CC BY
35^тр.пл ^ ' ^ ^пл'
где ^пл - диаметр плунжера, мм.
Определим это усилие, также задавшись практическими значениями: dпл = 44 мм. Подставив значение в приведенную формулу, получим Ртрпл = 2,5 44 = 110 кг.
Из приведенных примеров видно, что рассмотренные силы трения, возникающие при работе штанговой глубинно-насосной установки,
необходимо учитывать в общем балансе статических сил. Это особенно важно при расчёте грузоподъёмности станка-качалки, когда работа колонны насосных штанг происходит в искривлённых, наклонных и наклонно направленных скважинах, в которых общие силы трения могут составлять более 6-8 % в общем балансе нагрузок.
Список литературы
1. Аливердизаде К.С. Индивидуальные приводы глубинных штанговых насосов / К.С. Аливердизаде. М.: Недра, 1973. 191 с.
2. Дрэготеску И. Глубиннонасосная добыча нефти / И. Дрэготеску. М.: Недра, 1968. 324 с.
3. Муравьев В.Г. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин / В.Г. Муравьев. М.: Недра, 1978. 448 с.
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ПРИРОДНОГО ГАЗА Нужненко С.А.1, Даниленко Т.Н.2
1Нужненко Сергей Александрович - студент, кафедра автоматизации технологических процессов и производств нефтегазового комплекса;
2Даниленко Татьяна Николаевна - доцент, кандидат физико-математических наук, кафедра автоматизации и математического моделирования в нефтегазовом комплексе, Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону
Аннотация: в статье рассмотрен ультразвуковой метод измерения расхода природного газа.
Ключевые слова: расходомер, ультразвуковой метод, измерение.
На сегодняшний день основной составляющей общей погрешности измерения расхода является погрешность, обусловленная несовершенством применяемых методов - переменного перепада давления и скоростных счетчиков. Метод переменного распада давления обладает рядом важнейших преимуществ, обеспечивающих ему широкое применение и длительную живучесть, несмотря на существование большого числа других методов измерения расхода и количества газа. К этим преимуществам в первую очередь относятся простота первичного преобразователя (сопла, диафрагмы), а также возможность проверки и аттестации сужающих устройств расчетным путем по данным измерений геометрических размеров трубопровода и сужающего устройства. Но наряду с перечисленными достоинствами метод переменного перепада давления обладает рядом недостатков, таких как довольно большие погрешности, зависящие от состояния сужающего устройства и диаметра трубопровода, значительная длина прямых участков измерительного трубопровода до и после сужающего устройства.
Скоростные (роторные и турбинные) расходомеры и счетчики так же имеют большое количество недостатков:
- необходимость очистки газа до 5 микрон, а так же его подогрев для проведения измерений с точностными характеристиками, указанными в эксплуатационной документации на счетчик;
- низкая устойчивость к перегрузкам;
- требуется установка предохранительной арматуры при размещения счетчиков после редуцирования газа;
- высокая стоимость датчиков на высоких давлениях (больше 25 кг/см2);
- процесс калибровки счетчика трудоемкий и достаточно дорогой;
Наиболее перспективным методом измерения, который выступает реальной альтернативой традиционным, являются ультразвуковой метод.
Для проведения сравнительного анализа результатов измерения расхода природного газа диафрагму и ультразвуковой счетчик устанавливают последовательно на одном измерительном газопроводе.
Работа ультразвуковых расходомеров основана на зависимости от расхода разности времени прохождения ультразвуковых сигналов по потоку и против него. [1]
При реализации ультразвукового метода измерения расхода можно свести к определению времени излучения и приема сигналов, разности фаз и разности частот при прохождении ультразвуковых волн (частотой выше 15 кГц) вдоль и против направления движущегося потока.
Ультразвуковые расходомеры обеспечивают погрешность измерения, не превышающую 0,5% от измеряемого значения при скорости движения до 10 м/с и диаметре трубопровода 2 м. [2]
Сам ультразвуковой счетчик предоставляет собой измерительное устройство, которое состоит из датчиков, обычно расположенных вдоль стенки трубы. Датчики устанавливаются в трубопровод герметично.
Ультразвуковые импульсы попеременно излучаются одним датчиком и принимаются другим.
Главными элементами первичных преобразователей являются пьезоэлементы, преобразующие переменное электрическое напряжение в ультразвуковые колебания. Ультразвуковые расходомеры по числу акустических лучей подразделяются на однолучевые, двулучевые и многолучевые. У первых имеется только два пьезоэлемента, каждый из которых по очереди выполняет функции излучения и приема. Вторые имеют два акустических луча, которые располагаются параллельно или перекрещиваются друг с другом. Многолучевые применяются при необходимости измерения расхода потока с искажаемой кинематической структурой и достижения повышенной точности.
Работа расходомеров с одним путем прохождения сигнала основана на предположении, что в любом крупном потоке скорость газа симметрична относительно оси трубопровода. Однако скорость газа редко бывает симметричной. Она находится под влиянием множества факторов, таких как конфигурация труб, их состояние и т.д. и все это влияет на симметрию потока, проходящего через расходомер. С помощью компьютерного моделирования различных скоростных разрезов фирма Daniel определила, что использование четырех путей измерения является оптимальным решением для измерения ассиметричного потока. Дальнейшее увеличение количества путей измерения не вносит существенного улучшения в точность расходомера. При меньшем количестве путей измерения точности ультразвукового расходомера серьезно ухудшается.
