Принципы газлифтной эксплуатации скважин — Добыча
Газлифтная скважина – фонтанная скважина, в которой недостающий для необходимого разгазирования жидкости газ подводится с поверхности по специальному каналу.
Газлифтная скважина – фонтанная скважина, в которой недостающий для необходимого разгазирования жидкости газ подводится с поверхности по специальному каналу (рис. 1 ниже).
После прекращения фонтанирования из-за нехватки пластовой энергии переходят на Газлифт — это механизированный способ эксплуатации скважин, при котором вводят дополнительную энергию в виде сжатого газа. Обычно способ используется после прекращения фонтанирования из-за нехватки пластовой энергии.
По колонне труб 1 газ с поверхности подается к башмаку 2, где смешивается с жидкостью, образуя ГЖС, которая поднимается на поверхность по подъемным трубам 3. Закачиваемый газ добавляется к газу, выделяющемуся из пластовой жидкости.
В результате смешения газа с жидкостью образуется ГЖС такой плотности, при которой имеющегося давления на забое скважины достаточно для подъема жидкости на поверхность.
Все понятия и определения, изложенные в теории движения газожидкостных смесей в вертикальных трубах, в равной мере применимы к газлифтной эксплуатации скважин и служат ее теоретической основой.Точка ввода газа в подъемные трубы (башмак) погружена под уровень жидкости на величину h; давление газа Р1 в точке его ввода в трубы пропорционально погружению h и связано с ним очевидным соотношением Р1 = h*g. Давление закачиваемого газа, измеренное на устье скважины, называется рабочим давлением Рp. Оно практически равно давлению у башмака Р1 и отличается от него только на величину гидростатического давления газового столба Р1 и потери давления на трение газа в трубе Р2, причем Р 1 увеличивает давление внизу Р1, а Р2 уменьшает.
Точка ввода газа в подъемные трубы (башмак) погружена под уровень жидкости на величину h; давление газа Р1 в точке его ввода в трубы пропорционально погружению h и связано с ним очевидным соотношением Р1 = h*g. Давление закачиваемого газа, измеренное на устье скважины, называется рабочим давлением Рp. Оно практически равно давлению у башмака Р1 и отличается от него только на величину гидростатического давления газового столба Р1 и потери давления на трение газа в трубе Р2, причем Р1 увеличивает давление внизу Р1, а Р2 уменьшает. Таким образом,
или
В реальных скважинах Р1 составляет несколько процентов от Р
Достаточно просто определить давление на забое работающей газлифтной скважины по ее рабочему давлению на устье.
Это упрощает процедуру исследования газлифтной скважины, регулировку ее работы и установление оптимального режима.
Скважину, в которую закачивают газ для использования его энергии для подъема жидкости, называют газлифтной, при закачке для той же цели воздуха – эрлифтной.
Применение воздуха способствует образованию в насосно-компрессорных трубах (НКТ) очень стойкой эмульсии, разложение которой требует ее специальной обработки поверхностно-активными веществами, нагрева и длительного отстоя.
Выделяющаяся при сепарации на поверхности газовоздушная смесь опасна в пожарном отношении, так как при определенных соотношениях образует взрывчатую смесь.
Это создает необходимость выпуска отработанной газовоздушной смеси после сепарации в атмосферу.
Применение углеводородного газа, хотя и способствует образованию эмульсии, но такая эмульсия нестойкая и разрушается (расслаивается) часто простым отстоем без применения дорогостоящей обработки для получения чистой кондиционной нефти.
Это объясняется отсутствием кислорода или его незначительным содержанием в используемом углеводородном газе и химическим родством газа и нефти, имеющих общую углеводородную основу.
Кислород, содержащийся в воздухе, способствует окислительным процессам и образованию на глобулах воды устойчивых оболочек, препятствующих слиянию воды, укрупнению глобул и последующему их оседанию при отстое.
Вследствие своей относительной взрывобезопасности отработанный газ после сепарации собирается в систему газосбора и утилизируется.
Причем отсепарированный газ газлифтной скважины при бурном перемешивании его с нефтью при движении по НКТ обогащается бензиновыми фракциями.
При физической переработке такого газа на газобензиновых заводах получают нестабильный бензин и другие ценные продукты.
Что касается нефти, то она стабилизируется, что уменьшает ее испарение при транспортировке и хранении.
Переработанный (осушенный) на газобензиновых заводах газ снова используется для работы газлифтных скважин после его предварительного сжатия до необходимого давления на компрессорных станциях промысла.
Таким образом, газлифт позволяет улучшать использование газа и эксплуатировать месторождение более рационально по сравнению с эрлифтом.
Единственным достоинством эрлифта является неограниченность источника воздуха как рабочего агента для газожидкостного подъемника.
Реальные газлифтные скважины не оборудуются по схеме, показанной на рис. 1, так как спуск в скважину двух параллельных рядов труб, жестко связанных внизу башмаком, практически осуществить нельзя.
Эта схема приведена только лишь для пояснения принципа работы газлифта.
Однако ее использование вполне возможно и в ряде случаев целесообразно для откачки больших объемов жидкости, например, из шахт или других емкостей с широким проходным сечением.
Для работы газлифтных скважин используется углеводородный газ, сжатый до давления 4 -10 МПа.
Источниками сжатого газа обычно бывают либо специальные компрессорные станции, либо компрессорные газоперерабатывающих заводов, развивающие необходимое давление и обеспечивающие нужную подачу.
Такую систему газлифтной эксплуатации называют компрессорным газлифтом.
Системы, в которых для газлифта используется природный газ из чисто газовых или газоконденсатных месторождений, называют бескомпрессорным газлифтом.
При бескомпрессорном газлифте природный газ транспортируется до места расположения газлифтных скважин и обычно проходит предварительную подготовку на специальных установках, которая заключается в отделении конденсата и влаги, а иногда и в подогреве этого газа перед распределением по скважинам.
Избыточное давление обычно понижается дросселированием газа через одну или несколько ступеней штуцеров.
Существует система газлифтной эксплуатации, которая называется внутрискважинным газлифтом.
В этих системах источником сжатого газа служит газ газоносных пластов, залегающих выше или ниже нефтенасыщенного пласта.
Оба пласта вскрываются общим фильтром.
В таких случаях газоносный горизонт изолируется от нефтеносного пласта одним или двумя пакерами (сверху и снизу), и газ вводится в трубы через штуцерное устройство, дозирующее количество газа, поступающего в НКТ.
Внутрискважинный газлифт исключает необходимость предварительной подготовки газа, но вносит трудности в регулировку работы газлифта.
Этот способ оказался эффективным средством эксплуатации добывающих скважин на нефтяных месторождениях Тюменской области, в которых над нефтяными горизонтами залегают газонасыщенные пласты с достаточными запасами газа и давления для устойчивой и продолжительной работы газлифта.
Инструкция по монтажу газового лифта Firmax
Газовые лифты Firmax — универсальные механизмы для поднятия вверх фасадов мебельного изделия. Приобрести газлифт в Минске можно на у нас на сайте ТБМ-Маркет Минск.
| N | Максимальная нагрузка на один газлифт, кг | Рекомендуемая нагрузка на комплект из 2-х газлифтов, кг | Максимальная нагрузка на комплект из 2-х газлифтов, кг |
| 50 | 1.2 | 1.6 | 2.5 |
| 60 | 1.5 | 2. 5 | 3.0 |
| 80 | 2.0 | 2.8 | 3.2 |
| 100 | 2.5 | 3.2 | 3.5 |
| 120 | 2.5 | 4.5 | 5.0 |
В комплект каждого механизма FIRMAX входит:
- Газовый механизм;
- Крепление к корпусу;
- Крепление к сплошному фасаду;
- Крепление к фасаду из тонкого алюминиевого профиля
- 5 саморезов;
- Инструкция по установке.
Схема присадки газового лифта Firmax
Внимание!
Не используйте дополнительные смазочные материалы на частях механизма — это может привести к поломке!
При установки чётко следуйте инструкции!
Купил мебель на кухню, а на ней нет разметки под газлифт верхних шкафов.
Показываю как разметить и установить самостоятельно. | SPV PROJECT (Делай сам)Приветствую Вас Уважаемые подписчики и гости канала SPV PROJECT! 👋Приобрели простенький гарнитур в новую квартиру для бабушки, а на нем не оказалось привычной заводской разметки для установки газлифта.
Обычно на такой мебели есть даже засверловки, чтобы было быстрее и проще ее собрать. Но здесь они были не везде. Для установки газлифта их не оказалось.
Но на самом деле их установка является достаточно простым занятием, но как вы уже поняли требует дополнительное время при сборке.
Я впервые столкнулся с установкой такого типа фурнитуры, мебельщиком не являюсь, просто для себя собираю сам. Поэтому, данная публикация предназначена для таких же как я любителей=)
Итак, поехали!
Имеется вот такой вот шкаф, с запланированным открытием дверок вверх, соответственно дверку должен кто-то держать, и это будет газлифт.Авторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Обычно на фурнитуре есть инструкция по установке с допусками и необходимыми расстояниями.Авторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Если таковой нет, то интернет всегда поможет.
Для определенного угла раскрытия делается своя разметка. Я сделал на неполное открытие дверцы около 80 градусов, т.к. человек, который будет пользоваться шкафами имеет небольшой рост.
Сам газлифт стандартный и по центрам креплений составляет 247 мм.
Приступаю к разметки и монтажу.
На самом шкафу то верхнего внешнего края отступаю 260 мм.
От боковины 10 ммАвторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Ставлю отметку.
Засверливаю тонким сверлом чтобы не подорвать ламинат.
Авторское SPV PROJECT
И прикручиваю ответную часть крепления газлифта.Авторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Далее необходимо разметить дверцу. Тут тоже все достаточно просто.
Со стороны петель отмечаю 100 мм.
От края дверцы 30 мм.Авторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Это будет центр крепления.
Отмечаю, засверливаю и устанавливаю ответную часть на дверцу.Авторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Тоже самое проделываю с противоположной стороны.Авторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Для более удобной установке дверцы лучше всего перевернуть шкаф.
Прикручиваю петли и вставляю сам газлифт в крепления.Авторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Вот схема. На ней все достаточно понятно и просто.схема
схема
Осталось только повесить шкафчик на стену.Авторское SPV PROJECT
Авторское SPV PROJECT
Надеюсь информация была для Вас полезной=)
📍А ВАМ ПОПАДАЛАСЬ ТАКАЯ МЕБЕЛЬ БЕЗ РАЗМЕТКИ?=)
😉 Если вам понравилось то напомню, что нужно сделать, это поставить свой царский лайк, подписаться на канал, чтобы не пропустить следующую серию, поделится статьей с друзьями. Ведь это не так сложно, а мне будет приятно! Любая активность очень помогает в развитию канала. Всем спасибо что дочитали=)
😉Возможно Вам будет интересно почитать про мое хобби😀! СТРОИТЕЛЬСТВО ДОМА В ОДИНОЧКУ
Часть 1 — ФУНДАМЕНТ
Часть 2 — СЪЕМНАЯ ОПАЛУБКА
Часть 3- КЕРАМЗИТОБЕТОН
Часть 4, Как я бурил 37,5 метров в ОДИНОЧКУ!
Часть 5, КАК Я ДЕЛАЛ АЭРОЛИФТ!
Часть 6, КАК Я СТРОЮ ДОМ В ОДИНОЧКУ
Часть 7 , Как я изготавливал кран для стройки!
Часть 8.Как я строю МОНОЛИТ 6 на 9 метров в одиночку!
Как я строю МОНОЛИТ 6 на 9 метров в одиночку!Часть 9. Как СДЕЛАТЬ ПРАВИЛЬНО ПЕРЕКРЫТИЕ МЕЖДУ ЭТАЖЕЙ ИЗ БАЛОК 100*200 в ОДИНОЧКУ!?
Часть 10. Как я строю мансардную крышу 12*6 метров в одиночку. проект дом с нуля своими руками в одиночку.
Часть 11. Сделал крышу 7*12 метров в одиночку. Показываю как.
