ρn = 2550 кг/м3 – густина піску;
ρ– густина промивальної рідини, кг/м3
υкр – критична швидкість падіння зерен піску в промивальній рідині, м/с
Площа поперечного перерізу експлуатаційної колони визначається за формулою:
F = 0,785 ∙ D2 , м2 , (2.12)
F = 0,785 ∙ 0,1252 = 0,0123 м2 .
Критичну швидкість падіння пісчинок в нафті визначаємо за формулою Стокса:
(2.13)
де dn – максимальний діаметр пісчинок, м,
dn = 0,9 ∙ 10-3 м
Згідно формули (2.11) знаходимо втрати напору на зрівноваження стовпів рідини різної густини в промивальних трубах і в кільцевому просторі на кожній швидкості агрегата:
Втрати напору на гідравлічні опори в шланзі і вертлюзі (h4 +h5 ) кожній швидкості агрегата визначаються на основі дослідних даних, які приведені в табл.. VI.5 [3, ст..100], згідно яких:
Втрати напору на гідравлічні опори в нагнітальній лінії від насоса до шланга на кожній швидкості агрегата визначаємо за формулою:
(2.14)
де 
- коефіцієнт гідравлічного опору при русі рідини в
нагнітальній лінії;
- довжина нагнітальної лінії, м; = 20 м;
- внутрішній діаметр нагнітальної лінії, м; = 0,05 м;
Vн.п. - швидкість руху рідини в нагнітальній лінії, м/с;
Площу прохідного отвору нагнітальної встановлюємо за формулою:
Fн.п. = 0,785 ∙ d6 , м2 , (2.15)
Fн.п. = 0,785 ∙ 0,052 = 0,00196 м2 ,
Визначаємо швидкість руху нафти в нагнітальній лінії за формулою:
, м/с, (2.16)
Визначаємо число Рейнольда при русі нафти в нагнітальній лінії за формулою:
Rе н.л. = υн.л. · dв / ∂ (2.17)
Оскільки 
, 
, 
, 
> 2320 то коефіцієнт гідравлічного опору встановлюємо за формулою:
= 0,3164 / 
(2.18)
= 0,3164 / 
= 0,3164 / 
= 0,3164 / 
= 0,3164 / 
Загальні втрати напору при прямій промивці на кожній швидкості агрегата визначається за формулою:
hзаг = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6 , м, (2.19)
Тиск на викиді насосного агрегата на кожній швидкості визначаємо за формулою:
Рн = hзаг ∙ ρ ∙ g ∙ 10-6 , МПа (2.20)
Тиск на вибої свердловини на кожній швидкості агрегата визначається за формулою:
Рвиб = (Н + h2 + h3 )∙ ρ ∙ g/106 , МПа (2.21)
Потужність агрегата, потрібна для промивки піщаної пробки на кожній швидкості, визначається за формулою:
N = Рн ∙ Q / (1000 ∙ ηa ) , кВт, (2.22)
де ηa – загальний к.к.д. агрегата; ηa = 0,75.
Коефіцієнт використання потужності агрегата визначається за формулою:
К = N ∙ 100 / Nmax , % (2.23)
де Nmax – максимальна потужність агрегата;
Nmax = 452 кВт.
Швидкість підйму піску на кожній швидкості агрегата визначається за формулою:
Vn = Vв – Vкр , м/с, (2.24)
Тривалість підйому піску на кожній швидкості агрегата визначається за формулою:
t = H / Vн , с, (2.25)
Розширюючи сила струменю рідини на кожній швидкості агрегата визначається за формулою:
Р = 2Q2 (f ∙ F) , кПа (2.26)
2.7 Розрахунок зворотної промивки піщаної пробки
Втрати напору на гідравлічні опори при русі рідини в кільцевому просторі на кожній швидкості агрегата визначається за формулою:
h1
= λк
∙ 
, м, (2.27)
де Vн – швидкість низхідного потоку рідини в кільцевому просторі, м/с.
