Фонтанды мұнай ұңғымаларындағы қабаттық қысымды анықтау

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының

Білім және ғылым министрлігі

«Ш. Есеноватындағы Каспий технологиялар және инжиниринг университеті»

Шағын жоба №3

Тақырып: «Фонтанды мұнай ұңғымаларындағы қабаттық қысымды анықтау»

Орындаған: Елжанов Нурболат

Тобы: НГД 20-3

Жобажетекшісі: Баямирова Р О

Ақтау 2022

Тақырып: «Атқылаудың минималды түп қысымын анықтау»

[Нег. №7; бөл. 7; 145-149 бет]

Теориялық бөлім

Атқылау шартықабаттан келетін қоспаның газ факторы мен газ-сұйықтықты көтергіш жұмысына керекті меншікті газ шығыны арасындағы қатынаспен анықталады.

газ факторы Г _эф дегеніміз - сұйықтықтың массалық бірлігіне келетін газды сұйықтықты қоспа қозғалатын сорапты-компрессорлы құбырлар (СКҚ) аумағындағы еркін газдың орташа көлемі.

Газдың меншікті шығыны R _опт көтергіштің жұмыс режимінде анықталады.

Ұңғының атқылауы үшін газ факторы көтергіштің жұмыс режимінде меншікті газ шығынынан үлкен немесе тең болуы шарт

$Г_{эф} \geq R_{опт}$ (5. 1)

(5. 1) теңсіздігі ұңғының атқылауына көбіне қажетті жағдайларды анықтауға мүмкіндік береді, олар тәжірибеде жеткіліксіз болып қалуы мүмкін.

Анықталғаннан шығатыны, газ факторын келесі формуламен табуға болады

$Г_{эф} = \ (1\ - n_{в}/10О) \ \lbrack V_{гв}(p_{б}) \ + \ V_{гв}\ (p_{у}) 1/2.$ (5. 2)

мұндағы $V_{гв}(p_{б}) \ \$ және $V_{гв}\ (p_{у})$ - сәйкесінше башмактағы және көтергіш сағасындағы қысымдар кезіндегі сұйықтықтың массалық бірлігіне келетін еркін газ көлемдері, , а $n_{в}$ - массалық сулану.

Ілеспе газдың құрамында 5 % аз мөлшерде азот болған жағдайда газ факторын анықтау үшін газдың мұнайда еруінің орташа коэффициентін қолдануға болады. Сол кезде егер түптік қысым р _заб қанығу қысымынан р _нас аз болса, атқылау шарты келесідей болады:

$\left( Г - 10^{3} \bullet \frac{a}{p_{н}}\frac{p_{заб} + p_{у}}{2} \right) \left( 1 - \frac{n_{в}}{100} \right) \geq \frac{0, 388Н\left( {H\rho_{ж}g - p}_{заб} + p_{у} \right) }{d^{0, 5}\left( p_{заб} - p_{у} \right) \lg\left( p_{заб}/p_{у} \right) }$ (5. 3)

мұндағы Г - газ факторы, м ³ /т; а - газдың мұнайда еру коэффициенті, Па ^-1 ; $p_{н}$ ( $p_{ж}$ ) - мұнай тығыздығы (сұйықтық), кг/м ³ ; d - фонтанды құбырлардың ішкі диаметрі, мм; $p_{у} -$ сағалық кері қысым, Па; Н - СКҚ тізбегінің ұзындығы, м.

СКҚ тізбегін әдетте перфорацияның жоғарғы деңгейіне дейін түсіреді, сондықтан башмактағы қысым түп қысымына тең болады.

Егер $p_{заб} > p_{нас}$ , онда атқылау шарты мынадай болады:

$\frac{{Г - 10^{3} \bullet p}_{у}a{/p}_{н}}{2}\left( 1 - \frac{n_{в}}{100} \right) \geq \frac{0, 388Н\left( {H\rho_{ж}g - p}_{нас} + p_{у} \right) }{d^{0, 5}\left( p_{нас} - p_{у} \right) \lg\left( p_{нас}/p_{у} \right) }$ ; (5. 4)

мұндағы Н - көтергіш ұзындығы, яғнисағадан бастап қанығу қысымына тең қысым мәніне сәйкес келетін көлденең қимаға дейінгі арақашықтық. Бір фазалы ағынның аумағындағы үйкелісті ескермей алатынымыз

$H = L - \left( p_{заб} - p_{нас} \right) \left( \rho_{ж}g \right)$ (5. 5)

мұндағы L - ұңғы тереңдігі.