Часть 12. Мансарда готоваЯ не призываю использовать это как инструкцию и тем более не утверждаю, что все делаю правильно! Я делаю для себя и делюсь с Вами информацией в надежде, что она кому-нибудь будет хоть чуточку полезна!Если у Вас проснулся интерес, то рекомендую подписаться на каналы YouTube и Яндекс.Дзен, чтобы не пропустить следующую серию, поставить свой царский лайк 👍, поделится с друзьями ведь это не так сложно, а мне будет приятно.
Главное никогда не сдавайтесь. Делайте больше своими руками.🖐
Конструкция газлифтной установки — PetroWiki
Газлифт с непрерывным потоком аналогичен естественному потоку, но, как правило, существует два различных канала проточного давления. Траверс ниже точки закачки газа включает только пластовый газ; тогда как траверс над точкой закачки газа включает как пластовый, так и нагнетаемый газ. Эти две различные траверсы для проточного давления и их соответствующие отношения газ / жидкость (GLR) показаны на Рис. 1 .
Фиг.1-Градиент текущего давления пересекает выше и ниже глубины закачки газа в газлифтной скважине с непрерывным потоком.
Методы проектирования
В литературе предлагается множество методов проектирования газлифтных установок. Некоторые конструкции установки требуют уникальной конструкции клапана или производительности газлифтного клапана для впрыска газа.
На этой странице показаны только две дизайнерские техники:
- Конструкция, основанная на постоянном снижении рабочего давления нагнетаемого газа для каждого последующего нижнего клапана (эта конструкция по существу аналогична методике проектирования газлифта API в RP 11V6 [1] )
- Альтернативный дизайн для скважин, требующих высоких дебитов газа.
Конструкция API может использоваться на большинстве скважин в США. Однако, когда требуются подъемник большого объема и высокие скорости закачки газа, при проектировании следует учитывать характеристики газлифтного клапана. В обоих этих методах используется простой несбалансированный газлифтный клапан одноэлементного типа с сильфоном, заполненным азотом. Этот тип клапана является наиболее широко используемым в отрасли и доступен у всех основных производителей газлифтного оборудования.
Проектные расчеты газлифтной установки делятся на две части:
- Определение глубины газлифтного клапана
- Расчет давлений открытия испытательной стойки газлифтных клапанов
Давления открытия рассчитываются после глубины клапана, потому что рабочее давление нагнетаемого газа и текущая добыча и температуры во время разгрузки основаны на этих глубинах клапана.
Основная цель этой страницы — подробно описать методы проектирования установки для расчета глубины клапана и давления открытия испытательной стойки газлифтных клапанов, которые будут разгружать скважину на максимальную глубину подъема для доступного нагнетаемого газа. объем и давление. Операции разгрузки, как показано на диаграмме двухручьевого самописца на рис. 2 , должны выполняться автоматически. Уровень статической нагрузки жидкости был близок к поверхности в обсадной колонне и насосно-компрессорных трубах до начала первоначальной разгрузки.Давление на устье скважины остается относительно постоянным во время операций с U-образными трубами до того, как нагнетаемый газ впервые попадет в насосно-компрессорные трубы через верхний газлифтный клапан. Скачок давления в устьевой колонне и снижение давления в обсадной колонне происходит по мере того, как глубина закачки газа переходит к каждому нижнему газлифтному клапану. Когда каждый нижний газлифтный клапан открывается, клапан непосредственно над ним закрывается, и точка впрыска газа переходит с верхнего клапана на нижний.
Все газлифтные клапаны над рабочим клапаном должны быть закрыты, а клапаны ниже должны быть открыты в правильно спроектированной газлифтной установке.
Рис. 2 — Диаграмма самописца давления с двумя ручками, иллюстрирующая операции разгрузки газлифта с непрерывным потоком с управлением штуцером нагнетаемого газа.
Описание разгрузочных операций
Рассчитаны глубины разгрузочных газлифтных клапанов для разгрузки глушилки (нагрузки) на расчетную глубину рабочего клапана с учетом давления нагнетаемого газа и объема газа, имеющихся на буровой. Поскольку нагнетаемый газ первоначально нагнетается в кольцевое пространство обсадной колонны, давление нагнетаемого газа после устройства управления на трубопроводе нагнетательного газа увеличивается по мере того, как уровень нагнетаемой жидкости в кольцевом пространстве обсадной колонны понижается во время U-образной прокладки нагнетательной жидкости.Нагрузочная жидкость передается в НКТ через открытые газлифтные клапаны в скважине с пакером или через открытые газлифтные клапаны и нижний конец НКТ в скважине без пакера.
Первоначальные газлифтные операции начинаются после того, как первый газлифтный клапан открыт и нагнетаемый газ входит в НКТ на этой глубине верхнего клапана.
Давления в обсадной колонне и насосно-компрессорной трубе практически равны в момент открытия газлифтного клапана. Сразу после того, как нагнетаемый газ начинает поступать в НКТ через следующий нижний газлифтный клапан, давление нагнетаемого газа в обсадной колонне начинает снижаться, поскольку вновь открытый газлифтный клапан настроен так, чтобы оставаться открытым при более низком давлении нагнетаемого газа, чем при разгрузке. клапан выше.Все меньше и меньше нагнетаемого газа поступает в НКТ через верхний разгрузочный клапан. Расход нагнетаемого газа через вновь открытый клапан увеличивается до тех пор, пока давление нагнетаемого газа в обсадной колонне не упадет до давления закрытия верхнего разгрузочного клапана. Глубина переноса закачки газа завершена, когда весь нагнетаемый газ входит в НКТ через нижний клапан, а все верхние газлифтные клапаны закрыты.
Принципы работы в непрерывном режиме проиллюстрированы диаграммой давления / глубины, показанной на Рис.6 .
Рис. 6 — Принципы работы в непрерывном потоке, показанные на диаграмме давление / глубина. Базовая глубина ( D d ) для статического забойного давления ( P wsd ) является нижним концом эксплуатационного трубопровода.
По мере того, как нагнетаемый газ поступает в НКТ через недавно открытый клапан, давление поступающей продукции снижается. Давление нагнетаемого газа в обсадной колонне начинает увеличиваться из-за уменьшающейся силы открытия из-за более низкого давления дебита на глубине клапана и необходимости перемещать шток клапана для увеличения скорости нагнетания газа в НКТ для обнаружения следующего более низкого давления. клапан.Должно быть определено увеличение давления нагнетаемого газа выше начального давления открытия клапана на глубине клапана для прохождения расхода нагнетаемого газа для установления давления передачи текучей продукции.
Это максимальное давление нагнетаемого газа, необходимое для хода штока клапана, достаточного для пропускания расхода нагнетаемого газа, необходимого для передачи глубины нагнетания газа следующему нижнему клапану, зависит от характеристик газлифтного клапана. Внутренний диаметр (ID) порта клапана, величина нагрузки на сильфон и линейный ход штока регулируют работу газлифтного клапана.Расчетное максимальное давление нагнетаемого газа для установления давления передачи текущей продукции из нижнего клапана во время разгрузки не должно приводить к повторному открытию какого-либо из верхних газлифтных клапанов. В рис. 6 нагнетаемый газ входит в производственный трубопровод через четвертый газлифтный клапан, и три верхних разгрузочных газлифтных клапана закрыты. Несмотря на то, что нижний газлифтный клапан открыт, нагнетаемый газ не может поступать в этот клапан на глубине D 5 , потому что давление поступающей добычи превышает давление нагнетаемого газа на этой глубине.
Градиент проточного давления на глубине, g pfa , выше рабочей глубины газлифтного клапана, D ov , включает закачку плюс добычу пластового газа и градиент поступательного давления на глубине, г pfb , ниже D ov содержит только добычу пластового газа.
Рекомендации по проектированию при первоначальной установке
Конструкции установок с непрерывным потоком различаются в зависимости от того, известны ли полные и точные данные о скважине.Для определения приблизительной точки закачки газа в глубокие скважины требуются надежные характеристики притока скважины и точная корреляция многофазного потока. Когда данные по скважине ограничены или сомнительны, точная точка закачки газа не может быть точно рассчитана во многих скважинах. Если давление нагнетаемого газа недостаточно для достижения забоя скважины, желаемая глубина закачки газа может оказаться невозможной.
Если нет изменений в давлении нагнетаемого газа или условиях в скважине, точка нагнетания газа должна оставаться на максимальной глубине в течение всего срока службы газлифтной установки.
Извлекаемые оправки газлифтных клапанов устанавливаются (обычно с фиктивными клапанами) во многих скважинах до того, как будет доступна небольшая информация о добыче, если таковая имеется. Инженер должен разместить эти оправки в скважинах до того, как потребуется газлифт. Конструктивные соображения аналогичны для скважин с изменяющейся точкой закачки газа. В целом, многие газлифтные установки относятся к этой категории, в которой точные данные о скважине неизвестны или ограничены, а точка закачки газа неизвестна и / или изменяется по мере истощения коллектора.
Допущения и факторы безопасности
Коэффициенты безопасности используются при проектировании проточной газлифтной установки с несбалансированными одноэлементными газлифтными клапанами, когда величина нагрузки и пропускная способность клапана по газу не учитываются в расчетах.
Начальные давления открытия газлифтного клапана основаны на уравнениях статического баланса сил. Факторы безопасности позволяют увеличивать давление нагнетаемого газа и / или текущего продуктивного давления на глубине клапана, что необходимо для правильного хода штока клапана и обеспечения эквивалентной площади порта, необходимой для прохождения расхода нагнетаемого газа, необходимого для разгрузки и подъема газа. большинство колодцев.Следующие ниже факторы безопасности компенсируют тот факт, что большинство операторов устанавливают газлифтные клапаны на ближайшем соединении труб. Фактическая глубина газлифтного клапана обычно находится в пределах 15 футов от расчетной глубины.
- Рабочее давление нагнетаемого газа, используемое для расчетов конструкции установки, должно быть средним, а не максимальным давлением нагнетаемого газа, доступным на буровой площадке для большинства скважин. В особых случаях может использоваться начальное давление.
- Суточная производительность разгрузки принята равной расчетной суточной производительности. Как правило, фактическая суточная производительность при разгрузке может быть меньше проектной и может контролироваться на поверхности скоростью нагнетания газа.
- При разгрузке пластовый газ не добывается. Общее соотношение газ / жидкость основано на суточной скорости закачки газа, доступной для разгрузки скважины.
- Глубинные переходы давления потока над разгрузочными газлифтными клапанами предполагаются прямыми линиями для проектных расчетов.
- Предполагается, что разгрузочный ход температуры потока на глубине представляет собой прямую, а не изогнутую линию между заданной разгрузочной температурой потока на устье скважины, T whu , и забойной температурой, T wsd .
Как правило, фактическая суточная производительность при разгрузке может быть меньше проектной и может контролироваться на поверхности скоростью нагнетания газа.Расчетная температура разгрузки рабочей поверхности обычно предполагается ниже конечной рабочей температуры. Конечная температура потока, которая немного превышает расчетную температуру, увеличивает начальное давление открытия газлифтного клапана с сильфонным наддувом и помогает удерживать верхние клапаны закрытыми при подъеме с нижнего газлифтного клапана.
- Заданный перепад давления между клапанами, Δ P SD , от 20 до 60 фунтов на кв. Дюйм на клапане для разгрузки используется многими инженерами-проектировщиками газлифта.В результате фактическое минимальное рабочее давление, необходимое для открытия следующего нижнего разгрузочного газлифтного клапана, больше на заданное значение Δ P sD .
- Траверса рабочего давления ниже точки нагнетания газа для определения глубины клапана обычно считается градиентом статической нагрузки и жидкости. Как только происходит добыча пласта, в большинстве скважин фактический градиент давления уменьшается.
Клапан обратный диафрагменный
Отверстие, используемое для подъема газа в скважине, должно включать обратный обратный клапан.Контрольный диск или дротик должен быть закрыт под действием силы тяжести или подпружинен. В скважине с пакером контрольная часть должна оставаться закрытой, чтобы предотвратить накопление мусора на верхней части пакера, когда этот клапан находится ниже уровня рабочей жидкости и не является рабочим клапаном. Для клапанов с обратным отверстием рекомендуется использовать сетку на входе с небольшим дросселем, чтобы предотвратить возможное засорение. Отдельные отверстия во входном экране должны быть меньше, чем штуцер в обратном клапане с отверстием.
