Фонтандау шарты.

Фонтандау тек егер энергия түп қысымына әкелетін энергияға тең немесе көп, бұл сұйықтықта жоғарыға көтеру шарты бйынша фонтандық көтерме оптималдық режимде жұмыс жасайды түп қысымына байланысты сұйықтық жоғарыға мүмкін, берілген қысымға байланысты пайдалы жұмыс 1м³ сұйықты көтеру кезінде атқарылады, ол жоғарыға көтерілген сұйықтың күшіне тең.

(1)

Мұнаймен қатар түпке бос газ түсуі мүмкін және бұл мұнайдың қысымын түсіру кезінде газ бөлініп шығады газдың жалпы саны 1м² бойынша есептесек стандартпен келтірілген, ол толық газ факторы деп аталады. Г₀ деп белгіленеді, газ үлкейеді, бірақ бос газ әртүрлі тереңдікте әртүрлі болады. Кеңейту жұмысын бос газ атқарады, сондықтан газдың үлкейіу жұмысын есептеген кезде толық емес газ факторын Г₀ –ді ескеру қажет, ал аз газ санын қолайлы газ факторы Г_эф деп аталады. Бірақ А.П. Кириловтың есептеуіне есептеуіне сәйкес сұрақты қысқартылған түрде қарастырайық. 1м³ мұнай түбіне Г₀³ метр газ түседі деп есептейік. Бірінші ерітілген газды алмаймыз. Бұл газдың эзотермиялық кеңеюі мына формуламен есептеледі

(2)

Жалпы энергия саны түпке келіп түсетін мұнайдың 3м мынаған тең.

(3)

Ұңғы сағасындағы бірнеше Р_у қысымға қарсы ағын ГЖС, сағадан тыс өзімен бірге бірнеше энергияны алып кетеді.

(4)

Энергия саны сағадан түпке дейінгі сұйықтың көтерілу процесі ұңғының өзінде қабаттан түсетін және және сонымен шығындалады, W_n әртүрлі теңдікке тең W₁-W₂ т.б.

(5)

Ескерту (5) жалпы көбейткіш 1м³ бар, өткені анықталатын энергия 1м³ мұнайға байланысты, 5 формула Н, м, т.б. джоуль.

Егер фонтан көтермесі тиімді режимде жұмыс жасаса, режимде к.п.д. газдың меншікті шығыны , ол 1м³ сұйықты көтеруі қажет, минимумге жеткеннен кейін . Бұл жағдайда энергия саны фонтандау үшін аз мөлшерде жеткілікті (5 теңдік мынаған тең)

(6)

Бұдан фонтандау мүмкін егер

(7)

бұдан Г₀ (8)

Егер қабаттан газ көп немесе 1м³ сұйықтықта көтеру режимі к.п.д. сөлі келсе онда фонтандауға болады.

А. П. Криловтың теориялық зерттеулер нәтижесңнде газдың меншікті шығыны анықтайды, бұл формула

(9)

А.П. Криловтың зерттеулерін ескере отырып меншікті газ шығыны газ сұйықтығын көтеру режимі к.п.д. ол мен байланысты.

= (1- ) (10)

Мұнда бату жағдайы

(11)

(11) және (9), (10), формулаларын теңестіреміз

(12)

12 ші теңдікте А.П. Криловтың негізгі зертеуілері көрсетілген мундай жағдаида газдың мұнайда ерігіштігін көрсетуге болады.12 ші формаларда, фантандау шартын (8)қарастыра отырып, газдың нақты санын анықтау к.к.Орташа қысым ретінде орташа арифметіка бойынша былай жазуға болады.

(13)

Орташа бос газ саны толық газфакторы Го тәрізді анықтаалады және еріген газ саны ерігіштік кафицент бойынша анықталады, оның өлшем бірлігі қысым

Гср=Го- (14)

Мунда ескерілетін жағдай мұнайдың құрамында су жоқ ол ерігштік газдан түрмаиды.Өиткені ол таза суланбаған мұнай қатарына жатады.Сондықтан мұнайдан бөлініп шығатын газ суды көтеру үшіндс шығындалады.Егер п-суланатын – көтеру сүйығының бөлшегі су болса онда газ факторы 1м³сүйықтыққасәйкес мынаған тең Гср(1-п) Осылайша газ факторы стандарты жағдайда 3метр газ саны анықталады. Ол орташа қысым көтеруінде бос күиінде орналасады және ол 1м сүйықтыққа сәикес келіп газ факторы болады оны биіктіке теңестіруге болады.Бұл газ факторын қолайлы газ факторы және Гэф деп белгілеиміз.