Ниже приводятся сравнительные результаты совместной работы двух различных методов измерения объемного расхода газа: при использовании диафрагмы и ультразвукового счетчика, последовательно установленных на измерительном
трубопроводе, действующей газоизмерительной станции. Усредненные за год результаты мониторинга, проводившегося на пяти измерительных трубопроводах, представлены на рисунке 1.
Оценкой работы двух систем служит относительное расхождение между результатами измерений [3]:
= лдиафр - А,, о о о/
А А
^диафр.
где 5А - относительное расхождение параметра между методом переменного перепада давления и ультразвуковым счетчиком; Адиафр. - значение параметра, измеренное при помощи диафрагмы; Асч. - значение параметра, измеренное при помощи ультразвукового счетчика.
■
11111 ¡¡р
Рис. 1. Среднее относительное расхождение между методом перепада давления и ультразвуковым счетчиком
Относительное значение величины расхождения имеет явно выраженную тенденцию к завышению показаний измеренного объема газа ультразвуковым счетчиком по отношению к диафрагме. При этом корреляция расхождения и объема газа, расхождения и физико-химических параметров не была обнаружена.
В то же время можно предположить, что распределение потоков газа в измерительных трубопроводах, происходящее по определенным законам, вызывает измерение величины расхождения в зависимости от удаленности каждого конкретного измерительного трубопровода от общего входного и выходного коллектора.
Величина и знак расхождений зависит от приведенных калибровок преобразователей разности давления ДР, давления Р и температуры Т.
Как известно, ультразвуковой счетчик не подвержен влиянию чистоты газа на процессе измерения, а сезонная составляющая газа не влияет на результаты.
При сравнении ультразвукового метода учета газа с наиболее распространенным методом перепада давления можно сделать выводы, что расходомер, работающий на ультразвуковом методе, обеспечивает стабильную работу с высокой точностью и повторяемостью измерений.
Ультразвуковой расходомер обладает очень широким рабочим диапазоном измерения. Дублирование измерений по нескольким каналам и встроенные системы диагностики позволяют заменить громоздкие многониточные узлы учета газа одним ультразвуковым расходомером.
Наличие возможности самодиагностики как средствами внутреннего программного обеспечения, так и дистанционными способами позволяет этому методу измерения стать перспективным для применения в газотранспортной системе.
Фактором, затрудняющим широкое внедрение ультразвуковых счетчиков, является цена технических средств, которые необходимы для эксплуатации данного метода. Но несмотря на это, внедрение ультразвуковых счетчиков позволит достичь значительного повышения точности измерения объемного расхода газа с гораздо меньшими затратами на подготовку газа, чем при использовании традиционных методов измерения.
Список литературы
1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975. 776 с.
2. Зайцев С.А., Грибонов Д.Д., Толстое А.Н., Миркуров Р.В. Контрольно-измерительные приборы и инструменты. М.: Издательский центр «Академия», 2003. 464 с.
3. Тюрин Н.И. Введение в метрологию. М.: Издательство стандартов, 1976. 305 стр.
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В
ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ
12 Нужненко С.А. , Герасименко Е.Ю.
1Нужненко Сергей Александрович - студент, кафедра автоматизации технологических процессов и производств нефтегазового комплекса;
2Герасименко Евгений Юрьевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматизации и математического моделирования в нефтегазовом комплексе, Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону
Аннотация: в статье рассматривается изменение свойств промывочной жидкости в результате бурения скважин.
Ключевые слова: бурение, свойства, промывочная жидкость.
Как известно, бурение скважин без осложнения и качество их цементирования зависят от качества промывки скважин. Без тщательной промывки забоя и ствола скважины невозможно дальнейшее развитие глубокого и сверхглубокого бурения. Однако решаются вопросы совершенствования промывки скважин довольно сложно.
Дисперсность определяет такие параметры дисперсных систем, как: водоотдача, структурно-механические свойства и устойчивость промывочных жидкостей. В то же время свойства дисперсных системы существенно зависят от содержания в них мельчайших, коллоидных частиц. От качества и соответствия промывочных растворов геолого-техническим условиям зависят скорость бурения, предотвращение аварий и осложнений, получение качественного кернового материала, износостойкость бурового оборудования и инструмента и, в конечном итоге, стоимость сооружения скважины.
Буровые растворы готовят с помощью механических смесителей: лопастных глиномешалок, фрезерно-струйных мельниц, эжекторных установок. Такой способ приготовления растворов зачастую не позволяет получить раствор с требуемыми технологическими параметрами, что приводит к увеличению расхода дорогих химических реагентов, материалов и энергии. При приготовлении промывочной жидкости в рассмотренных устройствах происходит первичное измельчение дисперсной фазы. Дисперсность диспергируемой фазы зависит от ее вида и качества, исходных размеров частиц, способа и продолжительности измельчения и других факторов. Однако полная диспергация в процессе такого приготовления не