Правильно спроектированная газлифтная установка с непрерывным потоком и обратным клапаном с диафрагмой не требует большего количества нагнетаемого газа, чем та же скважина с газлифтным клапаном, управляемым давлением нагнетания.Расход нагнетаемого газа для подъема скважины регулируется дозирующим устройством на трубопроводе нагнетательного газа на поверхности. Обратный клапан с диафрагмой, а не более дорогой и сложный газлифтный клапан, работающий под давлением, следует рассматривать в качестве нижнего клапана в большинстве установок с непрерывным потоком.
Преимущества обратного клапана
Дроссельный обратный клапан является самым простым из всех типов управляющих клапанов и имеет очень низкую вероятность выхода из строя. Его можно использовать в качестве «флажка» из-за изменения поверхностного давления газа для нагнетания после регулирующего клапана, когда обратный клапан с отверстием открывается и становится точкой нагнетания газа. Рис. 3 иллюстрирует операцию разгрузки с использованием обратного клапана с отверстием внизу. Давление в устьевой колонне на устье является результатом открытия и закрытия разгрузочных газлифтных клапанов из-за наличия 24/64 дюйма. заслонка в выкидной линии и фрикционный тормозной механизм в клапане для предотвращения разрушения штока. После того, как диафрагменный обратный клапан открывается примерно в 3:00 утра, заголовок не отображается. Снижение рабочего давления нагнетаемого газа связано с низкой продуктивностью коллектора, а не с системой газлифта.Обратный клапан с отверстием правильного размера может предотвратить резкий напор или помпаж в газлифтной установке с непрерывным потоком, обеспечивая постоянный размер отверстия. Для срабатывания обратного клапана с диафрагмой не требуется увеличения давления нагнетаемого газа, и размер отверстия всегда известен, поскольку он равен размеру штуцера в клапане. Дроссельный обратный клапан всегда открыт и пропускает газ до тех пор, пока давление нагнетаемого газа на глубине клапана превышает давление текущей добычи на той же глубине. Отверстие подходящего размера требуется для контроля объема нагнетаемого газа для газового подъема некоторых скважин.Одно из применений — газлифт одной зоны двойной газлифтной установки с общим источником нагнетаемого газа в затрубном пространстве обсадной колонны. Расчетный перепад давления по крайней мере от 100 до 200 фунтов на квадратный дюйм через отверстие необходим для обеспечения достаточно точного прогнозирования прохождения газа.
Рис. 3 — Диаграмма разгрузки с двумя ручками для регистрации давления из проточной газлифтной установки с обратным клапаном на дне.
Недостаток дроссельно-обратного клапана
Если давление в трубопроводе нагнетаемого газа высокое по сравнению с давлением поступающей добычи на глубине отверстия обратного клапана, при использовании влажного газа на поверхности может произойти замерзание.Слабые скважины с рабочим клапаном, контролирующим диафрагму, будут продолжать потреблять нагнетаемый газ при более низком давлении в трубопроводе нагнетательного газа, чем более сильные скважины с более высоким давлением дебита на глубине рабочего клапана обратного клапана.
Отверстие в насосно-компрессорных трубах или протекающий пакер неотличимы от обратного клапана с отверстием во время нормальной, непрерывной работы газлифта с непрерывным потоком. Дроссельный обратный клапан обычно не рекомендуется для небольшой закрытой ротационной газлифтной системы, когда для зарядки системы после останова требуется дорогостоящий подпиточный газ.Правильно настроенный газлифтный клапан, управляемый давлением нагнетания, закрывается после небольшого снижения давления нагнетаемого газа и предотвращает ненужные потери нагнетаемого газа из затрубного пространства обсадной колонны и небольшой системы высокого давления.
Глубина верхнего газлифтного клапана
Верхний газлифтный клапан должен быть расположен на максимальной глубине, которая позволяет использовать U-образную трубу для загрузки флюида с этой глубины при имеющемся давлении нагнетаемого газа. Если скважина нагружена на поверхность жидкостью глушения, глубину верхнего клапана можно рассчитать с помощью одного из следующих уравнений.
……………….. (1)
……………….. (2)
или
……………….. (3)
где
| D v 1 | = | глубина верхнего клапана, фут, |
| P ko | = | начальное давление с поверхности или среднее давление газа закачки на месторождении (опционально), фунт / кв. |
| P WHU | = | давление в устьевых U-образных НКТ (разгрузочных), фунт / кв. |
| Δ P SD | = | заданный межосевой перепад давления на глубине клапана, фунт / кв. Дюйм, |
| г лс | = | статическая нагрузка (kill) — градиент давления жидкости, psi / ft, |
| и | ||
| г гио | = | градиент давления нагнетаемого газа по глубине, фунт / кв.дюйм / фут. |
Ур. 1 не включает увеличение давления нагнетаемого газа до глубины клапана, D v 1 . Это уравнение широко используется из-за запаса прочности, позволяющего пренебречь повышением давления газа с глубиной. Ур. 2 дает ту же глубину, что и графическое решение, без какого-либо падения давления на верхнем газлифтном клапане в момент открытия этого клапана. Другими словами, верхний клапан не открывается, если фактическое начальное давление нагнетаемого газа меньше проектного значения или если давление на устье U-образной трубы выше предполагаемого. Ур. 3 включает вес колонны нагнетаемого газа и заданный перепад давления в момент открытия верхнего клапана.
Давление на устье наземных U-образных НКТ для большинства установок меньше, чем текущее устьевое давление. Разница между этими двумя давлениями увеличивается с увеличением длины выкидных линий и более высоких дебитов. Давление в U-образной трубе на устье скважины приблизительно равно давлению в сепараторе или в коллекторе, поскольку скорость переноса рабочей жидкости очень низкая во время эксплуатации U-образной трубы, и закачиваемый газ не может поступать в выкидную линию до тех пор, пока не откроется верхний газлифтный клапан.Газлифтные операции не начинаются до тех пор, пока нагнетаемый газ не поступает в производственный трубопровод через верхний клапан. Для определения глубины оставшихся газлифтных клапанов следует использовать текущее устьевое давление.
Траверса нагрузка-жидкость на основе г ls может быть проведена от давления U-трубопровода на устье скважины до пересечения кривой начального давления нагнетаемого газа на глубине ( P koD траверс) на графике давление / глубина. Верхний клапан может быть расположен на этом пересечении, что на той же глубине, что и рассчитанная по формуле .2 . Произвольный перепад давления на верхнем газлифтном клапане можно предположить в сочетании с графическим методом, и этот метод аналогичен Eq. 3 . Если предполагается, что давление газа не увеличивается с глубиной, этот метод становится аналогичным расчету D v 1 с Eq. 1 . Для простоты Eq. 4 часто используется для расчета расстояния между верхними клапанами.
……………….. (4)
Гидравлическое давление на глубине
Точные прогнозы гидравлического давления на глубине необходимы для проектирования и анализа качественной газлифтной установки с непрерывным потоком.Когда компьютерные программы для проектирования и анализа газлифтной установки недоступны для повседневных рутинных расчетов, проектировщики газлифта должны полагаться на опубликованные градиентные кривые для определения гидравлического давления на глубине. Многие нефтедобывающие компании имеют свои собственные корреляции многофазных потоков и публикуют собственные градиентные кривые. Градиентные кривые доступны у производителей газлифта и опубликованы в книгах, которые можно купить. По возможности используйте полевые данные для проверки точности расчетов компьютерной программы и градиентных кривых.Целью данной главы не является сравнение различных корреляций многофазных потоков или опубликованных градиентных кривых.
Широко распространенные корреляции многофазного потока и механистические модели основаны на псевдостационарном потоке без серьезного напора через чистый производственный трубопровод с неограниченной площадью поперечного сечения. Точные значения давления не могут быть получены из градиентных кривых, основанных на этих корреляциях, если канал частично забит парафином или окалиной. Эмульсии также могут препятствовать применению этих корреляций и градиентных кривых.Применимость конкретной корреляции или набора градиентных кривых для данной скважины может быть установлена только путем сравнения измеренного давления потока с давлением на глубине, определенным из корреляционных или градиентных кривых. Измеренные производственные данные должны быть точными и повторяемыми, прежде чем не учитывать корреляции многофазного потока или градиентные кривые.
Набор типичных градиентных кривых приведен на Рис. 4 . Эти градиентные кривые используются в примерных расчетах конструкции установки в Примере 1.Для этих расчетов конструкции установки используется GLR, а не соотношение газ / нефть (GOR).
Рис. 4. Кривые градиента давления на глубине для 800 баррелей в сутки с 50% -ной обводненностью через НКТ 2 7/8 дюйма.
Большинство градиентных кривых отображают GLR, а не GOR. По этой причине первым шагом в применении градиентных кривых является преобразование газового фактора в глобальный фактор риска, если указан только газовый фактор и скважина дает воду. GLR может быть рассчитан для заданного газового фактора и обводненности по формуле .5 .
……………….. (5)
где
| R glf | = | Соотношение пластовый газ / жидкость, scf / STB, |
| f o | = | масляная фракция (l — f w ), фракция, |
| и | ||
| R вперед | = | Соотношение газ / нефть, ст. Куб. Футов / СТБ. |
Пример 1
Дано:
- R go = 500 scf / STB
- Обводненность f w = 0,60 (60%)
Рассчитайте GLR пласта: R glf = (1 — 0,6) 500 = 200 стандартных кубических футов / STB.
Когда используются градиентные кривые, глубина является относительной глубиной и может изменяться, в то время как давление никогда не изменяется. Если прослеживается продольный ход давления на глубине, давления на графике давление / глубина всегда должны перекрывать одни и те же давления на градиентных кривых.Для наклонно-направленных скважин, где трение невелико, используйте в графическом дизайне истинные вертикальные глубины, а не измеренные глубины.
Температура потока на глубине
Точный прогноз температуры текущей добываемой жидкости на глубине клапана важен при проектировании и анализе многих газлифтных установок с газлифтными клапанами с азотом. Предполагается, что температура извлекаемого с помощью кабеля клапана такая же, как температура текущих флюидов на глубине клапана.Извлекаемый газлифтный клапан расположен в кармане оправки внутри НКТ и контактирует с продукцией из скважины. Температура обычного клапана находится между температурой текущей жидкости и геотермальной температурой скважины, но обычно она ближе к температуре текущей жидкости, поскольку сталь имеет более высокую теплопроводность, чем газ.
Киркпатрик [2] опубликовал одну из наиболее широко используемых корреляций градиента температуры потока в 1959 году. Семейство кривых градиента температуры потока в Рис.5 основано на данных по скважинам с высокой обводненностью, добываемым с помощью газлифта с использованием НКТ 2 7/8 дюйма в широком диапазоне дебитов. Хотя корреляция не включает несколько важных параметров, таких как GLR и свойства жидкости, расчетная температура поверхности и температуры на глубине оказались достаточно точными для многих газлифтных операций. Sagar et al. [3] опубликовал еще одну корреляцию температуры течения. Этот эмпирический метод расчета профилей температуры притока является гораздо более строгим и основан на скважинных данных из нескольких областей.Процедуру расчета можно легко запрограммировать для прогнозирования температуры поверхностного притока в вертикальных и наклонных скважинах. Однако наилучшим подходом, когда это возможно, является измерение температуры на глубине в реальной газлифтной скважине.
Рис. 5 — Градиенты температуры текущей жидкости в эксплуатационном трубопроводе для различных расходов и геотермических градиентов.