Тут маємо на увазі, що швидкість низхідного потоку при зворотній промивці дорівнює швидкості висхідного потоку при прямій промивці.
Отже 
= 0,778 м/с; 
= 1,05 м/с; 
= 1,48 м/с; 
= 1,85 м/с.
витрати напору на гідравлічні опори при русі рідини з піском в промивальних трубах на кожній швидкості агрегата визначається за формулою:
h1
= φ ∙ λк
∙ 
, м, (2.28)
де Vв – швидкість висхідного потоку рідини в промив очних трубах, м/с.
Тут маємо на увазі, що швидкість висхідного потоку рідини при зворотній промивці дорівнює швидкості низхідного потоку при прямій промивці.
Отже 
= 2,088 м/с; 
= 2,817 м/с; 
= 3,977 м/с; 
=4,971 м/с.
Витрати напору на зрівноваження різниці густин рідин в промивочних трубах і в кільцевому просторі на кожній швидкості агрегата визначається за формулою:
(2.29)
Гідравлічні витрати тиску в шланзі і вертлюзі при зворотній промивці звичайно відсутні або дуже незначні, тобто (h4 + h5 ) = 0. Втрати напору на гідравлічні опори в нагнітальній лінії при зворотній промивці є такими, як при прямій промивці.
Отже 
= 3,999 м; 
= 6,77 м; 
= 12,37 м; 
=18,231м.
Загальні витрати напору при зворотній промивці на кожній швидкості агрегата визначаються за формулою (2.19):
Тиск на викиді насосного агрегата на кожній швидкості визначається за формулою (2.20)
Тиск на вибої свердловини на кожній швидкості визначається за формулою (2.21)
Потужність агрегата, потрібна для промивки піщаної пробки на кожній швидкості, визначаємо за формулою (2.22):
Коефіцієнт використання потужності агрегата визначається за формулою(2.23) :
Швидкість підйому піску на кожній швидкості агрегата визначається за формулою (2.24) :
Тривалість підйому піску на кожній швидкості агрегата визначається за формулою (2.25) :
Розширюючи сила струменю рідини на кожній швидкості агрегата визначається за формулою(2.26) :
2.8 Вибір способу промивки піщаної пробки
За результатами розрахунку прямої та зворотної промивки, враховуючи, що що пробка щільна вибираємо пряму швидкісну промивку піщаної пробки, на четвертій швидкості промивального агрегата.
2.9 Вибір підйомника
Для вибору підйомного агрегата необхідно визначити вагу колони насосно-компресорних труб за формулою:
Qк = m ∙ g ∙ H, Н. (2.30)
де m - маса 1 пог. м насосно-компресорних труб, кг/м;
m = 9,64 кг/м.п. згідно додатка 7 [5, ст. 480];
g- прискорення земного тяжіння, м/с2 ;
Н - глибина свердловини, м.
Qк = 9,64 ∙ 9,81 ∙ 2420 = 228777,4 Н = 228,8 кН.
Виходячи з ваги колони НКТ вибираємо підйомний агрегат з деяким запасом вантажопідйомності використовуючи літературу [3], ст.. 112-114, вибираємо підйомний агрегат А – 50У.
Технічна характеристика підйомного агрегата А – 50У
Допустиме навантаження 500 кН.
Потужність приводу 125 кВт.
Найбільш тягове зусилля на
набігаючому кінці каната 98 кН.
Розміри бочки барабана
(діаметр ∙ довжина) 426 ∙ 560 мм.
Вишка
Оснастка талевої системи 3 ∙ 4
Частота обертання вала барабана, хв..-1
к.к.д. підйомного агрегата 0,8
Тип талевого блока і гака, які входять в комплект підйомного агрегата та їхні маси:
- талевий блок БТ – 32, маса 230 кг.
- гак КР – 32, маса 180 кг.
