Расчет эксплуатации газовой скважины фонтанным способом
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
танавливается на верхний фланец колонной обвязки.
На скважинах нефтяных и газовых промыслов страны применяются, в основном, арматуры ГОСТ 13846-89 и ГОСТ 13846-84.
Основные функции фонтанной арматуры:
- герметизация устья скважины;
- управление, контроль и регулирование технологического режима эксплуатации (работы) скважины;
- направление продукции скважины через манифольд в систему сбора и подготовки нефти и газа:
- полное закрытие или глушение скважины;
- обеспечение подвески одного или двух рядов насосно-компрессорных труб (НКТ);
- обеспечение спуска в скважину приборов, устройств, оборудования;
- обеспечение закачки в скважину рабочих агентов для воздействия на пласт или призабойную зону пласта и других специальных веществ.
Фонтанная арматура (ГОСТ 13846-89) классифицируется:
oпо рабочему давлению от 14 до 140 МПа;
oпо размерам проходного сечения ствола от 50 до 150 мм;
oпо числу спускаемых в скважину рядов насосно-компрессорных труб на однорядные и двухрядные;
oпо типу запорных устройств с задвижками или с кранами:
oпо конструкции фонтанной елки на крестовые и тройниковые.
Фонтанная арматура состоит из трубной обвязки (трубной головки) и фонтанной елки (Приложнние 1).
1)Трубная обвязка предназначена:
- для подвески колонн насосно-компрессорных труб;
- для герметизации пространства между обсадной эксплуатационной колонной и НКТ (затрубное пространство);
- для промывки и закачки в скважину рабочих агентов и других веществ;
- для контроля давления в затрубном пространстве;
Трубную обвязку изготавливают для подвески одного или двух рядов НКТ. Она состоит из крестовины с двумя боковыми отводами и трубной подвески. Насосно-компрессорные трубы подвешиваются либо на муфте, либо на резьбе
На одном из боковых отводов крестовины трубной обвязки устанавливается манометр для контроля давления в затрубном пространстве.
Если в скважину спускается два ряда НКТ, то на крестовину трубной обвязки устанавливается тройник.
В этом случае внутренний ряд труб крепится к стволовой катушке через переводник, а наружный ряд - к тройнику на патрубке. Возможна установка НКТ и на муфте (внутренний ряд труб на муфтовой подвеске, устанавливаемой в тройнике трубной обвязки, а наружный ряд - в крестовине).
2)Фонтанная елка предназначена:
- для направления потока продукции скважины в выкидную линию на замерную установку;
- для регулирования технологического режима эксплуатации скважины;
- для обеспечения спуска в скважину приборов;
- для закрытия скважины;
- для контроля давления на устье (на буфере) скважины.
По ГОСТ 13846-89 предусмотрено выполнение шести схем фонтанных елок.
Устанавливается фонтанная елка на верхний фланец трубной обвязки.
Сверху елка заканчивается колпаком (буфером).
В тройниковой конструкции предусматриваются две выкидные линии: верхняя (рабочая) и нижняя (запасная).
В крестовой конструкции имеется два боковых отвода: запасной и рабочий.
Запасные линии открывают только в случае необходимости устранения каких-либо неполадок в работе рабочей линии (смена дросселя, коррозионное разрушение и т.п.).
Схему и число выкидных линий фонтанной елки выбирают в зависимости от характеристики скважины. Чаще всего для фонтанных скважин применяют елки тройникового типа с двумя выкидными линиями. Фонтанные елки с одной выкидной линией обычно применяют для скважин с небольшим устьевым давлением (до 14 МПа) без абразивных частиц в продукции.
2. Расчеты эксплуатации газовой скважины фонтанным способом
Процесс эксплуатации газовых скважин характеризуется некоторыми особенностями, связанными со свойствами продукции. Так как процесс эксплуатации таких скважин осуществляется при повышенных давлениях на устье, к герметичности газовых скважин предъявляются повышенные требования.
Обычно в добывающую скважину спускаются фонтанные трубы и комплекс скважинного оборудования, включающий пакеры, клапаны-отсекатели, циркуляционные и ингибиторные клапаны, замки, посадочные ниппели, телескопические соединения, скважинные камеры, уравнительные клапаны и др.
Один из основных вопросов при эксплуатации газовых скважин - определение диаметра подъемных труб.
2.1 Расчет подъемника газовой скважины
Одним из критериев при расчете диаметра подъемника газовой скважины является обеспечение выноса с забоя твердых или жидких частиц, содержащихся в продукции.
Вынос этих частиц зависит от скорости газового потока у башмака труб vr. Основное условие выноса следующее:
vr * 1.2v кp, (2.1)
где v кp - критическая скорость, при которой твердые или жидкие частицы находятся в потоке газа во взвешенном состоянии, м/с.
Расчет выноса твердых частиц
В этом случае критическая скорость зависит от режима течения газа и диаметра выносимых частиц.
Режим течения определяется параметром Рейнольдса
Re = v кpт dт ?г /?г (2.2)
или параметром Архимеда
Ar = dт ?г g(?т ? ?г)/?г, (2.3)
где dT - диаметр твердой частицы, м; ?т - плотность твердых частиц, кг/м3 (при расчетах принимают ?т = 2400 кг/м3). Выделяют три режима течения:
ламинарный Re ? 2 или Аr ?36; (2.4)
переходный 2 < Re ?500 или 36<Ar? 83 000; (2.5)
турбулентный Re &g