Номенклатура
| D v 1 | = | глубина верхнего клапана, фут |
| f o | = | нефтяная фракция, фракция |
| ширина ширина | = | обводненность, фракция |
| F p | = | коэффициент производственного давления, безразмерный |
| г гио | = | статическое давление нагнетаемого газа на градиенте глубины, фунт / кв. Дюйм |
| г LC | = | средний градиент давления для добычи жидкости в камере, psi / ft |
| г лс | = | статическая нагрузка (kill) — градиент давления жидкости, psi / ft |
| P bvD | = | Давление в сильфонах с азотом при температуре клапана, фунт / кв. |
| P ko | = | начальное давление с поверхности или среднее давление газа закачки на месторождении (опция), фунт / кв. |
| P п.п.м. | = | рабочее давление в потоке при D d в зависимости от конструкции q л и R glu , фунт / кв. |
| P pfD | = | рабочее давление на глубине клапана, фунт / кв. |
| P WHU | = | Давление разгрузки U-образных НКТ на устье, фунт / кв. |
| Δ P SD | = | заданный межосевой перепад давления на глубине клапана, фунт / кв. Дюйм |
Список литературы
- ↑ API RP 11V6, Рекомендуемая практика проектирования газлифтных установок с непрерывным потоком с использованием клапанов, управляемых давлением нагнетания, второе издание.1999. Вашингтон, округ Колумбия: API.
- ↑ Киркпатрик, C.V. 1959. Успехи газлифтной техники. Дрель. & Прод. Практика (Март): 24.
- ↑ Сагар Р., Доти Д. Р. и Шмидт З. 1991. Прогнозирование профилей температуры в текущей скважине. SPE Prod Eng 6 (4): 441-448. SPE-19702-PA. http://dx.doi.org/10.2118/19702-PA.
Интересные статьи в OnePetro
Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать
Внешние ссылки
Используйте этот раздел, чтобы предоставить ссылки на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.
См. Также
Проектирование газлифтной системы
Способы проектирования газлифтных установок
Конструкция газлифтной установки прерывистого действия
Газлифт для необычных условий эксплуатации
Газлифт
PEH: Газлифт
Категория
Конструкция газлифтной установки — PetroWiki
Газлифт с непрерывным потоком аналогичен естественному потоку, но, как правило, существует два различных канала проточного давления.Траверс ниже точки закачки газа включает только пластовый газ; тогда как траверс над точкой закачки газа включает как пластовый, так и нагнетаемый газ. Эти две различные траверсы для проточного давления и их соответствующие отношения газ / жидкость (GLR) показаны на Рис. 1 .
Рис. 1. Градиент текущего давления пересекает выше и ниже глубины закачки газа в газлифтной скважине с непрерывным потоком.
Методы проектирования
В литературе предлагается множество методов проектирования газлифтных установок.Некоторые конструкции установки требуют уникальной конструкции клапана или производительности газлифтного клапана для впрыска газа. На этой странице показаны только две дизайнерские техники:
- Конструкция, основанная на постоянном снижении рабочего давления нагнетаемого газа для каждого последующего нижнего клапана (эта конструкция по существу аналогична методике проектирования газлифта API в RP 11V6 [1] )
- Альтернативный дизайн для скважин, требующих высоких дебитов газа.
Конструкция API может использоваться на большинстве скважин в США. Однако, когда требуются подъемник большого объема и высокие скорости закачки газа, при проектировании следует учитывать характеристики газлифтного клапана. В обоих этих методах используется простой несбалансированный газлифтный клапан одноэлементного типа с сильфоном, заполненным азотом. Этот тип клапана является наиболее широко используемым в отрасли и доступен у всех основных производителей газлифтного оборудования.
Проектные расчеты газлифтной установки делятся на две части:
- Определение глубины газлифтного клапана
- Расчет давлений открытия испытательной стойки газлифтных клапанов
Давления открытия рассчитываются после глубины клапана, потому что рабочее давление нагнетаемого газа и текущая добыча и температуры во время разгрузки основаны на этих глубинах клапана.
Основная цель этой страницы — подробно описать методы проектирования установки для расчета глубины клапана и давления открытия испытательной стойки газлифтных клапанов, которые будут разгружать скважину на максимальную глубину подъема для доступного нагнетаемого газа. объем и давление. Операции разгрузки, как показано на диаграмме двухручьевого самописца на рис. 2 , должны выполняться автоматически. Уровень статической нагрузки жидкости был близок к поверхности в обсадной колонне и насосно-компрессорных трубах до начала первоначальной разгрузки.Давление на устье скважины остается относительно постоянным во время операций с U-образными трубами до того, как нагнетаемый газ впервые попадет в насосно-компрессорные трубы через верхний газлифтный клапан. Скачок давления в устьевой колонне и снижение давления в обсадной колонне происходит по мере того, как глубина закачки газа переходит к каждому нижнему газлифтному клапану. Когда каждый нижний газлифтный клапан открывается, клапан непосредственно над ним закрывается, и точка впрыска газа переходит с верхнего клапана на нижний. Все газлифтные клапаны над рабочим клапаном должны быть закрыты, а клапаны ниже должны быть открыты в правильно спроектированной газлифтной установке.
Рис. 2 — Диаграмма самописца давления с двумя ручками, иллюстрирующая операции разгрузки газлифта с непрерывным потоком с управлением штуцером нагнетаемого газа.
Описание разгрузочных операций
Рассчитаны глубины разгрузочных газлифтных клапанов для разгрузки глушилки (нагрузки) на расчетную глубину рабочего клапана с учетом давления нагнетаемого газа и объема газа, имеющихся на буровой. Поскольку нагнетаемый газ первоначально нагнетается в кольцевое пространство обсадной колонны, давление нагнетаемого газа после устройства управления на трубопроводе нагнетательного газа увеличивается по мере того, как уровень нагнетаемой жидкости в кольцевом пространстве обсадной колонны понижается во время U-образной прокладки нагнетательной жидкости.Нагрузочная жидкость передается в НКТ через открытые газлифтные клапаны в скважине с пакером или через открытые газлифтные клапаны и нижний конец НКТ в скважине без пакера. Первоначальные газлифтные операции начинаются после того, как первый газлифтный клапан открыт и нагнетаемый газ входит в НКТ на этой глубине верхнего клапана.
Давления в обсадной колонне и насосно-компрессорной трубе практически равны в момент открытия газлифтного клапана. Сразу после того, как нагнетаемый газ начинает поступать в НКТ через следующий нижний газлифтный клапан, давление нагнетаемого газа в обсадной колонне начинает снижаться, поскольку вновь открытый газлифтный клапан настроен так, чтобы оставаться открытым при более низком давлении нагнетаемого газа, чем при разгрузке. клапан выше.Все меньше и меньше нагнетаемого газа поступает в НКТ через верхний разгрузочный клапан. Расход нагнетаемого газа через вновь открытый клапан увеличивается до тех пор, пока давление нагнетаемого газа в обсадной колонне не упадет до давления закрытия верхнего разгрузочного клапана. Глубина переноса закачки газа завершена, когда весь нагнетаемый газ входит в НКТ через нижний клапан, а все верхние газлифтные клапаны закрыты. Принципы работы в непрерывном режиме проиллюстрированы диаграммой давления / глубины, показанной на Рис.6 .
Рис. 6 — Принципы работы в непрерывном потоке, показанные на диаграмме давление / глубина. Базовая глубина ( D d ) для статического забойного давления ( P wsd ) является нижним концом эксплуатационного трубопровода.
По мере того, как нагнетаемый газ поступает в НКТ через недавно открытый клапан, давление поступающей продукции снижается. Давление нагнетаемого газа в обсадной колонне начинает увеличиваться из-за уменьшающейся силы открытия из-за более низкого давления дебита на глубине клапана и необходимости перемещать шток клапана для увеличения скорости нагнетания газа в НКТ для обнаружения следующего более низкого давления. клапан.Должно быть определено увеличение давления нагнетаемого газа выше начального давления открытия клапана на глубине клапана для прохождения расхода нагнетаемого газа для установления давления передачи текучей продукции. Это максимальное давление нагнетаемого газа, необходимое для хода штока клапана, достаточного для пропускания расхода нагнетаемого газа, необходимого для передачи глубины нагнетания газа следующему нижнему клапану, зависит от характеристик газлифтного клапана. Внутренний диаметр (ID) порта клапана, величина нагрузки на сильфон и линейный ход штока регулируют работу газлифтного клапана.Расчетное максимальное давление нагнетаемого газа для установления давления передачи текущей продукции из нижнего клапана во время разгрузки не должно приводить к повторному открытию какого-либо из верхних газлифтных клапанов. В рис. 6 нагнетаемый газ входит в производственный трубопровод через четвертый газлифтный клапан, и три верхних разгрузочных газлифтных клапана закрыты. Несмотря на то, что нижний газлифтный клапан открыт, нагнетаемый газ не может поступать в этот клапан на глубине D 5 , потому что давление поступающей добычи превышает давление нагнетаемого газа на этой глубине.Градиент проточного давления на глубине, g pfa , выше рабочей глубины газлифтного клапана, D ov , включает закачку плюс добычу пластового газа и градиент поступательного давления на глубине, г pfb , ниже D ov содержит только добычу пластового газа.
Рекомендации по проектированию при первоначальной установке
Конструкции установокс непрерывным потоком различаются в зависимости от того, известны ли полные и точные данные о скважине.Для определения приблизительной точки закачки газа в глубокие скважины требуются надежные характеристики притока скважины и точная корреляция многофазного потока. Когда данные по скважине ограничены или сомнительны, точная точка закачки газа не может быть точно рассчитана во многих скважинах. Если давление нагнетаемого газа недостаточно для достижения забоя скважины, желаемая глубина закачки газа может оказаться невозможной. Если нет изменений в давлении нагнетаемого газа или условиях в скважине, точка нагнетания газа должна оставаться на максимальной глубине в течение всего срока службы газлифтной установки.
Извлекаемые оправки газлифтных клапанов устанавливаются (обычно с фиктивными клапанами) во многих скважинах до того, как будет доступна небольшая информация о добыче, если таковая имеется. Инженер должен разместить эти оправки в скважинах до того, как потребуется газлифт. Конструктивные соображения аналогичны для скважин с изменяющейся точкой закачки газа. В целом, многие газлифтные установки относятся к этой категории, в которой точные данные о скважине неизвестны или ограничены, а точка закачки газа неизвестна и / или изменяется по мере истощения коллектора.
Допущения и факторы безопасности
Коэффициенты безопасности используются при проектировании проточной газлифтной установки с несбалансированными одноэлементными газлифтными клапанами, когда величина нагрузки и пропускная способность клапана по газу не учитываются в расчетах. Начальные давления открытия газлифтного клапана основаны на уравнениях статического баланса сил. Факторы безопасности позволяют увеличивать давление нагнетаемого газа и / или текущего продуктивного давления на глубине клапана, что необходимо для правильного хода штока клапана и обеспечения эквивалентной площади порта, необходимой для прохождения расхода нагнетаемого газа, необходимого для разгрузки и подъема газа. большинство колодцев.Следующие ниже факторы безопасности компенсируют тот факт, что большинство операторов устанавливают газлифтные клапаны на ближайшем соединении труб. Фактическая глубина газлифтного клапана обычно находится в пределах 15 футов от расчетной глубины.
- Рабочее давление нагнетаемого газа, используемое для расчетов конструкции установки, должно быть средним, а не максимальным давлением нагнетаемого газа, доступным на буровой площадке для большинства скважин. В особых случаях может использоваться начальное давление.
- Суточная производительность разгрузки принята равной расчетной суточной производительности.Как правило, фактическая суточная производительность при разгрузке может быть меньше проектной и может контролироваться на поверхности скоростью нагнетания газа.
- При разгрузке пластовый газ не добывается. Общее соотношение газ / жидкость основано на суточной скорости закачки газа, доступной для разгрузки скважины.
- Глубинные переходы давления потока над разгрузочными газлифтными клапанами предполагаются прямыми линиями для проектных расчетов.
- Предполагается, что разгрузочный ход температуры потока на глубине представляет собой прямую, а не изогнутую линию между заданной разгрузочной температурой потока на устье скважины, T whu , и забойной температурой, T wsd .
Расчетная температура разгрузки рабочей поверхности обычно предполагается ниже конечной рабочей температуры. Конечная температура потока, которая немного превышает расчетную температуру, увеличивает начальное давление открытия газлифтного клапана с сильфонным наддувом и помогает удерживать верхние клапаны закрытыми при подъеме с нижнего газлифтного клапана.
