Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Обоснование числа смесительных машин и цементировочных агрегатов при закачивании и продавливании тампонажных растворов.





 

Для приготовления тампонажного раствора выбирается тип и определяется число смесительных машин (nсм):

, (9.1.)

где mi – насыпная масса сухой тампонажной смеси, кг/м3;

Vбун – емкость бункера смесительной машины, м3.

Процесс закачивания тампонажного раствора должен осуществляться с максимальной производительностью. При этом производительность цементировочных агрегатов должна примерно соответствовать производительности смесительных машин.

Число цементировочных агрегатов в этом случае определяем соотношением:

. (9.2.)

А их общая производительность:

, (9.3.)

где qсм – производительность одной смесительной машины, м3/с;

QЦА – суммарная производительность цементировочных агрегатов, м3/с;

qЦА – максимальная производительность цементировочного агрегата, м3/с.

В свою очередь производительность одной смесительной машины определяем по формуле:

, (9.4.)

где Qв - производительность водяного насоса цементировочного агрегата;

Vi – объем i-го тампонажного раствора, м3;

Mi – масса i-го тампонажного материала, т.

 

Производим расчет:

Принимаем смесительные машины УС6-30 и цементировочные агрегаты ЦА–320М.

Для «бездобавочного» тампонажного раствора:

.

Принимаем .

Для «облегченного» тампонажного раствора:

.

Принимаем .

Находим производительность одной смесительной машины для каждого раствора.

Для «бездобавочного» тампонажного раствора:

Для ЦА-320М Qв = 0,013 м3/с [1].

м3/с.

Для «облегченного» тампонажного раствора:

м3/с.

Определяем суммарную производительность цементировочных агрегатов для каждого тампонажного раствора.

Для «бездобавочного» тампонажного раствора:

м3/с.

Для «облегченного» тампонажного раствора:

«Облегченный» тампонажный раствор решено закачивать в 2 этапа, чтобы избежать резких снижений и увеличений расхода, сначала закачаем первую половину объема Vо , затем вторую. Таким образом:

м3/с;

м3/с.

Рассчитываем необходимое число цементировочных агрегатов.

Согласно техническим характеристикам ЦА-320М при диаметре цилиндровых втулок 127 мм максимальная производительность: qЦА = =0,0151 м3/с.

Для «бездобавочного» тампонажного раствора:

.

Принимаем .

Для «облегченного» тампонажного раствора:

;

Принимаем .

;

Принимаем .

При закачивании продавочной жидкости число цементировочных агрегатов увеличиваем на один агрегат, что связано с необходимостью продавливания разделительной пробки. А также берется еще один агрегат для подачи воды на цементировочные агрегаты, участвующие в приготовлении тампонажного раствора, и для подачи продавочной жидкости.

В процессе закачивания тампонажного раствора или продавочной жидкости возможны следующие осложнения:

Ø поглощения тампонажного раствора из-за превышения гидростатического давления составного столба жидкостей совместно с гидродинамическими давлениями в заколонном пространстве над пластовым давлением;

Ø разрыв сплошности потока закачиваемых жидкостей из-за повышенной плотности тампонажного раствора по сравнению с плотностями промывочной и продавочной жидкостями.

Для предупреждения этих осложнений и обоснования режима закачивания и продавливания тампонажного раствора строят зависимости:

Рцг = f (Qi, Vжi); (9.5.)

Ркпз = f (Qi, Vжi), (9.6.)

где Рцг и Ркпз – соответственно давления на цементировочной головке и в кольцевом пространстве в интервале продуктивного пласта (на забой скважины), МПа;

Qi – производительность цементировочных агрегатов, м3/с;

Vжi – объем закачиваемой жидкости, м3.

Рцг = Ркпс – Рт + ΔРт + ΔРкп; (9.7.)

Ркпз = Ркпс + ΔРкп, (9.8.)

где Ркпс, Рт – соответственно гидростатические давления составных столбов жидкостей в кольцевом пространстве и в трубах, МПа;

ΔРкп, ΔРт – соответственно гидродинамические давления, обусловленные движением жидкостей в кольцевом пространстве и в трубах,МПа.

ΔРкп будем находить по формуле (3.12.) пункта 3 данного курсового проекта. ΔРт будет находиться по этой же формуле, только вместо dr будем подставлять dвн , а вместо FкпFТ . FТ – площадь поперечного сечения трубного пространства, м2.