Есеп. Төменде көрсетілген шарттар үшін атқылаудың минималды түп қысымын анықтау. Ілеспе газдың құрамында азот кездеспейді.

Есептеуді жүргізудің тәртібі

Ерігіштік коэффициентін анықтау

$a = Гp_{нд}/\left\lbrack 10^{3}\left( p_{нас} - 0, 1 \right) 10^{6} \right\rbrack = 62, 9 \bullet 888/\left\lbrack (8, 86 - 0, 1) 10^{9} \right\rbrack = 6, 3\ {МПа}^{- 1}.$

газ факторын анықтау

$Г_{эф} = \frac{{Г - 10^{3} \bullet p}_{у}a{/p}_{нд}}{2}\left( 1 - \frac{n_{в}}{100} \right) = = \frac{62, 9 - 10^{3} \bullet 0, 5 \bullet 10^{6} \bullet 6, 3 \bullet 10^{- 6}/888}{2} \times \left( 1 - \frac{14}{100} \right) = \ 25, 5м^{3}/т;$

Мұнайдың орташа тығыздығын анықтау

$p_{н} = \ (p_{нд} + \ p_{нпл}) /2\ = (888\ + \ 802) /2\ = 845\ кг/м^{3}.$

Сұйықтықтың тығыздығын анықтау кезіндесудың мұнайдағы салыстырмалы қзоғалысын жуықтап есептеу үшін өнімнің массалық сулануын қолданамыз

$p_{ж} = p_{н}\left( 1-\frac{n_{в}}{100} \right) + \frac{p_{в}n_{в}}{100} = 845\left( 1-\frac{14}{100} \right) + \ 1180 \bullet \frac{15}{100} = 903, 7\ кг/м^{3}$ ;

Газды сұйықтықты қоспаның максималды ұзындығын табамыз

$H_{\max} = 0, 5\left\lbrack 993 + \sqrt[2] {993^{2} + 10, 31 \bullet 24, 2 \bullet 62^{0, 5} \bullet 993lg(8, 65/0, 4) } \right\rbrack = 1444\ м.$

Атқылаудың минималды түп қысымын анықтаймыз

$p_{забmin} = p_{нас} + (L - H) \rho_{ж}g = 8, 86 + (1900 - 1444) \bullet 903, 7 \bullet 9, 81 \bullet 10^{- 6} = 12, 9\ МПа.$

мұндағы $p_{ж} = p_{нпл}\left( 1-\frac{n_{в}}{100} \right) + \frac{p_{в}n_{в}}{100} = 802 \bullet 0, 9 + 1180 \bullet 0, 1 = 839, 8\ кг/м^{3}.$

Сонымен, ұңғыдағы берілген жағдай:ішкі диаметрі 73 мм СКҚ-мен жабдықталған және сулануы 10 %, түптік қысым 9-9, 8 МПа дейін түскен кезде атқылауды тоқтатады.

