Расчет совместной закачки воды в водонагнетательные скважины по насосно-компрессорным трубам и затрубному пространству

С целью экономии гидравлической энергии за счет снижения потерь давления на гидравлическое трение, при заводнении пластов применяется совместная закачка жидкости по НКТ и затрубному пространству. На рис.1 показана расчетная схема данной системы эксплуатации нагнетательных скважин.

Цель работы: Расчитать перепад давления на гидравлическое трение при одновременной прокачке воды по НКТ и затрубному пространству.

Особенность расчета состоит в том, что поток воды подаваемой в скважину с расходом Q разделяется на два потока – одни с расходом q₁ в насосно-компрессорных трубах, а другой с расходом q₂ в затрубном пространстве: Q=q₁+q₂

При совместной прокачке жидкости должно выполняться условие равенства перепадов давления на гидравлическое трение в НКТ и затрубном пространстве.

Перепад давления для труб круглого сечения – НКТ определяется по закону Дарси-Вейсбаха:

(1)

,

где L – длина НКТ, м; r – плотность воды, кг/м³; d – внутренний диаметр НКТ, м; w₁ – скорость потока, м/с; l_НКТ – коэффициент гидравлического сопротивления НКТ. Скорость потока: , где q₁ – расход жидкости в НКТ, м³/с; F₁ – площадь сечения НКТ, м²: F₁=0.25p d².

Коэффициент гидравлического сопротивления НКТ:

, где – относительная шероховатость;

– число Рейнольдса, где n – кинематическая вязкость м²/с.

Перепад давления для затрубного пространства:

(2)

,

где D – внутренний диаметр колонны, м; b – толщина стенки НКТ, м; l_ЗАТ – коэффициент гидравлического сопротивления затрубного пространства:

, где – относительная шероховатость; – число Рейнольдса. Скорость потока в затрубном пространстве , где q₂ – расход жидкости в затрубном пространстве, м³/с; F₂ – площадь сечения кольцевого пространства, м²:

F₂=0.25p [D²–(d+2b)²].

Исходя из условия равенства перепада давления на гидравлическое сопротивление в НКТ и затрубном пространстве и неразрывности потока:

DP_НКТ=f₁(q₁), DP_ЗАТ=f₂(q₂) и Q=q₁+q₂ => f₁(q₁)=f₂(Q-q₁) (3)

Решить уравнение (3) относительно неизвестного расхода потока в НКТ – q₁можно графически.

Для этого необходимо построить два графика:

I – зависимость перепада давления на гидравлическое трение DP_НКТ от расхода жидкости q₁.

Для этого, задавшись расходами q₁

q₁[м³/сут]=

DP_НКТ, [МПа] ??? ??? ???

необходимо расcчитать соответствующие им перепады давления по формуле (1).

Результаты отразить графически (см. график 1, рис.2).

II – зависимость перепада давления на гидравлическое трение DP_ЗАТ от расхода q₂ .

Для этого, , задавшись расходами q₂

q_2-[м³/сут]=

DP_ЗАТ, [МПа] ??? ??? ???

необходимо расcчитать соответствующие расходу q₂ перепады давления в затрубном пространстве по формуле (2). Результаты отразить графически (см. график 2, рис.2). ДЛЯ ПОСТОРОЕНИЯ ГРАФИКА 2 ВЕЛИЧИНЫ РАСХОДА q₂ НЕОБХОДИМО ОТКЛАДЫВАТЬ ВЛЕВО ОТ ВЕЛИЧИНЫ РАСХОДА Q.

После построения графиков необходимо по точке пересечения определить расходы жидкости по НКТ – q₁и затрубному пространству – q₂, а также перепад давления на гидро-сопротивление – DP.

Исходные данные;

Вариант D, мм d, мм Q, м³/сут D₁, мм D₂, мм L,м b,мм r,кг/м³ n, м²/с

0.5 0.9 1×10^-6

0.5 0.9 1×10^-6

0.5 0.9 1×10^-6

0.5 0.9 1×10^-6

0.5 0.9 1×10^-6

Примечание:

Для расчета перепадов давления необходимо все единицы перевести в систему СИ!

Дата добавления: 2020-11-18; просмотров: 418;

Расчет совместной закачки воды в водонагнетательные скважины по насосно-компрессорным трубам и затрубному пространству

Публикации по технике и механике

Публикации по биологии

Публикации по информатике

Публикации по строительству

Публикации по физике

Публикации по химии

Публикации по электронике

Публикации по искусству

Публикации по истории

Публикации по медицине

Публикации по педагогике

Вариант	D, мм	d, мм	Q, м³/сут	D₁, мм	D₂, мм	L,м	b,мм	r,кг/м³	n, м²/с
				0.5	0.9				1×10^-6
				0.5	0.9				1×10^-6
				0.5	0.9				1×10^-6
				0.5	0.9				1×10^-6
				0.5	0.9				1×10^-6