- Заданный перепад давления между клапанами, Δ P SD , от 20 до 60 фунтов на кв. Дюйм на клапане для разгрузки используется многими инженерами-проектировщиками газлифта.В результате фактическое минимальное рабочее давление, необходимое для открытия следующего нижнего разгрузочного газлифтного клапана, больше на заданное значение Δ P sD .
- Траверса рабочего давления ниже точки нагнетания газа для определения глубины клапана обычно считается градиентом статической нагрузки и жидкости. Как только происходит добыча пласта, в большинстве скважин фактический градиент давления уменьшается.
Клапан обратный диафрагменный
Отверстие, используемое для подъема газа в скважине, должно включать обратный обратный клапан.Контрольный диск или дротик должен быть закрыт под действием силы тяжести или подпружинен. В скважине с пакером контрольная часть должна оставаться закрытой, чтобы предотвратить накопление мусора на верхней части пакера, когда этот клапан находится ниже уровня рабочей жидкости и не является рабочим клапаном. Для клапанов с обратным отверстием рекомендуется использовать сетку на входе с небольшим дросселем, чтобы предотвратить возможное засорение. Отдельные отверстия во входном экране должны быть меньше, чем штуцер в обратном клапане с отверстием.
Правильно спроектированная газлифтная установка с непрерывным потоком и обратным клапаном с диафрагмой не требует большего количества нагнетаемого газа, чем та же скважина с газлифтным клапаном, управляемым давлением нагнетания.Расход нагнетаемого газа для подъема скважины регулируется дозирующим устройством на трубопроводе нагнетательного газа на поверхности. Обратный клапан с диафрагмой, а не более дорогой и сложный газлифтный клапан, работающий под давлением, следует рассматривать в качестве нижнего клапана в большинстве установок с непрерывным потоком.
Преимущества обратного клапана
Дроссельный обратный клапан является самым простым из всех типов управляющих клапанов и имеет очень низкую вероятность выхода из строя. Его можно использовать в качестве «флажка» из-за изменения поверхностного давления газа для нагнетания после регулирующего клапана, когда обратный клапан с отверстием открывается и становится точкой нагнетания газа. Рис. 3 иллюстрирует операцию разгрузки с использованием обратного клапана с отверстием внизу. Давление в устьевой колонне на устье является результатом открытия и закрытия разгрузочных газлифтных клапанов из-за наличия 24/64 дюйма. заслонка в выкидной линии и фрикционный тормозной механизм в клапане для предотвращения разрушения штока. После того, как диафрагменный обратный клапан открывается примерно в 3:00 утра, заголовок не отображается. Снижение рабочего давления нагнетаемого газа связано с низкой продуктивностью коллектора, а не с системой газлифта.Обратный клапан с отверстием правильного размера может предотвратить резкий напор или помпаж в газлифтной установке с непрерывным потоком, обеспечивая постоянный размер отверстия. Для срабатывания обратного клапана с диафрагмой не требуется увеличения давления нагнетаемого газа, и размер отверстия всегда известен, поскольку он равен размеру штуцера в клапане. Дроссельный обратный клапан всегда открыт и пропускает газ до тех пор, пока давление нагнетаемого газа на глубине клапана превышает давление текущей добычи на той же глубине. Отверстие подходящего размера требуется для контроля объема нагнетаемого газа для газового подъема некоторых скважин.Одно из применений — газлифт одной зоны двойной газлифтной установки с общим источником нагнетаемого газа в затрубном пространстве обсадной колонны. Расчетный перепад давления по крайней мере от 100 до 200 фунтов на квадратный дюйм через отверстие необходим для обеспечения достаточно точного прогнозирования прохождения газа.
Рис. 3 — Диаграмма разгрузки с двумя ручками для регистрации давления из проточной газлифтной установки с обратным клапаном на дне.
Недостаток дроссельно-обратного клапана
Если давление в трубопроводе нагнетаемого газа высокое по сравнению с давлением поступающей добычи на глубине отверстия обратного клапана, при использовании влажного газа на поверхности может произойти замерзание.Слабые скважины с рабочим клапаном, контролирующим диафрагму, будут продолжать потреблять нагнетаемый газ при более низком давлении в трубопроводе нагнетательного газа, чем более сильные скважины с более высоким давлением дебита на глубине рабочего клапана обратного клапана.
Отверстие в насосно-компрессорных трубах или протекающий пакер неотличимы от обратного клапана с отверстием во время нормальной, непрерывной работы газлифта с непрерывным потоком. Дроссельный обратный клапан обычно не рекомендуется для небольшой закрытой ротационной газлифтной системы, когда для зарядки системы после останова требуется дорогостоящий подпиточный газ.Правильно настроенный газлифтный клапан, управляемый давлением нагнетания, закрывается после небольшого снижения давления нагнетаемого газа и предотвращает ненужные потери нагнетаемого газа из затрубного пространства обсадной колонны и небольшой системы высокого давления.
Глубина верхнего газлифтного клапана
Верхний газлифтный клапан должен быть расположен на максимальной глубине, которая позволяет использовать U-образную трубу для загрузки флюида с этой глубины при имеющемся давлении нагнетаемого газа. Если скважина нагружена на поверхность жидкостью глушения, глубину верхнего клапана можно рассчитать с помощью одного из следующих уравнений.
……………….. (1)
……………….. (2)
или
……………….. (3)
где
| D v 1 | = | глубина верхнего клапана, фут, |
| P ko | = | начальное давление с поверхности или среднее давление газа закачки на месторождении (опционально), фунт / кв. |
| P WHU | = | давление в устьевых U-образных НКТ (разгрузочных), фунт / кв. |
| Δ P SD | = | заданный межосевой перепад давления на глубине клапана, фунт / кв. Дюйм, |
| г лс | = | статическая нагрузка (kill) — градиент давления жидкости, psi / ft, |
| и | ||
| г гио | = | градиент давления нагнетаемого газа по глубине, фунт / кв.дюйм / фут. |
Ур. 1 не включает увеличение давления нагнетаемого газа до глубины клапана, D v 1 . Это уравнение широко используется из-за запаса прочности, позволяющего пренебречь повышением давления газа с глубиной. Ур. 2 дает ту же глубину, что и графическое решение, без какого-либо падения давления на верхнем газлифтном клапане в момент открытия этого клапана. Другими словами, верхний клапан не открывается, если фактическое начальное давление нагнетаемого газа меньше проектного значения или если давление на устье U-образной трубы выше предполагаемого. Ур. 3 включает вес колонны нагнетаемого газа и заданный перепад давления в момент открытия верхнего клапана.
Давление на устье наземных U-образных НКТ для большинства установок меньше, чем текущее устьевое давление. Разница между этими двумя давлениями увеличивается с увеличением длины выкидных линий и более высоких дебитов. Давление в U-образной трубе на устье скважины приблизительно равно давлению в сепараторе или в коллекторе, поскольку скорость переноса рабочей жидкости очень низкая во время эксплуатации U-образной трубы, и закачиваемый газ не может поступать в выкидную линию до тех пор, пока не откроется верхний газлифтный клапан.Газлифтные операции не начинаются до тех пор, пока нагнетаемый газ не поступает в производственный трубопровод через верхний клапан. Для определения глубины оставшихся газлифтных клапанов следует использовать текущее устьевое давление.
Траверса нагрузка-жидкость на основе г ls может быть проведена от давления U-трубопровода на устье скважины до пересечения кривой начального давления нагнетаемого газа на глубине ( P koD траверс) на графике давление / глубина. Верхний клапан может быть расположен на этом пересечении, что на той же глубине, что и рассчитанная по формуле .2 . Произвольный перепад давления на верхнем газлифтном клапане можно предположить в сочетании с графическим методом, и этот метод аналогичен Eq. 3 . Если предполагается, что давление газа не увеличивается с глубиной, этот метод становится аналогичным расчету D v 1 с Eq. 1 . Для простоты Eq. 4 часто используется для расчета расстояния между верхними клапанами.
……………….. (4)
Гидравлическое давление на глубине
Точные прогнозы гидравлического давления на глубине необходимы для проектирования и анализа качественной газлифтной установки с непрерывным потоком.Когда компьютерные программы для проектирования и анализа газлифтной установки недоступны для повседневных рутинных расчетов, проектировщики газлифта должны полагаться на опубликованные градиентные кривые для определения гидравлического давления на глубине. Многие нефтедобывающие компании имеют свои собственные корреляции многофазных потоков и публикуют собственные градиентные кривые. Градиентные кривые доступны у производителей газлифта и опубликованы в книгах, которые можно купить. По возможности используйте полевые данные для проверки точности расчетов компьютерной программы и градиентных кривых.Целью данной главы не является сравнение различных корреляций многофазных потоков или опубликованных градиентных кривых.
Широко распространенные корреляции многофазного потока и механистические модели основаны на псевдостационарном потоке без серьезного напора через чистый производственный трубопровод с неограниченной площадью поперечного сечения. Точные значения давления не могут быть получены из градиентных кривых, основанных на этих корреляциях, если канал частично забит парафином или окалиной. Эмульсии также могут препятствовать применению этих корреляций и градиентных кривых.Применимость конкретной корреляции или набора градиентных кривых для данной скважины может быть установлена только путем сравнения измеренного давления потока с давлением на глубине, определенным из корреляционных или градиентных кривых. Измеренные производственные данные должны быть точными и повторяемыми, прежде чем не учитывать корреляции многофазного потока или градиентные кривые.
Набор типичных градиентных кривых приведен на Рис. 4 . Эти градиентные кривые используются в примерных расчетах конструкции установки в Примере 1.Для этих расчетов конструкции установки используется GLR, а не соотношение газ / нефть (GOR).
Рис. 4. Кривые градиента давления на глубине для 800 баррелей в сутки с 50% -ной обводненностью через НКТ 2 7/8 дюйма.
Большинство градиентных кривых отображают GLR, а не GOR. По этой причине первым шагом в применении градиентных кривых является преобразование газового фактора в глобальный фактор риска, если указан только газовый фактор и скважина дает воду. GLR может быть рассчитан для заданного газового фактора и обводненности по формуле .5 .
……………….. (5)
где
| R glf | = | Соотношение пластовый газ / жидкость, scf / STB, |
| f o | = | масляная фракция (l — f w ), фракция, |
| и | ||
| R вперед | = | Соотношение газ / нефть, ст. Куб. Футов / СТБ. |
Пример 1
Дано:
- R go = 500 scf / STB
- Обводненность f w = 0,60 (60%)
Рассчитайте GLR пласта: R glf = (1 — 0,6) 500 = 200 стандартных кубических футов / STB.
Когда используются градиентные кривые, глубина является относительной глубиной и может изменяться, в то время как давление никогда не изменяется. Если прослеживается продольный ход давления на глубине, давления на графике давление / глубина всегда должны перекрывать одни и те же давления на градиентных кривых.Для наклонно-направленных скважин, где трение невелико, используйте в графическом дизайне истинные вертикальные глубины, а не измеренные глубины.
Температура потока на глубине
Точный прогноз температуры текущей добываемой жидкости на глубине клапана важен при проектировании и анализе многих газлифтных установок с газлифтными клапанами с азотом. Предполагается, что температура извлекаемого с помощью кабеля клапана такая же, как температура текущих флюидов на глубине клапана.Извлекаемый газлифтный клапан расположен в кармане оправки внутри НКТ и контактирует с продукцией из скважины. Температура обычного клапана находится между температурой текущей жидкости и геотермальной температурой скважины, но обычно она ближе к температуре текущей жидкости, поскольку сталь имеет более высокую теплопроводность, чем газ.
Киркпатрик [2] опубликовал одну из наиболее широко используемых корреляций градиента температуры потока в 1959 году. Семейство кривых градиента температуры потока в Рис.5 основано на данных по скважинам с высокой обводненностью, добываемым с помощью газлифта с использованием НКТ 2 7/8 дюйма в широком диапазоне дебитов. Хотя корреляция не включает несколько важных параметров, таких как GLR и свойства жидкости, расчетная температура поверхности и температуры на глубине оказались достаточно точными для многих газлифтных операций. Sagar et al. [3] опубликовал еще одну корреляцию температуры течения. Этот эмпирический метод расчета профилей температуры притока является гораздо более строгим и основан на скважинных данных из нескольких областей.Процедуру расчета можно легко запрограммировать для прогнозирования температуры поверхностного притока в вертикальных и наклонных скважинах. Однако наилучшим подходом, когда это возможно, является измерение температуры на глубине в реальной газлифтной скважине.
