұ мысшы клапандарын қ оса) келесі терең діктерде орналасады:

l₁ = L_CT + 100 (p_г.отк)_n – (p_у – 0, 02g_ж l_n-1) /g_ж, (2.20)

мұ ндағ ы, n – жоғ арғ ы іске қ осу клапанынан санап басталатын есептік клапанның нө мірі; (p_г.отк)_n – ашық есептелген клапанның қ ысымы, МПа; l_n-1 – жоғ арыдағ ы клапанның орнату терең дігі, м.

Есептелген клапанның ашылу қ ысымы жоғ арыда орналасқ ан клапанның жабылу қ ысымына тең деп алынады.

Мысалы, екінші клапанның ашылу қ ысымы:

(p_г.отк)₂ = (p_г.зак)₁.

Жоғ арғ ы іске қ осу клапаны ү шін клапандардың ашылу қ ысымы

(p_г.отк)₁ = p_пуск.

Екінші жұ мысшы клапандар жә не келесі іксе қ осу клапандары ү шін

(p_г.отк)_n = (p_г.зак)_n-1-∆ p, (2.21)

мұ нда іске қ осу клапандары ү шін ∆ p = (0, 05...0, 175) МПа жә не жұ мыстық клапаны ү шін ∆ p = 0, 28 МПа. ∆ p кө рсетілген нормалары Т_ст = 288, 5К температурасында берілген.

Кө теру қ ұ бырларындағ ы газ-сұ йық қ оспаның қ ысымымен басқ арылатын клапандар ү шін екінші жә не келесі клапандардың (жұ мыстық клапанды қ оса) орнату терең дігі келесі формула бойынша есептеледі:

l_n=L_n-1+100[ (p_г)_n- (p_т.отк)_n /g_ж], (2.22)

мұ ндағ ы, (p_г)_n – есептік клапан дең гейіндегі қ ұ быраралық кең істіктегі газ қ ысымы, МПа; (p_т.отк)_n – есептік клапанның ашылу қ ысымы немесе есептік клапан дең гейіндегі кө теру қ ұ бырларындағ ы газ-сұ йық қ оспаның қ ысымы. Қ алғ ан клапандардың ашылу қ ысымы:

(p_т.отк)_n=p_{жұ м}+(1, 0¸ 1, 4), МПа, (2.23)

мұ ндағ ы, p_{жұ м} – ұ ң ғ ының тұ рақ ты жұ мыс режиміндегі қ ұ быраралық кең істікке газдың айдалу қ ысымы, МПа.

Сонымен, есептеулер нә тижесінде ә рбір клапан ү шін орнату терең дігі жә не берілген терең діктегі температурадағ ы клапандардың ашылу жә не жабылу қ ысымдары анық талғ ан.

Клапандардың шығ арылғ ан ашылу жә не жабылу қ ысымдарын орындау ү шін стендті жағ дайдағ ы Т_ст = 288, 5 К температурасында клапандардың сильфондарының азотпен толтыру қ ысымы анық талуы керек.

Ә рбір клапанның ұ ң ғ ының температурасындағ ы сильфонның толтыру қ ысымы мына формулалармен анық талады:

Қ ұ быр сыртындағ ы газдың қ ысымымен басқ арылатын клапандар ү шін

(p_с)_n = (p_г.отк)_n (1-R)+ (p_Т)_n R. (2.24)

Кө тергіш қ ұ бырларындағ ы газ-сұ йық қ оспасының қ ысымымен басқ арылатын клапандар

(p_с)_n = (p_Т.отк)_n (1-R)+ (p_r)_n R. (2.25)

Сильфонның толтыру қ ысымы стендттік жағ дайларғ а мына формула бойынша келтіріледі

(p_с)_n = (p_с)_n Т_ст z_ст/ (Т_скв)_n z_скв, (2.26)

мұ ндағ ы, Т_ст, z_ст – есептік клапанның терең дігіндегі ұ ң ғ ының температурасы; z_ст жә не z_скв – (p_с)_ст , Т_ст жә не (p_с)_n, (Т_скв)_n кезіндегі азоттың сығ ылу коэффициенті.

Клапандардың толтырылуы арнайы кә сіпшілік зертханаларда жасалады.

Мұ найды газлифтті ә діспен ө ндіру ү шін қ олданылатын газды газ қ ұ бырына жіберу алдында оны қ ысу (компримирование) ү шін кө лемді немесе динамикалық компрессорлар қ олданады.

Айтылғ ан нысаналарғ а кө п жағ дайда газды моторлы компрессор немесе электржетегі бар ортадан тепкіш компрессорлар қ олданады.