Есептеуге берілген мәліметтер

Нұсқа №: Нұсқа №

1: 1

2: 2

3: 3

4: 4

5: 5

6: 6

7: 7

8: 8

9: 9

10: 10

Нұсқа №: Ұңғы тереңдігі, м

1: 1400

2: 1450

3: 1500

4: 1650

5: 1750

6: 1650

7: 1800

8: 1850

9: 1900

10: 1950

Нұсқа №: Ішкі диаметр НКТ, мм

1: 62

2: 73

3: 62

4: 73

5: 62

6: 73

7: 62

8: 73

9: 62

10: 73

Нұсқа №: Сағадағы кері қысым, МПа

1: 0, 4

2: 0, 5

3: 0, 3

4: 0, 4

5: 0, 4

6: 0, 5

7: 0, 4

8: 0, 6

9: 0, 5

10: 0, 4

Нұсқа №: Қанығу қысымы, МПа

1: 8, 49

2: 7, 89

3: 7, 85

4: 8, 01

5: 8, 65

6: 8, 69

7: 8, 73

8: 8, 78

9: 8, 86

10: 9, 01

Нұсқа №: Газ факторы, м ³ /т

1: 55, 6

2: 57, 9

3: 58, 6

4: 55, 9

5: 56, 4

6: 59, 5

7: 60, 1

8: 62, 3

9: 62, 9

10: 63, 02

Нұсқа №: Қабат мұнайының тығыздығы,

p_{нпл}

, кг/м ³

1: 778

2: 781

3: 769

4: 775

5: 760

6: 790

7: 789

8: 800

9: 802

10: 810

Нұсқа №: Газсызданған мұнай тығыздығы,

p_{нд}

, кг/м ³

1: 850

2: 858

3: 860

4: 870

5: 860

6: 865

7: 870

8: 880

9: 888

10: 890

Нұсқа №: Өнімнің сулануы,

n_{в}

, %

1: 9

2: 12

3: 15

4: 18

5: 10

6: 10

7: 20

8: 30

9: 14

10: 19

Нұсқа №: Қабат суының тығыздығы,

p_{в}

, кг/м ³

1: 1120

2: 1130

3: 1140

4: 1150

5: 1180

6: 1190

7: 1160

8: 1170

9: 1180

10: 1158

Тақырып: «Штангалық ұңғылық сорапты қондырғының үйлестірілуін таңдауды негіздеу»

[Нег. №7; бөл. 9; 183-189 бет]

Ұңғыларды штангалық ұңғылық сораптармен пайдалану әлемнің мұнай өндіруші кен орындардың көп бөлігінде кең тараған.

Штангалық ұңғылық сораптармен пайдалануға арналған жабдықтың құрамы:

- тереңдік плунжерлік сорап;

- сораптық құбырлардың және штангалар жүйесі, ол арқылы сорап ұңғы ішінде ілінеді;

- балансирлі типтегі жеке штангалық қондырғының жетек бөлігі, ол тербелмелі-станоктан және қозғалтқыштан құралады;

- ұңғының сағалық жабдығы, ол сораптық құбырларды ілуге және сағаны саңылаусыздандыруға арналады;

- сораптық штангаларды тербелмелі-станоктың балансир басына ілуге арналған құрал-саймандар.

Тереңдік штангалық сораптық қондырғы

1 - газ немесе құмды сүзгі (фильтр) түріндегі қорғаныс құралы, 2 - қойылатын немесе қойылмайтын түрдегі ұңғылық сорап, 3 - сорапты-компрессорлық құбырлар, 4 - сораптық штангалар, 5 - тройник, 6 - сальникті нығыздағыштар, 7 - сальникті шток, 8 - планшайбаға ілінген ілмектер, 9 - тербелмелі-станок, 10 - фундамент.

Ұңғыға сорапты-компрессорлық құбырлар (СКҚ) тізбегімен сұйықтық деңгейінен төмен сорап цилиндрін түсіреді, оның төменгі бөлігінде тек жоғары қарай ашылатын қабылдаушы клапан орнатылады. Одан кейін сораптық штангалармен СКҚ ішіне поршень түсіреміз, ол плунжер деп аталып, сорап цилиндріне орнатылады. Плунжерде бір немесе екі клапан болады, олар тек жоғары қарай ашылып, шығарушы немесе айдау клапандары деп аталады.

Штангалардың жоғарғы шеті тербелмелі-станоктың балансирінің алдыңғы иінінің басына бекітеді.

Сорапты-компрессорлық құбырлардан мұнай құбырына сұйықтықты бағыттау үшін және оның ұңғы сағасында төгілуін болдырмау үшін устанавливают тройник орнатады және оның жоғарғы бөлігіне сальник орнатып, ол арқылы сальникті (жылтыр) шток өткізеді.

Ұңғылық сорап тербелмелі-станоктан қозғалысқа келеді, онда қозғалтқыштан айналмалы қозғалыс пайда болып, кривошипті-шатунды механизм редукторынан және балансир көмегінен ілгерілі-қайтымды қозғалысқа айналады. Бұл қозғалыс ұңғылық сорап плунжеріне беріледі.