Для вязкопластичных жидкостей коэффициент гидравлических сопротивлений в кольцевом пространстве λкп будем рассчитывать по формуле (3.13.) пункта 3 данного курсового проекта. А коэффициент гидравлических сопротивлений в трубах λТ в [2] предлагают рассчитывать по формуле:

(9.9.)

Для вязких жидкостей принимаем λкп = 0,03, λТ = 0,02.

Построение зависимостей производим, задаваясь несколькими значениями объема закачиваемых буферной жидкости, тампонажного раствора и продавочной жидкости.

V1 = 0; (9.10.)

V2 = Vбуф; (9.11.)

V3 = Vбуф + Vо; (9.12.)

V4 = Vбуф + Vо + Vб; (9.13.)

V5 = Vбуф + Vo + Vб + 1/2·Vпр.ж.; (9.14.)

V6 = Vбуф + Vo + Vб +2/3 ·Vпр.ж.; (9.15.)

V7 = Vбуф + Vo + Vб + (Vпр.ж. – 1,5); (9.16.)

V8 = Vбуф + Vо + Vб + Vпр.ж.. (9.17.)

 

Таким образом, на каждый момент определяется распределение жидкостей в кольцевом пространстве и в обсадной колонне:

; (9.18.)

; (9.19.)

При принятой производительности цементировочных агрегатов определяют значения Рцг и Ркпз. Изменяют режим работы цементировочных агрегатов, проводятся аналогичные вычисления. Таким образом, для различных режимов работы определяются давления на цементировочной головке и забое в кольцевом пространстве, результаты заносят в таблицу 9.2. и в виде графика (рисунки 9.1. и 9.2.), куда также наносятся значения давления гидроразрыва и допустимого давления на насосах цементировочных агрегатов.

По формулам (9.10.)-(9.17.) определяем значения объемов Vi жидкостей, закачиваемых в эксплуатационную колонну:

V1 = 0 м3;

V2 = 4,31 м3;

V3 = 4,31 + 34,06 = 38,37 м3;

V4 = 4,31 + 34,06 + 7,78 = 46,15 м3;

V5 = 4,31 + 34,06 + 7,78 + ½ · 29,08 = 60,69 м3;

V6 = 4,31 + 34,06 + 7,78 + 2/3 · 29,08 = 65,54 м3;

V7 = 4,31 + 34,06 + 7,78 + (29,08 – 1,5) = 73,73 м3;

V8 = 4,31 + 34,06 + 7,78 + 29,08 = 75,23 м3.

 

Для примера определим распределение жидкостей в кольцевом пространстве и в обсадной колонне для объема V3:

V3 = 4,31 + 34,06 = 38,37 м3.

Определим внутренний объем труб:

Vвн.тр. = 0,785 ·0,1322 ·2058 = 28,15 м3;

Так как VО = 34,06 м3 > Vвн.тр. = 28,15 м3, то

м.

Найдем объем «облегченного» тампонажного раствора, который уже находится в кольцевом пространстве:

VКПо = 34,06 – 28,15 = 5,91 м3, значит

м;

м;

м.

Распределение жидкостей в кольцевом пространстве и в обсадной колонне для остальных объемов рассчитывается аналогично и приводится в таблице 9.1.


Таблица 9.1. Распределение жидкостей в кольцевом пространстве и в обсадной колонне.

Объем прокачивае-мых жидкостей, м3 Распределение прокачиваемых жидкостей, м
в обсадной колонне в кольцевом пространстве
Буровой раствор Буферная жидкость Облегчен-ный тампонаж-ный раствор Бездобаво-чный тампонаж-ный раствор Продавоч-ная жидкость Буровой раствор Буферная жидкость Облегчен-ный тампонаж-ный раствор Бездобаво-чный тампонаж-ный раствор Продавоч-ная жидкость
V1 = 0 - - - - - - - -
V2 = 4,31 - - - - - - -
V3 = 38,37 - - - - - -
V4 = 46,15 - - - - -
V5 = 60,69 - - - -
V6 = 65,54 - - - -
V7 = 73,73 - - - -
V8 = 75,23 - - - -

 

L = 2058 м; Vбуф.ж. = 4,31 м3; VО = 34,06 м3; Vб = 7,78 м3; Vпр.ж. = 29,08 м3.


