условия подвески работы и Глубина насоса ЭЦЭН как на приеме, так и на его выкиде достаточно посредством кривых распределения давления на протяжении ствола скважины и НКТ. Предполагается, что способы построения кривых распределения давления P(х) уже известны из неспециализированной теории перемещения газожидкостных смесей в НКТ.
В случае, если дебит задан, то из формулы (11.2) (либо по индикаторной линии) определяется забойное давление Pс, соответствующее этому дебиту. От точки Р = Рс строится график распределения давления (по шагам) Р(х) по схеме «снизу вверх». Кривая Р(х) строится для заданного дебита Q, газового фактора Г0 и других данных, таких как плотность жидкости, газа, растворимость газа, температура, вязкость жидкости и др., учитывая наряду с этим, что от забоя газожидкостная смесь движется по всему сечению обсадной колонны.
На рис. 11.10 продемонстрирована линия распределения давления P(х) (линия 7), выстроенная снизу вверх от точки с координатами Рс, H.
Рис. 11.10. Определение глубины подвески ПЦЭН и условий его работы посредством
построения кривых распределения давления: 1 — Р(х) — выстроенная от точки Рс;
2 — ?(х) — кривая распределения газосодержания; 3 — Р(х), выстроенная от точки Ру;
?Р — перепад давлений, развиваемый ПЦЭН
В ходе вычисления по шагам значений Р и х в качестве промежуточной величины для каждого шага получаются значения расходной газонасыщенности ?. Согласно этой информации, начиная с забоя, возможно выстроить новую кривую ?(x) (рис. 11.10, кривая 2). При забойном давлении, превышающем давление насыщения Pс Pнас, линия ?(х) будет иметь своим началом точку, лежащую на оси ординат выше забоя, т. е. на той глубине, где давление в стволе скважины будет равняется либо меньше Pнас.
При Рс Рнас вольный газ будет находиться на забое и исходя из этого функция ?(x) при х = Н уже будет иметь некое хорошее значение. Абсцисса точки А будет соответствовать начальной газонасыщенности ? на забое (х = Н).
При уменьшении х ? будет возрастать в следствии уменьшения давления.
Построение кривой P(х) должно быть продолжено до пересечения данной линии 1 с осью ординат (точка б).
Сделав обрисованные построения, т. е. выстроив линии 1 и 2 от забоя скважины, приступают к построению кривой распределения давления P(х) в НКТ от устья скважины, начиная от точки х = 0 P = Pу, по схеме «сверху вниз» по шагам по любой методике и в частности по методике, обрисованной в общей теории перемещения газожидкостных смесей в трубах (глава 7). Вычисление производится для заданного дебита Q, того же газового фактора Г0 и другой информации, нужных для расчета.
Но в этом случае кривая P(х) рассчитывается для перемещения ГЖС по НКТ, а не по обсадной колонне, как в прошлом случае.
На рис. 11.10 функция P(х) для НКТ, выстроенная сверху вниз, продемонстрирована линией 3. Линия 3 должна быть продолжена вниз или до забоя, или до таких значений х, при которых газонасыщенность ? делается малой (4 — 5%) либо кроме того равной нулю.
Поле, лежащее между линиями 1 и 3 и ограниченное горизонтальными линиями I — I и II — II, определяет область возножных условий работы ПЦЭН и глубины его подвески. Расстояние по горизонтали между линиями 1 и 3 в определенном масштабе определяет перепад давлений ?P, что обязан сказать потоку насос, дабы скважина трудилась с заданным дебитом Q, забойным давлением Pc и устьевым давлением Pу.
Кривые на рис. XI. 10 смогут быть дополнены кривыми распределения температур t(х) от забоя до глубины подвески насоса и от устья кроме этого до насоса с учетом скачка температуры (расстояние в — е) на глубине подвески ПЦЭН, происходящего от тепловой энергии, выделяемой насосом и двигателем. Данный температурный скачок возможно выяснить, приравнивая утраты механической энергии в насосе и электродвигателе к приращению тепловой энергии потока. Полагая, что переход механической энергии в тепловую совершается без утрат в вохдух, возможно выяснить приращение температуры жидкости в насосном агрегате.
. (11.11)
Тут с — удельная массовая теплоемкость жидкости, Дж/кг-°С; ?н и ?д — к. п .д. двигателя и насоса соответственно.
Тогда температура жидкости, покидающей насос, будет равна
,
где tпр — температура жидкости на приеме насоса.
При отклонении режима работы ПЦЭН от оптимального к. п. д. будет уменьшаться и нагрев жидкости будет возрастать.
Чтобы выбрать типоразмер ПЦЭН, нужно знать напор и дебит.
При построении кривых Р(х) (см. рис. 11.10) дебит должен быть задан. Перепад давлений на выкиде и приеме насоса при любой глубине его спуска определяется как расстояние по горизонтали от линии 1 до линии 3. Данный перепад давлений нужно перевести в напор, зная среднюю плотность жидкости ? в насосе. Тогда напор будет
. (11.12)
Плотность жидкости ? при обводненной продукции скважины определяется как средневзвешенная [формула (11.6)] с учетом плотностей нефти и воды при термодинамических условиях насоса.
Согласно данным опробований ПЦЭН при работе на газированной жидкости установлено, что при газосодержании на приеме насоса 0 ?пр 5 — 7% напорная черта фактически не изменяется. При ?пр 5 — 7 % напорные характеристики ухудшаются и в расчетный напор нужно вносить поправки. При ?пр , доходящих до 25 — 30%, происходит срыв подачи насоса. Запасной кривая ?(х) (см. рис. 11.10, линия 2) разрешает сходу определять газосодержание на приеме насоса при разной глубине его спуска.
Определенные по графикам необходимый напор и подача должны соответствовать выбранному типоразмеру ПЦЭН при работе его на оптимальном либо которых рекомендуют режимах.