Расчет фонтанного подъемника
Рассчитать фонтанный подъемник, когда скважина фонтанирует нефтью за счет гидростатического напора без выделения свободного газа в НКТ (частный случай).
По скважине известно:
внутренний диаметр эксплуатационной колонны dэкс=0,128 м;
внутренний диаметр лифтовых труб dнкт=0,076 м;
плотность нефти в скважине ρн=0,85 т/м3;
кинематическая вязкость нефти ν=0,1⋅10-4м2/с.
Варианты , м , т/сут , МПа ,
8 2370 195 13,5 80
Решение
Определим режим движения нефти по НКТ (число Рейнольдса) для расчета коэффициента гидравлических сопротивлений. Для этого рассчитаем линейную скорость движение нефти по НКТ в размерности :
υн=qF=qρнπ∙d24∙86400=1950,85∙3,14∙0,07624∙86400=0,5856 м/с
Находим число Рейнольдса
Re=υн∙dнктν=0,5856∙0,0760,1∙10-4=4450,6
Следовательно, режим течения турбулентный и коэффициент гидравлических сопротивлений находим из выражения:
λ=0,31644Re=0,316444450,6=0,03874
Находим гидравлические потери на трение
Pтр=λ∙H∙υн2∙ρн2∙d∙g=0,03874∙2370∙0,58562∙0,85∙1032∙0,076∙9,81=17947 Па=0,018 МПа
Находим гидростатическое давление столба нефти в скважине
Pг=ρgH=850∙9,81∙2370=19762245 Па=19,762 МПа
Находим забойное давление работающей скважины
Pзаб=Pг+Pтр+Pу=19,762+0,018+13,5=33,28 МПа
Находим КПД подъемника при фонтанировании по НКТ
КПДнкт=11+λ∙υн22∙d∙g=11+0,03874∙0,585622∙0,076∙9,81=0,991
Находим общий КПД фонтанирования (при движении нефти из пласта на поверхность)
КПДобщ=PгPпл
Для этого находим
Pпл=Pзаб+qη=33,28+19580∙0,1=33,524 МПа
тогда КПДобщ=19,76233,524=0,59
При фонтанировании скважины по эксплуатационной колонне:
υн=1950,85∙3,14∙0,12824∙86400=0,206 м/с;
Re=υн∙dнктν=0,206∙0,1280,1∙10-4=2642,5;
Re>2300, следовательно, режим турбулентный.
λ=0,31644Re=0,316442642,5=0,04413;
Pтр=0,04413∙2370∙0,2062∙0,85∙1032∙0,128∙9,81=1508,7 Па=0,0015 МПа
Pу.экс=Pзаб-Pг-Pтр=33,28-19,762-0,0015=13,516 МПа
т.е