Бұдан кеиін ерігішті газ фонтандау шарты бойынша былай жазылады:

(15)

. (16)

 

16 шы теңдіктен түп қысымын анықтауға болады. Берілген теңдікте

басқа үзындықтарды фантандауды қамтамасыз ететін, олар , d, , ,Р

1 ші суретте грофикалық кескінде көрсетілген А нүктесі 2 сызықты қиып өтеді,(1және2), оң және сол жақ бөліктеріне сәйкес (37) бұдан оң және сол жоқ бөлім (16) тең екендігін көреміз бұл іздеп отырған түп ұңғының қысымы болады, берілген жағдайдағы фантандау процесі болып табылады.Сулану һ сулану жоғарлаған кезде нақты газ факторы пропорцаналды төмендейді, ал аптималды меншікті газ шығыны R бірнеше есе өседі

9)Сондықтан () және R (Р ) (в нүктесі)

Олай болса ұңғы түбіндегі фантандау қысымы өседі бұл жерде фантандау қысымын әр түрлі сулануда һ және () жаңа баиланыс алуға болады. Оны өндіру түрінің фантандық мумкіндіктерін анықтауға болады.Бұл аймақта ұңғыдағы газ саны керекті R үшінші суретте сол жақ,нүктеде В мән аимағы жатыр,бұл жағдаида фантандау мумкін емес, өиткені ұңғыға түсетін газ саны < R Бұл праграма келтірген теңдіктерге бірнеше ескерту жазу керек: Барлық формоулада қысымды () бірлік көлемінде алу к.к. осы теңдіктерге сәикес (16) ерігіштік коэифицент d өлшем бірлігі м³/(м³Па) Берілген теңдеулерді ескере отырып фантан құбырлары ұңғы түбіне түсірілген деп есептеп және НКТ башмағының қысымы түп қысымына - ке тең

Егер құбыр бошмагы түптен жоғары орналасса және < онда теңдіктегі орнына қойамыз.

Егер газдың белгіленуі тупте емес фонтон құбырының һ_нас орналасса онда барлық формуланың және орнына қарқындылық қысымын қоямыз және керісінше L – L_нас/ты қоямыз

Фантан қубыры L_нас газ бөлуінің бастапқы тереңдігін мына формуламен анықтаймыз

 

= (17)

, (18)

(17) формула L_нас пен салыстырмалы түрде есептеу қажет осы бағыт бойынша мына теңдеуді аламыз.

(18) (19)

39 және 40 теңдеуді алып 38 былай жазамыз

(20)

20 теңдік қайтадан былай жазамыз.

L² - ВL (21)

Бұл квадыраттеңдігі мынадай түрде беріледі.

L = (22)

22 ші формуладағы түбір алдындағы - таңбасын алып тастаймыз. 22 –ші --формуладағы А және В орнана 18 және 19 формуланы алып қойсақ мынандай теңдік паида болады

L_{НАС =} (23)

L_нас – тың тереңдігін анықтайық есептеу нәтежесінде онда қысымы болуы қажет. Ұңғы түбіндегі фонтандаудың орташа қысымын анықтауға болады тупке деиінгі L_нас бағана түбіндегі сүйық қысымын гидро –лық қысымға көбеитеһз

= +(L –L_нас) (24)

мұндағы газға қанаққан мұнайдың тығыздығы

8.3. Фантан көтергіші бағалау.

Фантан ұңғыларының дебиті сұйықтық санының үлкейіуіне байланысты өзгереді және үилеспелі газ санды солай өзгеріуі Бір – жағынан белгілі фонтон ұңғысы тәул 1000м³ мұнай берсе 2 ші жағынан тәуел 5м³ беретін фонтон ұңғылары бар. Фонтандауды қамтамасыз ету үшін барлық ұңғылар фонтон құбырларымен (НКТ) жабдықталды,олар ұңғыға тупке деиін түседі және олар арқылы фонтон ұңғыларында ағынды шақыртады. Ұңғыдағы құбырлар арқылы әртүрлі жуу пайда болады олар түп сүйығының ауысуына әсер етеді. Ұңғыны газбен бастыру,ұңғыдағы ауырсүиықты айдауын бастыру және де басқа операциялар олар ұңғыны пайдалану кезінде мұнай кен орындарын әртүрлі сатысында пайдаланады.

Мұндайоперациялар кезінде белгілі құбыр диаметірлерін пайдаланамыз ондай құбыр лар мынадай диаметірге болады: 48,60,70,89, және 102

Бірақта бұл құбырларды пайдаланған кезде 48 және 102мл құбырлар түптен қолданбайды. Кейіннен қолданылатын құбырларға 73 мл құбырлар жатады. Тек кейбір фонтан ұңғылары үшін яғни, дебиті тәулік бірнеше жүз м3 89мл құбырлар пайдаланады. Фонтан құбырларының дебиті ұңғы дебитіне байланысты деп аталады.

Ұңғыға әртүрлі құрал жабдықтарды түсіреміз оларға мысал ретінде шығым өлшегіш, қысым өлшегіш және жылу өлшегішті айтуға болады.

Бұл құбырлардың барлығының сыртқы дисиметрі 40мл болады, ал түпке еркін түсу үшін және ұңғының жұмысын тоқтатпау үшін құбырлардың ішкі диаметрі 73 мл аспау керек. Бұл 73мл құбырлардың қолдану себебіміз фонтан ұңғыларын пайдаланған кезде құбыр қабырғаларында белгілі парафин қалдықтары қалады, оларды жою үшін механикалық қырғыштарды пайдаланамыз. Оны публикатор арқылы фонтан құбырларына темір сыммен түсіріледі.

Қандайда фонтан көтергіші болмасын ол саласының шолу тереңдікте жұмыс жасайды. Е=Рб-Ру/Рдн.

Көпжағдайда болмағына мағыналар 0,3-0,65 шегінде жатады. 0,3<E0.65 к.п.д. көтергіш үшін (допт) және (дмах) тәртібі жұмыс кезінде бір-бірінен айырмашылығы жоқ. Сондықтан фонтан көтергіші (допт) және (дмах) аралығында жұмыс жасаған тиімді (дмах) нүктесінде жұмыс жасаған кезде айтарлықтай тұрақтылық байқалады.

Бұл режимде газ шығыны кезінде дебиттің өзгеруі байқалмайды. Ал, (дмах) нүктесімен жұмыс жасаған кезде тұрақсыздық байқалады ол фонтан көтергіш жұмысының бүлкілдеуіне байланысты. Бұл жағдайды газ шығынының өзгеруіне және дебитінің өзгеруімен болады. (dq/dv>0).

Бұл А.П. Крыловтың ұсынысы бойынша гащ сұйығының бергіштігі 2 жұмыс арқылы анықталады.

q_max=55d³(Р_б-Р_у/Рqh)^1,5 м³/с (1)

А.П. Крылов көрсеткендегі q_опт тең болады q_max (1-Е) режиміндегі бергіштік к. п.д.-дан үлкен болады, яғни

(2)

Егер Р_б Р_нас 1 және 2 формуладағы Р_б орнына Р_нас қаныққандық қысымы Р_нас тең. Бұл формуланы d диаметрін салыстырмалы түрде есептейміз 1 формуладан мынаны аламыз

(3)

және 2 формуладан

(4)

Бұл формула арқылы құбырлардың фонтан құбырлардың диаметрін анықтаймыз 1 және 2 формулада фонтан ұңғысындағы дебиті емес, ал берілген жағдайдағы фонтан құбырларының өткізгіштік қасиеттерін анықтаймыз.

Фонтан ұңғысының дебиті фонтан көтергіш және қабат жұмысымен анықталады. Заң бойынша қабат жұмыс басқару бірдей де ал фонтан құбырындағы ГЖС қозғалу процесі әртүрлі түптегі Р_с қысым қабаттағы сұйық ағынын төмендететіні анық нәтижесінде Р_с қысымы үлкейеді.

Ағын мына формуламен анықталады

(5)

Егер құбырлар түпке дейін түсірілген болса онда В₁ =Р_с, ал егер көтерілген болса L онда

(6)

Енді 6,5 формуланы былай жазамыз

(7)

7 формуланы оң жағын теңестіре отырып және 1 формуладағы көтергіштің қабілетін ескеріп мына формула

(8)

Одан кейін ұңғы дебитінің Р_б 7 формулада немесе 1 формулада салыстырманы есептейміз. Мұндай жолмен табылған дебит қабаттағы фонтан көтергішінің жұмысына сай. Бұл бағыт үшін 7 формуладағы оңжақ ағымдарын есептеу қажет.

(9)

Щдан кейін ұңғы дебитінің Р_б 7 формулада немесе 1 формулада салыстырманы есептейміз. Мұндай жолмен табылған дебит қабаттағы фонтан көтергішінің жұмысына сай. Бұл бағыт үшін 7 формуладағы оң жақ ағындарын есептеу қажет.

1 суретте түп қысымы көрсетілген және оған сәйкес қабаттағы фонтан көтергіш дебиттерімен сай келеді.

1 суреттегі графигі бойынша мыналар берілген. Р_пл=170*10⁵Па; Р_у=5*10⁵Па; Р_б =Р_с;L =H =2000м; Р =900км/м3; d =0.0503м; K =3.588*10^-5м³/Па*с; n=0,92; Р_б-өзгереді мынадай 150*10⁵Па.

Суретте көрсетілгендей қабат қысымы Р_с=8,05мПа мынадағы ұңғы дебиті q_max=212*10^-5м³/с және түптегі қысым Рс=12,1м Па тиімді бергіштік режим дебиті q_опт=130*10_-5м³/см.

Негізгі.: 1. [256-264], 3. [484-486], 1[261-264], 3[486-497], 1. [264-269], 3. [497-504], 1[269-274].3,[504-507]

Бақылау сұрақтары:

1. Фонтан ұңғысының баланс қысымы?

2. Мұнай ұңғысының фонтандау тәсілдері?

3. Қабат пен фонтанды көтеру жұмысы немен мінезделеді?

4. Қандай қысым кезінде түптегі ұңғыны фонтандау пайда болады?

5. Құбыр аралық кеңістікте газ қорының қарқындылығы қандай факторларға байланысты болады?

6. Тиімді газ факторы деп нені айтамыз?

7. Еріген газ кездегі фонтандау тәсілі қалай жазамыз?

8. Максималдық режим үшін көтеру бергіштігі теңдеуі қалай жазыладыф.

9. Оптималдық режим үшін көтеру бергіштігі теңдеуі қалай жазылады.

10. Фонтан көтергіштігінің қабат жұмыс кезіндегі дебиті қалай анықталады.