Расчет подъемника газовой скважины

Расчет выноса твердых частиц
В этом случае критическая скорость зависит от режима течения газа и диаметра выносимых частиц.
Режим течения определяем параметром Архимеда
Ar=dT3·ρг·g·(ρT-ρг)μг2=0,0023·1,4·9,81·(2100-1,4)2·10-5 2=576443
где dТ – диаметр твердой частицы, м; dТ = 0,002 м;
T – плотность твердых частиц, кг/м3
Режим течения:
- турбулентный Re 500 или Ar 83000.
Критическая скорость рассчитывается по формуле:
- турбулентный режим
VКРТ=5,46dT(ρT-ρг)ρг=5,460,002(2100-1,4)1,4=9,45 м/с
где Г – плотность газа при давлении и температуре у башмака труб, кг/м3
µг – динамическая вязкость газа при давлении и температуре у башмака труб, Пас.
V'Г=1,2·VКРТ=1,2·9,45=11,34 м/с
Внутренний диаметр подъемника, м
dвн=0,1108QГ·p0·Tзаб·zзабV'Г·pзаб·Tст=0,11081,2·103·0,1·339·0,811,34·11,5·293==0,102 м
где QГ – дебит газа, тыс. м3/сут.
zзаб – примем =0,8
Выбираем трубы с условным диаметром 114 мм; внутренний диаметр dвн = 0,103 м.
Длина подъемника принимается равной глубине скважины, поэтому давление и температура у башмака подъемника равны соответственно забойным.
Расчет выноса жидких капель
Критическая скорость выноса жидких капель с забоя газовой скважины, м/с
Vкр ж=16,47·45-0,455·pзаб0,25pзаб=16,47·45-0,455·11,50,2511,5=12,2 м/с
где РЗАБ – забойное давление, МПа .
V'Г=1,2·VКРТ=1,2·12,2=14,64 м/с
Внутренний диаметр подъемника, м
dвн=0,1108QГ·p0·Tзаб·zзабV'Г·pзаб·Tст=0,11081,2·103·0,1·339·0,814,64·11,5·293=0,09 м
Если в продукции скважины имеются твердые и жидкие частицы, то при расчете диаметра подъемника из полученных двух значений диаметра выбирают наименьше.
Поскольку 0,090<0,102, то выбираем трубы с условным диаметром 102 мм; внутренний диаметр dвн = 0,0886 м.
Расчет сосудов для подготовки и хранения добываемой продукции Расчет обечайки
Таблица 2 – Данные к задаче: расчет сосудов для подготовки и хранения добываемой продукции
Ва-ри-ант Рабочее давление Рв, МПа Коэффициент зависящий от способа сварки φ Внутренний диаметр Dв, мм Температура Секундный объемный расход Скорость
снаружи внутри газа qг, м3/с жидкости qж, м3/с слива qсл, м3/с газа в анта штуцере wг , м/с жидкости в штуцере wж, м/с жидкости в сливе wсл, м/с
5 15 0,8 600 30 15 0,683 1,41 0,29 29,7 1,43 0,23
Расчетным давлением сосудов служит пробное давление испытания.
- для сварных сосудов при рабочем давлении
Pпр=1,25Pвσ20σt=1,25·15147153=18 МПа
- для литых сосудов при любом давлении
Pпр=1,5Pвσ20σt=1,5·15147153=21,6 МПа
где 20,t – соответственно допускаемое напряжение при 20°С и рабочей температуре, Па.
Допускаемое напряжение при рабочей температуре определяется по формулам (берется меньшее из них)