Файл: Одним из новых и перспективных способов добычи нефти в настоящее время является эксплуатация скважин установками струйных насосов.docx

5. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

4.1. Расчет струйного насоса

4.1.1 Технологический расчет

Исходные данные

Плотность, кг/м³:

нефти пластовой

воды пластовой

нефти сепарированной

воды рабочей жидкости

Обводненность

добываемой жидкости

рабочей жидкости

Объемный газовый фактор добываемой жидкости, м

Давление насыщения добываемой жидкости, Па

Коэффициент продуктивности скважины, м³с"¹/Па

Пластовое давление, Па

Глубина скважины до верхней границы зоны

перфорации по вертикали, м

Глубина установки струйного насоса по вертикали, м

Расстояние от верхней границы зоны перфорации

до месте установки струйного насоса по вертикали, м

Давление буферное, Па

Дебит скважины, м³/с

Объемный коэффициент нефти

Давление рабочей жидкости на устье скважины, Па

Внутренний диаметр насосно-копрессорных труб, м

Поправка на искривленность скважины, м

---

Средняя температура в скважине, К
Схема давлений в нефтяной скважине приведена на рисунке 3.1.
4.1.1.1 Определяем давление на приёме струйного насоса
(4.1)
где g=9,81 м/с²

- плотность пластовой жидкости, кг/м³
(4.2)






Рисунок 3.1 - Схема расчета струйных насосов для нефтяных скважин
4.1.1.2 Давление забойное
(4.3)



4.1.1.3 Давление на выкиде струйного насоса
(4.4)
где _л - плотность жидкой фазы в лифте, кг/м³;

Р_о=9,81 • 10⁴ Па - атмосферное давление;

Т₀=293 К - условная температура на устье скважины;

β - коэффициент подмешивания;

с - скорость движения газа относительно жидкости в лифте, предварительно допускается принять С = 0,2 м/с;

f_к- площадь поперечного сечения кольцевого межтрубного пространства, м².

(4.5)
где d_o=0,077 - диаметр труб НКТ 89 внутренний,

d_нкт = 0;039 - диаметр труб НКТ 48 наружный, м..
(4.6)
(4.7)
где Q₁ - расход рабочей жидкости, м³/с.

(4.8)
На данном этапе принимаем коэффициент подмешивания β:

при (Р_р.ж. –Р_буф) равном требуемой депре

---

ccии на пласт β=0,4;

при (Р_р.ж. –Р_буф) в 1,6 раза больше требуемой депрессии на пласт β=0,7;

при (Р_р.ж. –Р_буф) в 2 раза больше требуемой депрессии на пласт β=1

При выводе формулы (3.4) использован в качестве исходного материал приведенный в РД 39-0148070-206-87Р «Руководство по технологии насосной эксплуатации скважин месторождений Западной Сибири с высоким значением газового фактора и давления насыщения добываемой жидкости». Тюмень 1987

Принимаем коэффициент подмешивания β=1.





4.1.1.4 Давление перед насадком струйного насоса
(4.9)
где p₁ - плотность рабочей жидкости
(4.10)

(4.11)
где h_нкт - гидравлические потери в НКТ, Па;

λ - коэффициент гидравлического трения.

В предварительном расчете допускается принять λ=0,03. Более точно λопределяется по методике Кодбрука или аналогичных ей.

- средняя скорость движения рабочей жидкости в НКТ, м/с.
(4.12)
где F_hkt - площадь внутреннего поперечного сечения, м²
(4.13)






4.1.1.5 Напорный коэффициент
(4.14)

---

4.1.1.6 Относительная плотность подсасываемой и рабочей жидкости
(4.15)



4.1.1.7 Оптимальное соотношение скоростей на входе в камеру смешения n, численно равное максимальному КПД определяется решением квадратного уравнения.
(4.16)
При
(4.17)
где

При возможности определения кинематической вязкости газожидкостной смеси в камере смешения, λможет быть определен по зависимости Кодбрука или аналогичной ей.

Допускается принять коэффициент гидравлических потерь

без расчета.



4.1.1.8. После пуска струйного насоса в работу и анализа его режима значение может быть определено.

4.1.1.9 Уточняется коэффициент подмешивания
(4.18)

4.1.1.10. Дебит скважины в пластовых условиях
(4.19)


4.1.1.11. Расход рабочей жидкости
(3.20)


4.1.1.12. Давление в начале камеры смешения
(4.21)


4.1.1.13. Скорость истечения рабочей жидкости из насадка
(4.

---

22)

4.1.1.14. Площадь сечения насадка теоретическая
(4.23)

4.1.1.15 Диаметр насадка теоретический
(4.24)

4.1.1.16 Диаметр насадка фактический с учетом коэффициента сжатия струи
(4.25)


4.1.1.15 Диаметр камеры смешения на входе теоретический
(4.26)


4.1.16. Диаметр камеры смешения фактический, с учетом сжатия струи
(4.27)

4.1.17. После определения D₁ D₃ из нормальных рядов выбираем ближайшие значения диаметров.

Тогда диаметры насадка выбирается с учетом округления составят ряд:

(1,7 - 2,95) мм с интервалом 0,05 мм;

(3 - 4,9) мм с интервалом 0,1 мм;

(5 - 5,9) мм с интервалом 0,15 мм;

(6 - 7) мм с интервалом 0,2 мм.



Исходя из определенного соотношения диаметров камеры смешения получим шаг для интервала соседних в ряду диаметров:

(3,00 - 5,75) - 0,25мм;

(6-11,5) -0,5 мм;
(12 -20) -1,0 мм.



Диаметр насадка для первого пуска выбирается на 10-15% меньше расчетного диаметра с тем, чтобы не допустить снижение давления забойного Р_заб ниже заданного.

После пуска струйного насоса и снятия измерений расходов Q₁ и Q₂ давлений Р_р.ж. и Р_буф отбора проб жидкости, необходимо определить давления Р₃, Р₂ и Р_заб.

В случае, если давление Р

---