Плунжердің жоғары қарай қозғалысы кезінде қысым төмендеп, құбыр сырты кеңістігіндегі сұйықтық бағанының қысымынан сорушы клапан ашылады, одан әрі сұйықтық ұңғыдан сорап цилиндріне келіп түседі. Бұл кезде плунжердің айдау клапаны жоғарғы жағындағы сұйықтық бағанының қысымынан жабық тұрады.

Плунжердің төмен қарай жүрісі кезінде сораптық құбырлардағы қабылдаушы клапан сұйықтық бағанының қысымынан жабылады, ал плунжерде орналасқан клапан ашылып, сұйықтық сорапты-компрессорлық құбырлардың ішіне жылжиды.

Плунжердің үздіксіз жұмысы кезінде сору және айдау кезектесіп, нәтижесінде әрбір жүріс кезінде сұйықтықтың белгілі бір мөлшері сорапты құбырларға өтеді. СКҚ ішіндегі сұйықтық деңгейі көтеріліп, ұңғы сағасына жетеді, одан әрі сұйықтық сальникті құрылғысы бар тройник арқылы шығару желілеріне (выкидные линии) ауысып ағады.

Жер үсті жабдығы

Штангалық ұңғылық сораптардың жеке механикалық жетегі тербелмелі-станок арқылы жүргізіледі.

Тербелмелі-станоктың негізгі түйіндері: жақтау (рама), төрт жақты қиылған пирамида түріндегі тіреу, басы бұрылатын балансир, балансирге шарнир арқылы бекітілген шатунды траверс, кривошипті және кері салмақтары бар редуктор.

Жинаққа тербеліс санын өзгерту үшін ауыстырылатын шкивтер жиынтығы кіреді. Ауыстыруды тездету және белдіктерді созу үшін электр қозғалтқышы бұралмалы шанаға (салазка) орнатылады.

Тербелмелі-станоктар әр түрлі типті өлшемдерде шығарылады, ол арқылы түрлі тереңдікке түсірілетін, әр түрлі диаметрлі штангалық ұңғылық сораптардың жұмыс істеу мүмкіндігін, сағалық штоктың жүрісінің қажетті ұзындығын және редуктордың жетекті білігінің айналу кезін алуды қамтамасыз етеді.

Редуктор тербелмелі-станоктың электр қозғалтқышынан кривошиптерге берілетін айналым денелерін азайтуға арналған.

Мұнай кәсіпшіліктерінде пайдалануда әр түрлі типтегі және құрылымдағы тербелмелі-станоктар кездеседі. Механикалықт және кинематикалық тұрғыда олар толық жетілдірілген. ТС (тербелмелі-станок) шифрында жүккөтергіштік, максималды жүрісі және редуктор білігіндегі мүмкін моменті көрсетіледі.

Шифр мысалы ТС3-1, 2-630. Мұның мәні: тербелмелі-станок жүк көтергіштігі - 3 т, максималды жүрісі - 1, 2 м, редуктор білігінде ең үлкен айналу моменті - 630 кгс·м. Осылайша, шифр ішінде ТС маңызды сипаттамалары көрсетіледі.

ТС теңгерілуі жақсырақ болатын кривошипті кері салмақтардың механикалық түрде қалқымалы орын ауыстырылуы қарастырылған.

Тербелмелі-станоктар екі негізді (екі колодкалы) қол жетегі бар тежегішпен жабдықталған. Тежегіш барабаны редуктордың трансмиссионды білігіне бекітілген. Тежегіштің көмегімен тербелмелі-станоктардың балансирі және кері салмақтары кез келген жағдайда жазылып қойылуы мүмкін. Электр қозғалтқышы шанаға (салазка) орнатылады, оның орналасу бұрышы трансмиссионды берілістің тиксотропиялық (дисперстік жүйелердің бастапқы құрылысын қалпына келтіру қабілеті) белдіктердің қажетті созылуына жету үшін реттеледі. Балансирдің жүрісінің ұзындығын өзгерту кривошиптегі шатун саусақтарының орнын ауыстыру арқылы жүзеге асады, ал тербеліс саны электр қозғалтқышы білігіндегі шкивті басқа өлшемді шкивке ауыстыру арқылы жүргізіледі. Балансирлі тербелмелі-станоктардың сипатталғанынан басқа штангалық сораптық қондырғыларға арналған көптеген жеке жетектер кездеседі, дегенмен олар кең тарамаған. Олардың қатарына балансирсіз тербелмелі-станоктарды жатқызуға болады, бұларда штангалардың ілгерілемелі-қайтымды қозғалысы шынжыр немесе арқан көмегімен жүргізіледі. Арқанды ілмек (немесе шынжыр) штангаларға бекітіліп, екінші шетінен редуктор кривошипіне жалғанады.