При объеме V1 = 0 (перед закачкой тампонажного раствора) скважина заполнена только промывочной жидкостью, гидродинамические составляющие давлений Рцг и Ркпз отсутствуют, в скважине действуют только гидростатические составляющие давлений.

Расчет производится для четвертой, третьей и второй скоростей цементировочных агрегатов, поскольку закачка жидкостей на первой скорости не проводится.

Для примера приведем расчет давлений Рцг и Ркпз при объеме V3 = 38,37 м3, закачиваемом на четвертой скорости при производительности Q = 0,0302 м3/с.

Значения , берем из пункта 3 данного проекта и рассчитываем λТ .

Для «облегченного» тампонажного раствора:

;

;

.

МПа.

МПа.

МПа;

МПа;

МПа;

МПа.

МПа.

МПа.

Аналогично определяем Рцг и Ркпз для третьей скорости и для второй скорости ЦА для различных объемов закачиваемых и продавливаемых жидкостей. Причем следует учитывать, что объем V2 закачиваем одним цементировочным агрегатом, V3 и V4 закачиваем двумя агрегатами, а V5 , V6 , V7 и V8 продавливаем пятью агрегатами. Здесь суммарная производительность будет зависеть от количества работающих агрегатов при закачке и продавке соответствующего объема.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 9.2.


Таблица 9.2. Результаты расчетов Рцг и Ркпз.

Объем прока-чиваемой жидкости, м3 Рт, МПа Ркпс, МПа IV передача, Q = 0,0151 м3 III передача, Q = 0,0098 м3 II передача, Q = 0,0051 м3
ΔРкп, МПа ΔРт, МПа Рцг, МПа Ркпз, МПа ΔРкп, МПа ΔРт, МПа Рцг, МПа Ркпз, МПа ΔРкп, МПа ΔРт, МПа Рцг, МПа Ркпз, МПа
V1 = 0 22,62 22,62 22,62 22,62 22,62
V2 = 4,31 22,44 22,62 0,21 0,49 0,88 22,83 0,09 0,21 0,48 22,71 0,02 0,06 0,26 22,64
V3 = 38,37 29,64 23,26 0,84 2,82 -2,71 24,1 0,36 1,19 -4,84 23,62 0,096 0,32 -5,96 23,36
V4 = 46,15 31,81 24,18 0,88 2,97 -3,15 25,06 0,37 1,25 -5,38 24,55 0,1 0,34 -6,56 24,28
V5 = 60,69 27,24 25,99 5,97 12,21 16,93 31,96 2,51 5,14 6,41 28,5 0,68 1,39 0,82 26,67
V6 = 65,54 25,97 26,55 6,12 10,1 16,8 32,67 2,58 4,25 7,41 29,13 0,69 1,15 2,43 27,25
V7 = 73,73 22,47 28,25 6,54 5,71 18,03 34,79 2,75 2,41 10,9 0,76 0,65 7,18 28,99
V8 = 75,23 22,28 28,3 6,56 5,47 18,05 34,86 2,76 2,31 11,09 31,06 0,75 0,62 7,39 29,05

 

Примечание: Расчет для цементировочного агрегата ЦА – 320М производится при диаметре втулок 127 мм.


Н]4
Н]3
Н]2
Рисунок 9.1. График зависимости давлений на цементировочной головке от производительности цементировочных агрегатов и объема закачиваемых жидкостей.

- IV скорость; - III скорость; - II скорость.


Рисунок 9.2. График зависимости давлений в кольцевом пространстве на забое скважины от производительности цементировочных агрегатов и объема закачиваемых жидкостей.

Ргр
- IV скорость; - III скорость;------ - II скорость.


Из графиков определяем момент снижения давления на цементировочной головке и необходимую величину противодавления на устье.

Режим продавливания определяется из условий:

Ркпз < Ргр;

Рцг < [Рн].

При проектировании режима продавливания следует учитывать, что последние 1,0…1,5 м3 продавочной жидкости в целях предупреждения нарушения сплошности колонны и герметичности элементов ее оснастки вследствие возможности гидравлического удара при посадке разделительной пробки на кольцо «стоп», следует закачивать с наименьшей производительностью.

Анализируя графики (рисунок 9.1., 9.2.) определяем, что на 4-й скорости можно закачать 50 м3 жидкости, на 3-й скорости закачиваем 15 м3, на 2-й скорости закачиваем 10,23 м3, причем последние 1,5 м3 закачиваем на 2-й скорости одним агрегатом.








ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2022 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.