Згідно таблиць 5.9 і 5.10. [3, ст.. 141,143]
2.10 Вибір обладнання для проведення СПО
Для згвинчування і розгвинчування НКТ використовуємо автомат АПР -2ВБ, разом з елеватором ЕТА – 32 і трубним ключем КУГУ.
Для згвинчування і розгвинчування різьбових з’єднань насосних штанг, підбираємо ключ штанговий КШЕ. Технічні характеристики автоматів і елеватора беремо з ст.. 146, 156, 159 [3].
Технічна характеристика автомата АПР-2ВБ
Максимальна вантажопідйомність, т 80
Максимальний обертовий момент на водило, Н∙м 4410
Частота обертання водила, хв..-1 48
Умовний діаметр труб по ГОСТ 633-80, мм 48;60;73;89;114
Габаритні розміри, мм 950/525/650
Маса, кг:
- складеного ключа 275
- повного комплекта 485
Технічна характеристика елеватора ЕТА-32
Вантажопідйомність, т 32
Умовний діаметр труб, мм. 48-73
Габаритні розміри, мм 265/200/540
Маса, кг: 16
Технічна характеристика ключа КШЕ-32
Діаметр загвинчуваних і розгвинчуваних
насосних штанг, мм 16;19;22;25
Максимальний обертовий момент на водилі, Н∙м 980
Частота обертання водила, хв..-1 100
Привід Електричний з живленням від
промислової сітки 380В
Електродвигун В71В4
Габаритні розміри, мм 610/430/470
Маса повного комплекту, кг: 145
Пост управління Кнопковий КУ-93-РВ
Елеватор Одноштропний,
вантажопідйомністю 10 т.
2.11 Розрахунок оснастки талевої системи
Кількість робочих струн оснастки талевої системи визначаємо за формулою:
К = Qг / (Р1 ∙ ηт.с. ), (2.31)
де Qг – навантаження на гак, Н;
Р1 – тягове зусилля підйомника на першій швидкості агрегата, Н;
ηт.с. - к.к.д. талевої системи; ηт.с. = 0,82.
струни
Навантаження на гак визначаємо за формулою:
Qг = Qк + Qт.с. , Н, (2.32)
де Qт.с. – вага рухомої частини талевої системи (талевого блока, гака і
елеватора), Н;
Qг = 228777,4 + 4177,6 = 232955 Н.
Вагу рухомої частини талевої системи визначаємо за формулою:
Qт.с. = (mт.б. + mг. + m.ел. ) ∙ g, Н, (2.33)
де mт.б. – маса талевого блока, кг mт.б. = 230 кг.
mг. – маса гака, кг; mг. = 180 кг.
m.ел – маса елеватора, кг; m.ел = 16 кг.
Qт.с. = (230 + 180 + 16. ) ∙ 9,81 = 4177,6 Н.
Тягове зусилля підйомника на першій швидкості визначається за формулою:
Р1 = Nдв. ∙ ηа / Vг 1 , Н, (2.34)
де Nдв. – потужність двигуна агрегата, кВт;
Nдв. = 125 кВт.
ηа – к.к.д. підйомного агрегата, кВт; ηа = 0,8;
Р1 = 125 ∙ 0,8 / 0,887 = 112,74 кН = 112740 Н.
Швидкість підйому гака на першій швидкості агрегата знаходимо за формулою:
V21 = π∙ DБ ∙n1 / 60, м/с, (2.35)
де DБ – діаметр бочки барабана лебідки підйомника, м; DБ = 0,426м;
n1 – частота обертання барабана на першій швидкості
підйомника, об/хв.;
n1 = 39,8 об/хв.
Vг1 = 3,14∙ 0,426 ∙39,8/ 60 = 0,887 м/с.
На основі розрахунку вибираємо тип оснастки талевої системи 3 х 4.