Тақырып: «Электрлі ортадан тепкіш сорап қабылдауындағы, мүмкін және шектік қысымдарды есептеу»

[Нег. №7; бөл. 10; 224-226 бет]

Теориялық бөлім

Электрлі ортадан тепкіш сораптық қондырғыларды таңдау үрдісі өндіру ұңғыларын әр түрлі жағдайдағы пайдаланудың бір жағынан, кез келген пайдалану әдісіне ортақ сипаттамаларын есептеуге байланысты болса, екінші жағынан, тек қана осы пайдалану әдісіне қатысты сипаттамаларды есептеуге байланысты.

Электрлі ортадан тепкіш сорап қабылдауындағы тиімді қысым р _опт дегеніміз - өнім құрамында еркін газдың мөлшері сорапқа келіп түскенде сораптың тәжірибедегі сипаттамаларының газсыз және максималды ПӘК-іненауытқушылығын болдырмайтын қысым.

Тәжірибе көрсеткеніндей, тиімді қысым қанығу қысымына, өндірілетін мұнайдың тұтқырлығына және өнімнің сулануына тәуелді. Ортадан тепкіш электрлі сорап қабылдауындағы тиімді қысымды р _опт бағалау үшін келесі тәуелділіктер қолданылуы мүмкін:

n _о $\leq$ 0, 6 кезінде Р _опт = Р _нас (0, 325 - 0, 316·n _о ) $\mu_{нд}$ / $\mu_{н\ пл}$ (7. 1)

n _o $\geq$ 0, 6 кезінде Р _опт = р _нас (6, 97·n ₀ - 4, 5· $n_{0}^{2}$ - 2, 43) $\mu_{нд}$ / $\mu_{н\ пл}$ (7. 2)

мұндағы п ₀ - өнімнің көлемдік сулануы.

Электрлі ортадан тепкіш сорап қабылдауындағы мүмкін қысым р _доп дегеніміз - өнімнің құрамында еркін газдың мөлшері сорапқа келіп түсіп, оның еркін газсыз жұмысы кезіндегі нақты сипаттамаларынан маңызды ауытқушылықтарға алып келетін қысым, дегенмен, бұл кезде оның мүмкін ПӘК-і шамасында сораптың тұрақты жұмысы сақталады.

Электрлі ортадан тепкіш сорап қабылдауындағы мүмкін қысымды р _доп бағалау үшін келесі тәуелділіктер қолданылады:

n _о $\leq$ 0, 6 кезінде Р _доп = Р _нас (0, 198 - 0, 18·n _о ) $\mu_{нд}$ / $\mu_{н\ пл}$ (7. 3)

n _o $\geq$ 0, 6 кезінде Р _доп = р _нас (2, 62·n ₀ - 1, 75· $n_{0}^{2}$ - 0, 85) $\mu_{нд}$ / $\mu_{н\ пл}$ (7. 4)

Электрлі ортадан тепкіш сорап қабылдауындағы шектік қысым р _пред дегеніміз - өнімнің құрамындағы еркін газдың мөлшері сорапқа келіп түскенде, оның жұмысын тұрақсыз етеді немесе өнімнің берілуін тоқтатады. Бұл кезде ПӘК-і = 0

Сорап қабылдауындағы шектік қысымды р _пред бағалау үшін келесі тәуелділікті пайдаланамыз, ол көлемдік суланудың барлық аумағында әділ болып табылады п ₀ = 0-1:

Р _пред = Р _нас (0, 125 - 0, 115·n _о ) $\mu_{нд}$ / $\mu_{н\ пл}$ (7. 5)