Рис. 5 — Градиенты температуры текущей жидкости в эксплуатационном трубопроводе для различных расходов и геотермических градиентов.
Номенклатура
| D v 1 | = | глубина верхнего клапана, фут |
| f o | = | нефтяная фракция, фракция |
| ширина ширина | = | обводненность, фракция |
| F p | = | коэффициент производственного давления, безразмерный |
| г гио | = | статическое давление нагнетаемого газа на градиенте глубины, фунт / кв. Дюйм |
| г LC | = | средний градиент давления для добычи жидкости в камере, psi / ft |
| г лс | = | статическая нагрузка (kill) — градиент давления жидкости, psi / ft |
| P bvD | = | Давление в сильфонах с азотом при температуре клапана, фунт / кв. |
| P ko | = | начальное давление с поверхности или среднее давление газа закачки на месторождении (опция), фунт / кв. |
| P п.п.м. | = | рабочее давление в потоке при D d в зависимости от конструкции q л и R glu , фунт / кв. |
| P pfD | = | рабочее давление на глубине клапана, фунт / кв. |
| P WHU | = | Давление разгрузки U-образных НКТ на устье, фунт / кв. |
| Δ P SD | = | заданный межосевой перепад давления на глубине клапана, фунт / кв. Дюйм |
Список литературы
- ↑ API RP 11V6, Рекомендуемая практика проектирования газлифтных установок с непрерывным потоком с использованием клапанов, управляемых давлением нагнетания, второе издание.1999. Вашингтон, округ Колумбия: API.
- ↑ Киркпатрик, C.V. 1959. Успехи газлифтной техники. Дрель. & Прод. Практика (Март): 24.
- ↑ Сагар Р., Доти Д. Р. и Шмидт З. 1991. Прогнозирование профилей температуры в текущей скважине. SPE Prod Eng 6 (4): 441-448. SPE-19702-PA. http://dx.doi.org/10.2118/19702-PA.
Интересные статьи в OnePetro
Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать
Внешние ссылки
Используйте этот раздел, чтобы предоставить ссылки на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.
См. Также
Проектирование газлифтной системы
Способы проектирования газлифтных установок
Конструкция газлифтной установки прерывистого действия
Газлифт для необычных условий эксплуатации
Газлифт
PEH: Газлифт
Категория
Дизайн газлифта— обзор
8.2.2. Механистическая модель для одноэлементной, IPO, газлифтной арматуры (с динамическим эффектом)
Следуя подходу, принятому в предыдущем разделе, можно разработать простую механистическую модель, которая учитывает динамические эффекты. Модель, представленная в этом разделе, достаточно точна и не только намного проще для программирования на компьютере, но и требует только семи экспериментально найденных коэффициентов, которые имеют постоянное значение и которые очень легко найти: два найдены из тестов скорости нагрузки, три из тестов коэффициента потока, и только два из динамических тестов, с очень ограниченным количеством тестовых точек, необходимых в этом последнем типе теста.Модель основана на нахождении коэффициента расхода как функции давления впрыска, добычи и давления закрытия клапана. Для этого испытания на величину нагрузки сильфона комбинируются с испытаниями коэффициента расхода и с небольшим количеством контрольных точек в динамических условиях. Эти динамические контрольные точки используются для определения динамического давления закрытия при дросселировании потока. С коэффициентом расхода, определенным таким образом, уравнение. (8.4) используется для расчета расхода газа независимо от типа потока (диафрагма, дросселирование или переходный поток), таким образом, модель может быть определена как механистическая и унифицированная одновременно.Предлагаемая здесь модель для одноэлементных клапанов (не для пилотных клапанов) может рассматриваться как «унифицированная модель», поскольку она использует только уравнение потока через отверстие (как выражено в уравнении (8.4)) для всех режимов потока, но с коэффициент расхода C ′ v , который зависит от положения штока.
При испытаниях на величину нагрузки клапан подвергается воздействию различных давлений впрыска, и при каждом из этих давлений измеряется положение шара. В этом типе испытаний расход газа равен нулю при каждом значении давления впрыска; поэтому испытание проводится в статических условиях.На рис. 8.18 показаны результаты испытаний сильфона на нагрузку, в которых, в отличие от того, что обычно делается, по горизонтальной оси отложено давление впрыска, а по вертикальной оси — расстояние, пройденное штоком (до максимального эффективного хода штока). . Усредняя эффект гистерезиса, получается примерно прямая линия с наклоном — , который уменьшается по мере увеличения давления закрытия. Эта зависимость наклона от давления закрытия очень мала, но на рисунке она преувеличена, чтобы читатель мог легко ее оценить.
Рисунок 8.18. Результаты испытаний сильфона на допустимую нагрузку.
Каждая линия на рис. 8.18 соответствует давлению закрытия клапана и может быть выражена следующим образом:
(8.7) Lv = a (Pinj − PvcT)
Где L v — ход штока выражено в дюймах, a — это наклон линии, а P inj — давление впрыска выше давления закрытия клапана при рабочей температуре (известное здесь как P vcT ).Давление P Inz и P vcT может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм, таким образом, a выражается в дюймах / фунтах на квадратный дюйм, и это величина, обратная величине нагрузки сильфона, которая обычно выражается в фунтах на квадратный дюйм / в. Уровень нагрузки представляет собой необходимое увеличение давления впрыска в фунтах на квадратный дюйм на дюйм хода штока. Из-за своей зависимости от давления закрытия клапана наклон a может быть выражен как линейная функция давления закрытия клапана в рабочих условиях:
(8.8) a = a ‘PvcT + b’
Коэффициенты, которые необходимо определить из испытаний на величину нагрузки, равны a ‘и b ‘. Эти коэффициенты легко определить, поскольку испытания на нагрузку проводятся в статических условиях. Эти коэффициенты являются постоянными, не зависящими от седла клапана. Они зависят только от используемой модели клапана. Простое соотношение, выраженное в формуле. (8.8) можно заменить более сложным, но это не приведет к значительному увеличению точности вычисленного значения наклона a , поскольку зависимость a от P vcT очень слабая. .
Испытания коэффициента расхода выполняются с внутренне модифицированными клапанами, так что положение шара может оставаться на фиксированных значениях во время испытаний, независимо от давления на входе и выходе. Испытания, в которых коэффициент расхода рассчитывается обратным образом, выполняются для давлений на входе, которые превышают соответствующие им давления на выходе (таким образом, расход газа больше нуля), при этом положение штока остается фиксированным на заданном значении. Типичные результаты этих испытаний показаны на рис.8.19, в котором каждая кривая соответствует разному диаметру седла.
Рисунок 8.19. Результаты испытаний коэффициента расхода (чтобы найти C ’ v в зависимости от хода штока).
Кривые, представленные на рис. 8.19, можно аппроксимировать как линейные функции, подобные тем, которые показаны на рис. 8.20, где L trans — это ход штока, который определяет переход между дросселированием и потоком через отверстие. Любой ход штока, превышающий L транс , не вызовет значительного изменения коэффициента расхода C ‘ v .Из экспериментальных наблюдений было обнаружено, что значение L trans меньше максимального хода штока, обнаруженного при испытаниях на нагрузку сильфона, особенно для небольших седел. С другой стороны, L trans больше, чем ход штока, необходимый для того, чтобы площадь седла шара (площадь усеченной кости) была равна площади седла.
Рисунок 8.20. Линейная аппроксимация коэффициента расхода как функции хода штока.
Для хода штока от 0 до L транс , C ′ v можно выразить следующим уравнением:
(8.9) C’v = Aslope Lv
, где L v — это ход штока, а A наклон — наклон линии. Коэффициенты, которые используются в модели и которые могут быть легко получены из тестов коэффициента расхода, следующие: L транс , A наклон и X t , где X t — это перепад давления на клапане, деленный на давление впрыска и коэффициент [( C p / C v ) / 1.4] в точке начала критического течения, см. Рис. 8.17. Эти параметры имеют постоянные значения для данного клапана и диаметра седла. ( C p / C v ) — коэффициент удельной теплоемкости, известный в этой книге как k ′. Комбинируя уравнения. (8.7) и (8.9) найдено выражение для коэффициента расхода через давление впрыска и давление закрытия клапана при рабочей температуре:
(8.10) C’v = Aslope [a (Pinj − PvcT)]
Давление нагнетания в точке, где поток переходит от дросселирования к потоку через отверстие, называется P INT2 , и его можно определить по формуле.(8.7) как:
(8.11) PinjT2 = PvcT + (Ltrans / a)
Значение C ′ v , найденное из уравнения. (8.10), где P ING равно P INT2 , называется C ′ vT2 и может использоваться в уравнении расхода газа только для потока через отверстие. Для дросселирования потока также используется уравнение расхода газа для потока через отверстие, но со значением C ‘ v , которое не является постоянным, но зависит от давления нагнетания и добычи.При дросселировании потока уравнение. (8.10) действительно только в вертикальной плоскости, которая пересекает горизонтальную плоскость по линии под углом 45 градусов относительно горизонтальных осей на трехмерном графике, показанном на рис. 8.21. На этом графике по горизонтальной оси отложено давление добычи и нагнетания, а по вертикальной оси — коэффициент расхода C ‘ v . Линия, которая определяется формулой. (8.10) на этой вертикальной плоскости проходит линия A – D, показанная на рис. 8.21, и это одна из наиболее важных линий, на которых основана эта модель.Из-за динамических эффектов для любой другой точки, расположенной за пределами этой вертикальной плоскости, значение C ’ v также зависит от давления закачки и добычи, но гораздо более сложным образом, чем уравнение. (8.10), как поясняется в следующих параграфах.
Рисунок 8.21. C ’ v линия в вертикальной плоскости под углом 45 градусов к горизонтальным осям.
Одним из способов аппроксимации значения C ′ v для переходного и дроссельного потока является использование поверхности A – B – C – D на рис.8.22, для которого необходимо провести динамические испытания, в которых шток может свободно перемещаться в соответствии с давлением добычи и нагнетания. Но количество динамических испытаний невелико, потому что они нужны только для определения динамического давления закрытия добычи в дросселирующем потоке, которое соответствует линии A – B на рис. 8.22.
Рисунок 8.22. Коэффициент расхода C ’ v в зависимости от давления нагнетания и добычи.
(а) Трехмерный график; (б) горизонтальная проекция.
Модель, представленная в этом разделе, аппроксимирует точку C, просто проецируя точку D перпендикулярно вертикальной плоскости, где давление добычи равно нулю. Линия B – C соответствует приближению переходного режима потока, который имеет место для очень узкого диапазона давления нагнетания между дросселированием и потоком через отверстие. Точка C ”, как показано на рис. 8.22, на самом деле является местом, где должна располагаться точка C, но точное местоположение C ″ чрезвычайно трудно найти экспериментально, и в любом случае она очень близка к точке C.
Модель, представленная в этом разделе, на самом деле является усовершенствованием модели, представленной в разделе 8.2.1, для которой для определения хода штока используется только «статическое» уравнение баланса сил, независимо от динамических эффектов, которые изменяют фактические значения давления, действующего на мяч. При таком статическом перемещении штока значение C ‘ v находится из результатов теста коэффициента расхода. Тогда поверхность A – B′ – C ′ –D будет использоваться в упрощенной модели, представленной в разделе 8.2.1. Предположения, сделанные в упрощенной модели, диктуют, что линия A – B ‘параллельна линии D – C’. Ошибка, допущенная при использовании этой упрощенной модели, может быть оценена на рис. 8.22, сравнив поверхность A – B′ – C ′ –D с A – B – C ″ –D. Эта ошибка является следствием поддержания постоянных значений давления на поверхности шара на входе и выходе из него без учета динамического воздействия газового потока. Этот динамический эффект заставляет линию A – B ‘быть на самом деле линией A – B, что означает, что клапан имеет тенденцию закрываться при более низком производственном давлении, как продемонстрировал Acuña (1989), см. Рис.8.23.