2.12 Розрахунок використання швидкостей підйомника
Кількість одно трубок, котрі можна підіймати на кожній швидкості підйомника, визначаємо за формулою:
Zi = n1 / ni – B , (2.36)
де А =
, (2.37)
В = Qт.с. / m ∙ g ∙ l(2.38)
ni - частота обортання барабана підйомника на першій швидкості, об/хв.;
m – маса одного погонного метра колони насосно-компресорних труб, кг/м3 ;
g - прискорення земного тяжіння, м/с2 ;
l - довжина однієї труби (одно трубки), м.
Тоді:
Загальну кількість одно трубок в колоні НКТ визначаємо за формулою:
Z = H / L, (2.39)
Z = 2420 / 8 = 302.5 = 303.
Для раціонального використання всіх швидкостей лише підйомника потрібно переходити на підвищені швидкості підйому після досягнення максимально допустимих навантажень при більш високих швидкостях.
Виходячи з цього, кількість одно трубок, котрі слід піднімати на кожній швидкості, якщо підйомник має чотири швидкості підйому визначаємо за формулами:
(2.40)
(2.41)
(2.42)
(2.43)
Отже:
2.13 Підготовчі роботи
Підготовчі роботи проводяться до початку ремонту - свердловини з метою забезпечення безперервної роботи бригади по підземному ремонту свердловини.
До підготовчих робіт відносяться:
- прокладка освітлювальної лінії;
- ремонт під’їзних доріг до свердловини;
- доставка на свердловину необхідного обладнання;
- розміщення труб на стелажах біля свердловин;
- ремонт підлоги і містків;
- підготовка площадки для підйому установки;
- доставка на свердловину пересувного агрегату і встановлення його
на спеціальній площадці.
Майстер підземного ремонту повинен обстежити свердловину і визначити недоліки в її підготовці.
Підготовка глибинно-насосних свердловин полягає в наступному:
Зупиняють вестат-качалку, від’єднують викидну лінію від трійника-сильника, полірований шток.
Відкидують головку балансира, так щоб вона не заважала руху талевого блоку і гака при підйомі і спуску штанг або труб і розбирають обладнання на гирлі свердловини для проведення підземного ремонту.
З свердловини піднімають вставний насос і НКТ та визначають глибину свердловини, а також і висоту піщаної пробки.
2.14 Технологія проведення промивки піщаної пробки
Неперервне пряме промивання. У разі неперервного (швидкого) прямого промивання використовують промивальну головку, яка дає змогу нарощувати труби майже без припинення промпомповування рідини. Промивальна головка являє собою хрестовину 4 зварної конструкції із верверхньою покришкою 2, яка знімається (див. лист 2)
Покришка кріпиться до хрестовини гвинтовою різзю під час повороту її на 90°. Всередину хрестовини вставляється змінна вкладка з 3 ручками 5, діаметр якої відповідає діаметрові промивальних труб 7. У верхньому кінці корпусу і в нижній чистині вкладки є ущільнювальні кільця 1 і 6.
Промивання свердловини здійснюють наступним чином (див. литс 1). Після опускання труб на певну глибину, не доходячи 10-15 м до рівня верху піщаної пробки, відновлюють циркуляцію Промивної рідини. Відтак, опускаючи у свердловину підвішені на вертлюзі з допомогою пілвертлюжного патрубка промивальні труби, розпушують пробку. Коли верхня муфта НКТ підходить до промивальної головки 8, в її корпус під цю муфту вставляють вкладку і в ході подальшого опускання садять торець муфти на вкладку. Після цього розгвинчують різьову вкладку між грубою та під вертлюжним патрубком і на промивальну головку закріплюють покришку. У цей час подавання промивної рідини переводять із вертлюга на ємність, відкриваючи кран 1 і закриваючи кран 2. а відтак через промивальну головку (по кільцевому зазорі в корпусі) по НКТ здійснюють пряме пропомпонування рідини, відкривши кран 1, доти, поки чергова труба не буде підготовлена для нарощування.
Підготувавши чергову трубу до опускання,
29-04-2015, 00:43