Обоснование числа смесительных машин и цементировочных агрегатов при закачивании и продавливании тампонажных растворов
Для приготовления тампонажного раствора выбирается тип и определяется число смесительных машин nсм [3, 4] , (134) где mi - насыпная масса сухой тампонажной смеси, кг/м3, для облегченной тампонажной смеси mо = 1200 кг/м3, для бездобавочной mб = 1400 кг/м3, Vбун - емкость бункера смесительной машины, м3. Процесс закачивания тампонажного раствора должен осуществляться с максимальной производительностью. При этом производительность цементировочных агрегатов должна примерно соответствовать производительности смесительных машин. Число цементировочных агрегатов в этом случае определяем соотношением , (135) А их общая производительность , (136) где qсм - производительность одной смесительной машины, м3/с, QЦА - суммарная производительность цементировочных агрегатов, м3/с, qЦА - максимальная производительность цементировочного агрегата, м3/с. В свою очередь производительность одной смесительной машины определяем по формуле , (137) где Qв - производительность водяного насоса цементировочного агрегата, Vi - объем i-го тампонажного раствора, м3, Mi - масса i-го тампонажного материала, т. Производим расчет. По справочнику [11] выбираем смесительные машины УС6-30 и цементировочные агрегаты ЦА-320М, характеристики которых приведены в таблицах 9.27, 9.28, 9.33, 9.34 справочника [11]. Для «бездобавочного» тампонажного раствора . Принимаем . Для «облегченного» тампонажного раствора . Принимаем . Находим производительность одной смесительной машины для каждого раствора. Для «бездобавочного» тампонажного раствора Для ЦА-320М Qв = 0,013 м3/с [11, таблица 9.27]. м3/с. Для «облегченного» тампонажного раствора м3/с. Определяем суммарную производительность цементировочных агрегатов для каждого тампонажного раствора. Для «бездобавочного» тампонажного раствора м3/с. Для «облегченного» тампонажного раствора «Облегченный» тампонажный раствор решено закачивать в 3 этапа, чтобы избежать резких снижений и увеличений расхода, сначала закачаем первую половину объема Vо, затем вторую, во время закачивания второй порции цементного раствора третья смесительная машина занимает место первой. Таким образом м3/с, м3/с, м3/с. Рассчитываем необходимое число цементировочных агрегатов. Согласно техническим характеристикам [3, 6] ЦА-320М при диаметре цилиндровых втулок 127 мм максимальная производительность равна qЦА = =0,0151 м3/с. Для «бездобавочного» тампонажного раствора . Принимаем . Для «облегченного» тампонажного раствора . Принимаем . . Принимаем . При закачивании продавочной жидкости число цементировочных агрегатов увеличиваем на один агрегат, что связано с необходимостью продавливания разделительной пробки. А также берется еще один агрегат для подачи воды на цементировочные агрегаты, участвующие в приготовлении тампонажного раствора, и для подачи продавочной жидкости. В процессе закачивания тампонажного раствора или продавочной жидкости возможны следующие осложнения: · поглощения тампонажного раствора из-за превышения гидростатического давления составного столба жидкостей совместно с гидродинамическими давлениями в заколонном пространстве над пластовым давлением, · разрыв сплошности потока закачиваемых жидкостей из-за повышенной плотности тампонажного раствора по сравнению с плотностями промывочной и продавочной жидкостями. Для предупреждения этих осложнений и обоснования режима закачивания и продавливания тампонажного раствора строят зависимости [3] Рцг = f (Qi, Vжi), (138) Ркпз = f (Qi, Vжi), (139) где Рцг и Ркпз - соответственно давления на цементировочной головке и в кольцевом пространстве в интервале продуктивного пласта (на забой скважины), МПа, Qi - производительность цементировочных агрегатов, м3/с, Vжi - объем закачиваемой жидкости, м3. Рцг = Ркпс – Рт + ΔРт + ΔРкп , (140) Ркпз = Ркпс + ΔРкп , (141) где Ркпс , Рт - соответственно гидростатические давления составных столбов жидкостей в кольцевом пространстве и в трубах, МПа, ΔРкп , ΔРт - соответственно гидродинамические давления, обусловленные движением жидкостей в кольцевом пространстве и в трубах, МПа. ΔРкп будем находить по формуле (105) пункта 2.18 данного дипломного проекта. ΔРт будет находиться по этой же формуле, только вместо dr будем подставлять dвн , а вместо Fкп - FТ . FТ - площадь поперечного сечения трубного пространства, м2. Для вязкопластичных жидкостей коэффициент гидравлических сопротивлений в кольцевом пространстве λкп будем рассчитывать по формуле (106) пункта 2.18 данного курсового проекта. А коэффициент гидравлических сопротивлений в трубах λТ в учебнике [3] предлагают рассчитывать по формуле (142) Для вязких жидкостей принимаем λкп = 0,03, λТ = 0,02. Построение зависимостей производим, задаваясь несколькими значениями объема закачиваемых буферной жидкости, тампонажного раствора и продавочной жидкости. V1 = 0, (143) V2 = Vбуф , (144) V3 = Vбуф + Vо , (145) V4 = Vбуф + Vо + Vб , (146) V5 = Vбуф + Vo + Vб + 1/2·Vпр.