Рисунок 8.23. Влияние динамических условий на давление закрытия добычи.
С другой стороны, линия D – C ′, рассматриваемая упрощенной моделью, на самом деле является D – C ″. Таким образом, упрощенная модель, представленная в предыдущем разделе, имеет тенденцию занижать скорость потока газа при дросселировании потока. Вид сверху поверхностей, показанных на рис. 8.22a, можно увидеть на рис. 8.22b. Основные ошибки, допущенные при применении упрощенной модели, будут соответствовать областям D – C ″ –C ′ и A – B′ – B.Для динамической модели, представленной в этом разделе, основные ошибки будут сделаны только в области D – C – C ″, которая мала и очень трудна для практического экспериментального исследования. Зная сложность других моделей, приближенные результаты, которые могут быть получены как из упрощенной модели, так и из динамической, представленной в этом разделе, являются достаточно точными.
На рис. 8.24 показана поверхность, используемая динамической моделью, представленной в этом разделе. Самый простой способ аппроксимировать поверхность A – B – C – D — двумя плоскими поверхностями: A – B – D и B – C – D.Уравнения этих плоскостей можно легко найти, используя основную аналитическую геометрию.
Рисунок 8.24. Поверхность, используемая динамической моделью.
Каждая пунктирная линия на рис. 8.24 соответствует значениям C ′ v для различных производственных давлений с общим давлением нагнетания. Эти линии не обязательно должны быть прямыми, но данные динамических испытаний показали, что рассматривать их как прямые линии — хорошее приближение, как это видно на рис.8.25 для кривых с разными давлениями впрыска, но с давлениями закрытия, которые меняются только в пределах 1%.
Рисунок 8.25. Коэффициенты расхода рассчитывались на основе данных, полученных в ходе реальных динамических испытаний (шток клапана мог свободно перемещаться).
Как видно на рис. 8.25, C ‘ v имеет тенденцию к уменьшению в правой части этих кривых, где перепад давления на клапане очень мал. Такое же поведение наблюдается во время испытаний коэффициента расхода (что является отклонением от прогнозируемых значений в соответствии с теорией, лежащей в основе уравнения.(8.4)).
При испытаниях коэффициента расхода шток удерживается в фиксированном положении с помощью механических средств; таким образом, уменьшение коэффициента расхода при очень малых перепадах давления на клапане нельзя отнести к динамическим воздействиям на положение шара. Такое поведение присутствует, если данные анализируются с помощью уравнения. (8.4). С другой стороны, если уравнение Торнхилла – Кравера используется для анализа данных, коэффициент расхода имеет тенденцию увеличиваться до значений, близких к 1, при небольших перепадах давления на клапане, как объясняется в разделе 8.1. Рис. 8.26 показывает типичный результат испытаний коэффициента расхода, когда коэффициент расхода тот, который используется в формуле. (8.4). На этом рисунке x — это падение давления на клапане, деленное на давление впрыска. Можно видеть, что для небольших перепадов давления на клапане значения YC ′ v отклоняются от прямой линии (прямая линия — это место, где экспериментальные точки должны быть расположены в соответствии с теорией, лежащей в основе уравнения. (8.4)). Эти отклонения просто указывают на то, что теории, лежащие в основе различных уравнений потока через отверстие, не позволяют точно предсказать расход газа для очень малых значений перепада давления на клапане.Это отклонение не представляет проблемы при использовании уравнения. (8.4) в газлифтных конструкциях, потому что перепад давления на газлифтном клапане не должен достигать очень малых значений, которые могут способствовать нестабильности скважины.
Рисунок 8.26. Отклонение YC ’ v для малых значений x при испытаниях коэффициента расхода (шток клапана удерживается в фиксированном положении).
Как было указано ранее, линия A – B может быть получена в результате небольшого количества динамических испытаний для различных значений давления закрытия клапана.На рис. 8.27 показана горизонтальная проекция поверхности, представленная на рис. 8.24, с обозначениями, использованными Акунья (1989) при выводе линии A – B. На этом рисунке видно, что углы α и β постоянны в области дросселирования потока.
Из этой геометрической конфигурации компания Acuña разработала следующее выражение:
(8.12) Fe = (Pinj − PvcT) / (Pinj − Ppdc)
, где P pdc — динамическое давление закрытия клапана при работе. условий, P vcT — давление закрытия клапана в рабочих условиях, а P inj — давление впрыска на глубине клапана. F e было принято Акунья как константа, которая не зависит от P vcT . Согласно данным, предоставленным Acuña, значение F e представляет собой максимальное отклонение около 30%. Если F e считается константой, уравнение для линии A – B имеет вид:
(8.13) Ppdc = Pinj− (Pinj − PvcT) / Fe
Это уравнение представляет собой уравнение линии AB, в которой динамическое эффекты были учтены.Упрощенная модель, представленная в разделе 8.2.1, дает уравнение, идентичное уравнению. (8.13), но с заменой F e на соотношение площадей клапана R (площадь седла, разделенная на площадь сильфона). Акунья обнаружил, что значение F e было немного ниже, чем R почти для всех диаметров сиденья, которые он изучал. Если использовать R вместо F e , давление закрытия добычи для данного давления нагнетания будет больше, чем его фактическое значение, тогда линия A – B ‘(как показано на рис.8.22) вместо линии A – B, показанной на рис. 8.27.
Рисунок 8.27. Горизонтальная проекция поверхности A – B – C – D.
Разброс значений F e , найденных Acuña, может быть связан с тем, что F e на самом деле может быть не константой, а функцией давления закрытия впрыска клапана, P vcT . Это, в свою очередь, могло быть связано с зависимостью угла прямой A – D относительно горизонтальной плоскости (на рис.8.22) от давления закрытия клапана впрыска. Эта зависимость вызвана увеличением нагрузки на сильфон при увеличении давления закрытия впрыска. Таким образом, проекция линии A-D на горизонтальную плоскость изменяется для разных значений P vcT . Тогда нет оснований полагать, что значение F e не изменится для разных значений P vcT . Как и в случае нагрузки сильфона, эта зависимость F e от P vcT не должна быть очень сильной.Простое уравнение для F e в терминах P vcT может быть:
(8.14) Fe = cPvcT + d
. требуемые моделью, представленной в этом разделе, которые необходимо найти в ходе динамических испытаний. Динамические испытания выполнить сложнее, чем испытания сильфона на нагрузку и испытания на коэффициент расхода. Коэффициенты c и d постоянны для каждой комбинации модели клапана и диаметра седла.С F e как функцией P vcT , уравнение. (8.13) можно использовать, чтобы найти линию A – B для заданного значения P vcT . Далее поясняется процедура расчета, используемая динамической моделью для определения расхода газа, с использованием обозначений, приведенных на рис. 8.28.
Рисунок 8.28. Обозначения, используемые динамической моделью.
P INRT1 (в фунтах на квадратный дюйм) соответствует давлению впрыска там, где линия A-B пересекает ось давления впрыска. P INPT2 (также в фунтах на квадратный дюйм) — это минимальное давление впрыска, при котором клапан считается полностью открытым, а коэффициент расхода равен C ′ vT2 . Как показано на рис. 8.29, область I соответствует режиму потока через отверстие. Область II соответствует переходному режиму потока, где коэффициент потока находится с помощью уравнения плоскости B – C – D. Область III разделена на две части: верхняя часть соответствует переходному потоку, где коэффициент расхода находится по уравнению плоскости A – B – D, а нижняя часть соответствует дроссельному режиму потока, где коэффициент расхода также находится по уравнению плоскости A – B – D.Область IV представляет собой область, где клапан закрыт: в верхней части этой области клапан закрыт из-за динамических воздействий, а в нижней части клапан закрыт, потому что давление впрыска ниже давления закрытия клапана P vcT .
Рисунок 8.29. Горизонтальный вид плоских поверхностей, которые используются для расчета C ’ v .
Для расчета расхода газа необходимы следующие данные:
- ■
Давление впрыска, P ING , фунт / кв.
- ■
Производственное давление, P pd , фунт / кв.
- ■
Давление закрытия клапана при рабочей температуре, P vcT , фунт / кв.
- ■
Температура впрыска, T INR , ° R.
- ■
Коэффициент сжимаемости газа при T ING и P ING , что составляет Z ING .
- ■
Удельный вес газа G г и коэффициент удельной теплоемкости газа k ′.
- ■
Константы, найденные при испытаниях на нагрузку сильфона: a ‘и b ‘.
- ■
Константы, найденные в результате испытаний на коэффициент расхода: L транс , A наклон и критическое отношение давлений X t .В отличие от рекомендаций 11V2 Американского нефтяного института (API), X t — это постоянная величина, не зависящая от хода штока. X t находится с помощью процедуры, описанной в разделе 8.2.1, см. Рис. 8.17.
- ■
Константы, найденные в результате динамических испытаний: c и d .
Расчеты производятся в следующем порядке:
- 1.
Используя уравнение. (8.8) найдите a .
- 2.
Используя уравнение. (8.11) найти P INT2 .
- 3.
Используя уравнение. (8.9) с L trans найти C ′ vT2 .
- 4.
Используя уравнение. (8.14) найдите F e .
- 5.
Вычислить P INT1 = P vcT / (1 — F e ).
- 6.
Затем значение C ′ v находится в зависимости от режима потока, используя уравнения базовой аналитической геометрии для соответствующей плоской поверхности:
Для области I на рис. 8.29 , значение C ′ v соответствует режиму потока через отверстие: C ′ vt2 .
Для области II коэффициент расхода рассчитывается по уравнению плоскости B – C – D, которое равно:
(8.15) C′v = β»PinjT1 − Pinjγ ′
, где β » = C′vT2PinjT2 и γ ′ = PinjT1PinjT2 − PinjT22.
Для области III коэффициент расхода рассчитывается с использованием уравнения плоскости A – B – D, которое равно:
(8.16) C′v = αPvcT − Ppdβ»PvcT − Pinjγ ′
Теперь α = C′vT2PinjT1 − PvcT, β » = C′vT2PvcT и γ ′ = PinjT1PvcT − PinjT2.
- 7.
Рассчитайте степень сжатия x = ( P ING — P pd ) / P ING .
- 8.
Если x > X t ( k ′ / 1,4), то зафиксируйте значение x на X t 14 ( k k k ′ /1.4).
- 9.
Вычислить Y = 1 — x / [3 ( k ′ / 1,4) X t ].
- 10.
Наконец, рассчитайте расход газа, используя:
(8.17) Qgi = 32,64C’vPinjY [x / (GgTinjZinj)] 1/2
Следующие наблюдения были сделаны автором этой книги при выполнении тестов на скорость нагрузки и коэффициента расхода:
- ■
Эффект гистерезиса, обнаруженный при проведении испытания на величину нагрузки, нельзя отнести к вязкости жидкости внутри сильфона, поскольку испытания, проведенные с клапанами без жидкости внутри сильфона, показали такое же поведение.
- ■
Когда давление повышалось до точки, при которой клапан был полностью открыт, эффект гистерезиса достиг максимального значения.Однако, если максимальное давление испытания было меньше, чем то, которое дает максимальный ход штока, эффект гистерезиса не был столь выражен, и он даже может быть незаметным для небольших приращений давления выше давления закрытия. Это привело к мнению, что эффект гистерезиса вызван деформациями формы самого сильфона. Дальнейшие испытания были проведены при снятом укропном клапане, чтобы давление в сильфоне было постоянным и равным атмосферному давлению в любое время. В этом случае сильфон сжимался на длину, равную максимальному ходу штока, а затем отпускался.Длина сильфона не вернулась к исходной, демонстрируя очень небольшую пластическую деформацию. Эта пластическая деформация может быть причиной того, что давление необходимо снизить на определенную величину ниже давления, оказываемого на пути вверх, чтобы достичь того же хода штока при спуске. Это спорный вопрос, который требует дальнейшего изучения.
Другое наблюдение заключалось в том, что критические отношения давлений X t , обнаруженные при проведении испытаний коэффициента расхода, не зависели от хода штока, но они вели себя как постоянные для конкретного седла клапана.Тогда график X t в зависимости от хода штока, приведенный в Рекомендации API 11V2, не является точным, потому что он показывает, что X t стремится к нулю, когда ход штока достигает нуль.
Значения C ‘ v , найденные в результате испытаний коэффициента расхода, стремятся к нулю, поскольку перепад давления на клапане стремится к нулю. То же самое верно для коэффициента C d с использованием уравнения потока через отверстие, разработанного в Университете Талсы.С другой стороны, значение C d для уравнения Торнхилла – Кравера имеет тенденцию к увеличению при небольших перепадах давления.
Помимо вышеизложенного факта, что линия A – B на рис. 8.22 может зависеть от давления закрытия клапана P vcT , эта линия также может зависеть от температуры нагнетаемого газа. Для штуцера с фиксированной геометрией, с заданными давлениями на входе и выходе, влияние температуры нагнетаемого газа явно указывается в уравнении потока через отверстие.В этом случае при повышении температуры расход газа (выраженный при стандартных условиях) уменьшается. Для газлифтного клапана расход газа также может изменяться из-за динамических воздействий. Рассмотрим два случая в режиме дросселирования потока с одинаковыми давлениями в куполе, на входе и на выходе, но с разной температурой нагнетания. Расход газа будет разным для обоих случаев не только из-за температурного члена, присутствующего в уравнении расхода газа, но также из-за того, что динамические эффекты могут изменить положение штока и, следовательно, повлиять на коэффициент расхода.Это означает, что коэффициенты c и d в уравнении. (8.14), считающееся константой для конкретного диаметра седла, действительно может зависеть от температуры впрыска. Значение A наклон в уравнении. (8.9) не зависит от температуры, поскольку считается, что никакие динамические эффекты не влияют на клапан в плоскости 45 градусов, и поэтому линия A – D на рис. 8.22 остается одинаковой для всех температур (пока давление закрытия клапана одинаковое. ). Поскольку линия A – B и, вероятно, линия B – C ″ на рис.8.22 — единственные линии, на которые влияет температура, ожидается, что влияние температуры играет лишь незначительную роль в значении ° C ′ v . Предыдущие работы не касались влияния температуры, в основном потому, что испытания проводились при температуре окружающей среды. Нормальные рабочие условия на глубине клапана могут варьироваться от 100 ° F до более 200 ° F, поэтому рекомендуется более подробно изучить влияние температуры экспериментально.
% PDF-1.7 % 181 0 объект > эндобдж xref 181 111 0000000016 00000 н. 0000003082 00000 н. 0000003258 00000 н. 0000004017 00000 н. 0000004584 00000 н. 0000004698 00000 н. 0000004810 00000 н. 0000005085 00000 н. 0000005600 00000 н. 0000005714 00000 н. 0000008090 00000 н. 0000008504 00000 н. 0000008541 00000 н. 0000008638 00000 п. 0000008784 00000 н. 0000009355 00000 п. 0000009479 00000 п. 0000009728 00000 н. 0000010282 00000 п. 0000010310 00000 п. 0000010623 00000 п. 0000029501 00000 п. 0000041013 00000 п. 0000052820 00000 н. 0000055470 00000 п. 0000057741 00000 п. 0000062810 00000 п. 0000109910 00000 н. 0000110298 00000 п. 0000141263 00000 н. 0000146056 00000 н. 0000150849 00000 н. 0000153985 00000 н. 0000154102 00000 н. 0000158895 00000 н. 0000163688 00000 н. 0000165645 00000 н. 0000173619 00000 н. 0000178412 00000 н. 0000183205 00000 н. 0000186110 00000 н. 0001316632 00000 п. 0001316663 00000 п. 0001316738 00000 п. 0001319078 00000 п. 0001319409 00000 п. 0001319475 00000 п. 0001319591 00000 п. 0001319622 00000 п. 0001319697 00000 п. 0001320026 00000 п. 0001320092 00000 н. 0001320208 00000 н. 0001320239 00000 п. 0001320314 00000 п. 0001320644 00000 п. 0001320710 00000 п. 0001320826 00000 п. 0001320857 00000 п. 0001320932 00000 н. 0001326561 00000 п. 0001326892 00000 п. 0001326958 00000 п. 0001327074 00000 п. 0001349225 00000 п. 0001349480 00000 п. 0001349906 00000 п. 0001350024 00000 н. 0001367206 00000 н. 0001367245 00000 п. 0001367320 00000 п. 0001367621 00000 п. 0001367696 00000 п. 0001367995 00000 н. 0001368070 00000 п. 0001368375 00000 п. 0001368563 00000 п. 0001368713 00000 п. 9pg # R | {w} m t} Jeu | BZO | c: [? O (0+ [ ; EcJ%) 7 ||, 6ea` & r + 3⓳% 6.x] q \ ̥: 7 @ ZD͌ + RD7iJ5ԇa,? $ Ƙ8K?! ôkBX: ء 7 => O (} ݾ O`
kogan Настенное крепление с газлифтным рычагом Full Motion для телевизоров с диагональю 50 ~ 65 дюймов Руководство по установке
Настенный кронштейн с газлифтом Full Motion для телевизоров с диагональю 50 ″ ∼65 ″
KAWLM5OGASA
Руководство по установке
Комплектация
M4x20 мм A1 (4 шт.) M5x20 мм A2 (4 шт.)
9000×520 9000 M8x20 мм A4 (4 шт.)
Прокладка с выступом A5 (4 шт.) Шайба квадратная A6 (4 шт.)
St6x60 мм B1 (3 шт.) B2 (3 шт.) Ø6.4x Ø12 × 1,5 мм B3 (3 шт.)
A. x1 Пластиковая крышка x2 M3x6 мм
B. x4 M8 x4
C. x2 M6
D. x1 9000 M6 Коробка гаечный ключ E. x1 M8 гаечный ключ
F. x1 5×5 мм
G. x1 Пузырьковый уровень
H. x1 2×2 мм
Необходимые инструменты
Вам понадобится сверло для разметки. очки, электродрель, рулетка и отвертка с крестообразным шлицем.
1
Установка
Шаг 1
Шаг 2A — Монтаж в твердый бетон
9000 саморез.
Примечание. Используйте саморезы, чтобы настенная пластина полностью прилегала к стене. Саморезы должны быть полностью ввинчены и не должно быть зазора во избежание материального ущерба и / или физических травм.
2
Шаг 2B — Установка деревянной шпильки
Используйте торцевой гаечный ключ (D) для закрепления самонарезающего винта.
Примечание. Используйте саморезы, чтобы настенная пластина полностью прилегала к стене. Саморезы должны быть полностью ввинчены и не должно быть зазора во избежание материального ущерба и / или физических травм.
Шаг 3 — Установите телевизор на пластину телевизора
a
Выберите подходящие винты в соответствии с размерами телевизора.
Используйте выступающие шайбы, если винты A1-A4 слишком длинные. Осторожно:
Перед установкой вставьте руками винт в отверстия позади телевизора, чтобы определить необходимый диаметр и длину сетки, сразу же остановитесь при сопротивлении удару.
б.
Выберите подходящие винты в соответствии с размерами телевизора.
Если отверстия позади телевизора неглубокие, используйте подходящие винты.
Примечание: используйте удлинители, если отверстия VESA телевизора превышают 200 x 200 мм
3
Шаг 4 — Прикрепление пластины VESA к монитору
1. Сначала повесьте открывающийся слот вверх, затем закрепите 2 ореха.
2. Затяните гайки.
Шаг 5 — Повесьте телевизор на настенную пластину
- Отрегулируйте угол наклона телевизора: используйте накидной гаечный ключ M6 (D), чтобы затянуть и ослабить гайки.
- Отрегулируйте высоту монитора после установки. Если монитор не может остановиться на какой-либо высоте, пожалуйста, используйте прилагаемый шестигранный ключ 5 × 5, чтобы отрегулировать винт на кронштейне. Чтобы уравнять вес крепления и монитора и чтобы он мог остановиться на любой высоте, отрегулируйте винт в направлении «-», когда монитор вверху, и в направлении «+», когда он опускается.
Шаг 6
Кабельный органайзер
4
Осторожно
Этот продукт содержит мелкие предметы, проглатывание которых может привести к удушью. Храните эти предметы и всю упаковку в недоступном для маленьких детей месте.
- Перед установкой убедитесь, что эти инструкции полностью прочитаны и понятны. Если вы не уверены в какой-либо части этой установки, обратитесь в службу поддержки клиентов Kogan.com или к профессиональному установщику.
- Стена или монтажная поверхность должны выдерживать общий вес крепления и дисплея, в противном случае конструкция должна быть усилена.
- Необходимо использовать защитное снаряжение, безопасные методы работы и соответствующие инструменты. Для этой установки требуется минимум два человека. Несоблюдение правил техники безопасности и безопасных методов работы может привести к материальному ущербу, серьезным травмам или смерти.
- Проверяйте соединения каждые два месяца, чтобы убедиться, что ослабленные винты были повторно затянуты.
Этот продукт был разработан для установки на стены с деревянными каркасами или массивные бетонные стены. Перед установкой убедитесь, что стена выдержит общий вес оборудования и фурнитуры.Никогда не превышайте максимальную грузоподъемность крепления 23 кг, иначе это может привести к поломке продукта или травме.
сообщить об этом объявленииПримечание: этот продукт предназначен только для использования внутри помещений. Использование этого продукта на открытом воздухе может привести к поломке продукта или травмам.
5
Документы / ресурсы
Сопутствующие руководства / ресурсы
Справка и инструкции — Выбор правильных деталей — Измерение газового баллона
Выберите категорию
Наши цилиндры для офисных стульев обычно универсальны. Только разница между всеми стандартными цилиндрами заключается в высоте их сиденья. Итак, хотите ли вы сделать это простым или техническим, мы здесь, чтобы помочь!
Будьте проще (1 минута):
Если вы купили стул в большом магазине коробчатого типа и хотите, чтобы стандартный цилиндр «достаточно близко» поместился на столе или столе, попробуйте следующие:
- Цилиндр
- S6111 — он может быть немного выше, чем ваш существующий цилиндр, но, конечно, вы можете отрегулировать его вниз с помощью рычага. Цилиндр
- S6222 — он примерно на 2 дюйма короче, чем приведенный выше — вероятно, довольно близок к существующему размеру.
- Если вам 250 # +, выберите версию HD — более высокую S6111-HD или более короткую S6222-HD.
Согревание (вариант на 3 минуты):
Сначала подтвердите, что у вас есть стандартный цилиндр, с помощью одного быстрого измерения.
Затем найдите путь сюда, выполнив два простых шага.
Наконец, выберите ближайший к поездке цилиндр:
Для технических (5 минутный вариант):
Нажмите кнопку ниже, чтобы получить доступ к нашему удобному руководству по выбору размеров газлифта.
Затем, если вы сняли зажим, определите размеры 1, 2 и 3 и сравните с приведенными здесь списками продуктов.
Если вы не снимали зажим, найдите свой цилиндр на основе хода в таблице выше и сравните другие ваши измерения в списке продуктов. Позвоните нам или напишите нам, если ваши измерения незначительно отличаются, и мы расскажем, как это повлияет на высоту вашего сиденья!
Для деталей Steelcase щелкните здесь.
Чтобы узнать о деталях Herman Miller, щелкните здесь.
Хотите знать, что означают все эти штампы или гравировки на поршне, прочтите это!
Вы уверены, что у вас есть специальный цилиндр размером 1 дюйм, а не 2 дюйма? Вы можете — но давайте сначала подтвердим здесь.
Хотите, чтобы новый баллон был выше или короче существующего? Мы можем помочь! Позвоните или напишите нам.
Знаете ли вы, что любой стул со стандартным цилиндром можно превратить в табурет? Вот как.
Примечание: Все наши газовые баллоны специального назначения работают со всеми нашими базами и со всеми нашими механизмами!
.