ж., (147) V6 = Vбуф + Vo + Vб +2/3 ·Vпр.ж., (148) V7 = Vбуф + Vo + Vб + (Vпр.ж. – 1,5), (149) V8 = Vбуф + Vо + Vб + Vпр.ж.. (150) Таким образом, на каждый момент определяется распределение жидкостей в кольцевом пространстве и в обсадной колонне по формулам , (151) . (152) При принятой производительности цементировочных агрегатов определяют значения Рцг и Ркпз. Изменяют режим работы цементировочных агрегатов, проводятся аналогичные вычисления. Таким образом, для различных режимов работы определяются давления на цементировочной головке и забое в кольцевом пространстве, результаты заносят в таблицу 61 и в виде графиков (рисунки 7.1, 7.2), куда также наносятся значения давления гидроразрыва и допустимого давления на насосах цементировочных агрегатов. По формулам (143) - (150) определяем значения объемов Vi жидкостей, закачиваемых в эксплуатационную колонну V1 = 0 м3, V2 = 6,15 м3, V3 = 6,15 + 52,09 = 58,24 м3, V4 = 6,15 + 52,09 + 8,12 = 66,36 м3, V5 = 6,15 + 52,09 + 8,12 + ½ · 28,97 = 80,85 м3, V6 = 6,15 + 52,09 + 8,12 + 2/3 · 28,97 = 85,67 м3, V7 = 6,15 + 52,09 + 8,12 + (28,97 – 1,5) = 93,83 м3, V8 = 6,15 + 52,09 + 8,12 + 28,97 = 95,33 м3. Распределение жидкостей в кольцевом пространстве и в обсадной колонне для каждого объема рассчитывается по формулам (151) и (152) и приводится в таблице 60. При объеме V1 = 0 (перед закачкой буферной жидкости) скважина заполнена только промывочной жидкостью, гидродинамические составляющие давлений Рцг и Ркпз отсутствуют, в скважине действуют только гидростатические составляющие давлений. Расчет производится для четвертой, третьей и второй скоростей цементировочных агрегатов, поскольку закачка жидкостей на первой скорости не производится. Для примера приведем расчет давлений Рцг и Ркпз при объеме V3 = 58,24 м3, закачиваемом на четвертой скорости при производительности Q = 0,0302 м3/с. Значения , берем из пункта 3 данного проекта и рассчитываем λТ . Для «облегченного» тампонажного раствора , , . МПа. Таблица 60 - Распределение жидкостей в кольцевом пространстве и в обсадной колонне
L = 2042 м, Vбуф.ж. = 6,15 м3, Vо = 52,09 м3, Vб = 8,12 м3, Vпр.ж. = 28,97 м3. МПа. МПа, МПа, МПа, МПа. МПа. МПа. Аналогично определяем Рцг и Ркпз для третьей скорости и для второй скорости ЦА для различных объемов закачиваемых и продавливаемых жидкостей. Причем следует учитывать, что объем V2 закачиваем одним цементировочным агрегатом, V3 и V4 закачиваем двумя агрегатами, а V5 , V6 , V7 продавливаем четырьмя агрегатами. Последние 1,5 м3 (V8) продавливаем двумя агрегатами. Здесь суммарная производительность будет зависеть от количества работающих агрегатов при закачке и продавке соответствующего объема. Результаты расчетов сводятся в таблицу 61. Из графиков определяем момент снижения давления на цементировочной головке и необходимую величину противодавления на устье. Режим продавливания определяется из условий Ркпз < Ргр , (153) Рцг < [Рн] . (154) [Рн] берем из таблицы 9.33 справочника [11]. На IV скорости [Рн]4 = 6,1 МПа, на III скорости [Рн]3 = 9,5 МПа, на II скорости [Рн]2 = 18,2 МПа. Ргр = 31,84 МПа. При проектировании режима продавливания следует учитывать, что последние 1,0…1,5 м3 продавочной жидкости в целях предупреждения нарушения сплошности колонны и герметичности элементов ее оснастки вследствие возможности гидравлического удара при посадке верхней разделительной пробки на упорное седло пакера («стоп»), следует закачивать с наименьшей производительностью. Анализируя графики (рисунок 7) определяем, что на 4-й скорости можно закачать 72,5 м3 жидкости, на 3-й скорости закачиваем 18,5 м3, на 2-й скорости закачиваем 4,33 м3, причем последние 1,5 м3 закачиваем на 2-й скорости двумя агрегатами. Перед началом цементирования в колонну опускается нижняя продавочная пробка ПДМ.070.-02 и двумя агрегатами продавливается до седла нижней втулки пакера. После посадки пробки срезаются винты и открываются цементировочные окна. Скважину промывают и приступают к цементированию.
Таблица 61 - Результаты расчетов Рцг и Ркпз
Примечание: расчет для цементировочного агрегата ЦА - 320М производится при диаметре втулок 127 мм. Рисунок 7 - Зависимости давлений в кольцевом пространстве на забое скважины (а) и на цементировочной головке (б) от производительности цементировочных агрегатов и объема закачиваемых жидкостей.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (932)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |