CC BY
3ЭОК 622.245.5
¥ЦГЫМАДАН 1ЛЕСПЕ Ц¥МДЫ ШЫГАРУ ЖЫЛДАМДЫГЫН АНЬЩТАУДЬЩ ТЕОРИЯЛЬЩ НЕГ1ЗДЕР1
ИХСАНОВ КАЙРБЕК АЙТЖАНОВИЧ
Батыс ^азакстан инновациялык-технологиялык университет^ Мунай-газ инженериясы кафедрасыныц кауымдастырылган профессоры, Орал, ^азакстан
КАРИМОВА АЙКОРКЕМ АЙБОЛАТОВНА ИЗБАСАРОВ ОНГАРБАЙ МАКСУТОВИЧ АЛИЕВ Н¥РГИСА МАНАС¥ЛЫ
Батыс ^азакстан инновациялык-технологиялык университетi, Мунай-газ инженериясы кафедрасыныц магистранттары, Орал, ^азакстан
Ацдатпа. Теориялыц зерттеулер уцгымадан цумды суйыцтыц агынымен шыгару пульсациялыц режимде жогалту арцылы нашарлайтынын аныцтады. Кумды шыгарудыц тшмдтт цосымша энергия шыгындарыныц цажеттшггне байланысты цум бвлшектерт тыныштыц куйгнен цоргау цажеттглгггне байланысты твмендейдг.
¥цгымадан суйыцтыц агыныныц уздгксгз цозгалысы кезгнде цумды шыгару жылдамдыгы артады, вйткенг штангалыц бурандалы соргыныц мацсаты мен жумыс принцип бойынша агынды тоцтату жузеге аспайды. Суйыцтыцтыц квтершу жылдамдыгын олардыц швгу жылдамдыгымен салыстыру уцгымадан цумды максималды тшмдткпен шыгарудыц нацты мумкгндгктерг бар екетн кврсетедг.
Б1рцатар зерттеушшердщ ецбектершде цумды улгайту уш1н внгмдшгг твмен уцгымаларда квтергш цубырлар реттде цуыс штангаларды пайдалану усынылады. Жумыста келт1р1лген есептеулер цуыс штангалармен жабдыцталган плунжерл1 соргылары бар уцгымаларды пайдалану кезгнде штангалардыц ¡лгершемелг цозгалысына царсылыц куштертщ курт всет1н1н кврсетед1. Бул жагдайда стержень баганында оныц узындыгы бойынша жогары багытталган уйкелгс кушг эсер етедг.
TyrnHdi свздер: кен орны, уцгыма, мунай, цум швгуг, агын жылдамдыгы, цум бвлшектерь.
^убыр ^збепндеп суйыктык агыныныц жылдамдыгы уцгымадан кумды шыгару Yшiн, ягни, мунай eндiру кезшде уцгымаларды пайдалану кезшде тыгындардыц пайда болуы Yшiн ете мацызды. А.Б.Сулеймановтыц [1] ецбектершде кумды уцгыманыц сакинасына суйыктык косу жэне сол аркылы кубырдагы суйыктык козгалысыныц жылдамдыгын арттыру Yшiн соргы агынын арттыру усынылады, бул уцгымадан кумныц кeбiрек кетуше экелуi керек. Бул эдю косымша жабдыкты соргы кондыргысына косу кажеттшгше байланысты колданысын таппады.
Сонымен катар, тыгындау процесi eндiрiстiк каптамадагы агын жылдамдыгыныц темен болуына байланысты болады, eйткенi кабаттан келетiн кумныц ше^ кeтергiш кубырлардагы агын жылдамдыгыныц жогарылауымен тeмендемейдi.
Бiркатар зерттеушiлердiц ецбектершде кумды улгайту Yшiн eнiмдiлiгi тeмен уцгымаларда кeтергiш кубырлар ретiнде куыс штангаларды пайдалану усынылады. Жумыста келтсршген есептеулер куыс штангалармен жабдыкталган плунжерлi соргылары бар уцгымаларды пайдалану кезшде штангалардыц iлгерiлемелi козгалысына карсылык ^штершш кYрт eсетiнiн кeрсетедi. Бул жагдайда стержень баганында оныц узындыгы бойынша жогары багытталган Yйкелiс кYшi эсер етедь
Т1 = 2nrmmHv (1)
Егер майдьщ туткырлыгы жеткшкп жогары болса, онда стержень баганыныц элементтерiне жол берiлмейтiн жуктемелерге экелетiн соккы жYктемелерiнiц пайда болуына байланысты штанга бауы кептелуi жэне кейiннен штангалардыц сынуы MYMKiH.
ТYтiктердiц орнына кeтергiш кубырлар ретшде куыс штангаларды пайдалану жер Yстi жетею бар бурандалы соргы кондыргыларын пайдалану кезшде мYмкiн болады. Бурандалы соргы жумыс iстегенде, езек баганасы айналады. Сондыктан стержендiк жолга динамикалык жYктемелердiц болу мYмкiндiгi ic жYзiнде жойылады. ^уыс штангалардыц келденец кимасыныц ауданы кез келген eлшемдегi кубыр багандарыныц келденец кимасынан айтарлыктай темен. Бул каптама кубырларыныц келденец кимасыныц ауданымен салыстырганда эciреcе cезiмтал.
Мысалдар аркылы эртYрлi eлшемдегi кубырлардагы суйыктык агыныныц жылдамдыгыныц салыстырмалылыгын карастырайык. Аныктамалык эдебиетте эртYрлi конструкциялардыц кубырларыныц геометриялык eлшемдерi берiлген. ^убырлардыц сырткы диаметрлерi 33, 42, 48, 60 мм немесе одан да кеп болуы мYмкiн. Ашык уштары бар кубырлардыц ец аз диаметрi 27 мм. Осылайша, бул кубырлардыц ец тeменгi шю диаметрлерi 20,7; 26,4; 36.2; 40,3 жэне 50,3 мм. Бул кубырлардагы суйыктыктыц кeтерiлу жылдамдыгы мунай eндiру кезiнде уцгымадан кум бeлшектерiн шыгарудыц мYмкiн болатын жылдамдыгын багалау Yшiн белгiленуi керек.
Суйыктык козгалысыныц жылдамдыгы о кумыныц концентрациясын ескере отырып, кубырдыц агыныныц жылдамдыгына жэне келденец кимасыныц ауданына байланысты екенi белгш.
U = v
ж F(l-o-)'
(2)
Темен eнiмдi уцгымаларды пайдалану тэж1рибесшде уцгыма соргысыныц шыгыны
эдетте 2,0-5,0 м /тэу. диапазонында болады. Сондыктан бул жагдайлар Yшiн кубырлардагы
суйыктыктыц жогары агыныныц жылдамдыгы келесщей болады. 1-кестеде кeрcетiлген
^ ... ^ мэндер. Есептеу нэтижелерi бойынша жылдамдыктыц графикалык тэуелдiлiгi 2-ден 5 м /тэу
дешнп соргы беру кезшде диаметрi 60 мм кубырдыц шю бeлiгiндегi агынды алады. (1-
сурет)
1-кесте - Эртурл1 кубыр диаметрлер1 уш1н кетеру
TYTiKTepAiH, сырткы жэне шк диаметрлерi (dn / dB), (мм) жэне кубырдьщ келденен кимасынын ауданы, (см2) Сор^1 шыгыны, м3/тэу
2 3 4 5
27/20,7 (3,36) 0,071 0,104 0,137 0,173
33/26,4 (5,47) 0,043 0,062 0,082 0,104
42/35,2 (9,73) 0,026 0,036 0,048 0,060
48/40,3 (12,75) 0,017 0,025 0,033 0,042
60/50,3 (19,86) 0,012 0,017 0,023 0.029
1-кестедеп жэне 1-cуреттегi мэлiметтер кeтергiш кубыр тiзбегiндегi суйыктык козгалысыныц жылдамдыгы кец аукымда eзгеретiнiн кeрcетедi. ^ажет болган жагдайда эртYрлi техникалык жэне технологиялык жагдайларда уцгымалардан мунай айдаудыц тиiмдi режимдерiн тацдауга болады
n м/с
1 2 3 I 5 0, м3/сут
Yht ымд сораоынын oepi-iici
а) уцгыма соргысыныц берiлiсiне катысты
б) кубырлардыц iшкi кимасына катысты
1-сурет. Агын жылдамдыгыныц графикалык тэуелдiлiгi
¥цгымадан кумды шыгару жылдамдыгы осы бeлшектердщ уцгыма суйыктыгыныц козгалатын агынында шегу жылдамдыгына байланысты. ^умныц шегу жылдамдыгын аныктау Yшiн Стокс формуласы колданылады
± ПЩ §£ (3)
0 18 V Pi / vk ' w
мунда Pi жэне р2 сэйкесiнше кум тYЙiрлерiшц тыгыздыгы жэне суйыктыктыц тыгыздыгы;
d - кeлемi жагынан кум тYЙiршiктерiне тец шардыц диаметрi;
v^ - суйыктыктыц кинематикалы; туткырлыгы.
Мунай кэсiпшiлiгi тэжiрибесiнде динамикалык туткырлык eнiмдiрек колданылатынын ескере отырып, 6i3 практикалык есептеулердi нактылау Yшiн тиiстi тYрлендiрулер жасаймыз.
^ум бeлшектерiнiц шeгуiне карсылык кYштерi ец алдымен суйыктыктыц туткырлыгына байланысты. Сондыктан динамикалык факторлардыц эрекетш ескере отырып, кумныц шeгу процесш талдау мацызды. Диаметрi d сфералык бeлшектi алсак, онда оныц кeлемi лd3/6 болады, ал рп тыгыздыкта калкымалы кYштi ескере отырып тартылыс кYшi болады.
nd3
Т=—{Рп- Рж) а, (4)
мундагы рп жэне рж - кум жэне суйык материалдардыц тыгыздыктары;
g - кум бeлшектерiнiц еркiн тYсуiн жеделдету.
Белшектщ еркш TYcyi кезiндегi суйыцтыц кедергi кYшi
R = f, (5)
мундагы f - белшектщ Медел кимасы;
^ - дене пiшiнiне байланысты Рейнольде саныныц функциясы болып табылатын кумныц ше^ кезiндегi карсылык коэффициентi;
w - к¥м белшектерiнiц сызыктык шегу жылдамдыгы.
^ум белшектерiнiц бiркелкi козгалысымен T=R. Кедергi коэффициентiне катысты (4) жэне (5) Yшiн бiрлескен ернектердi шешiп, аламыз
, (6)
' 3 Рж-W2
Ламинарлык агын Yшiн кедергi коэффициентiн теориялык тYPде аныктауга болады. Бул
Rе = 2 4 / ^ жэне Rе = —- кайдан екенi белгiлi
vk
^ = — , (7)
ъ wd ' v '
(6) орнына (7) кою нэтижесiнде формуланы аламыз
W=g^S2CM , (8)
3 18vd ' v >
мундагы vd - уцгыма суйыктыгыныц динамикалык туткырлыгы, Па^с-пен елшенедi.
Алынган ернек Стокс формуласы болып табылады, ол кум белшектершщ мелшерiне жэне суйыктьщтыц динамикалык туткырлыгына байланысты суйыктыктагы белшектердщ шегу кYЙiмен аныкталады. Бул керсеткiштердi кум белшектерiнiц шегу процесi бойынша дала жагдайларына талдау Yшiн сэйкес есептеулер келтсршген. Мысал ретiнде динамикалык туткырлыгы 100 м Па-с суйыктыктагы елшемi 0,1 мм кумныц шегу жылдамдыгын аныктау келтiрiлген. кумныц тыгыздыгы 2,9 г/см 3, суйыктыц тыгыздыгы 0,8 г/см 3 кабылданады.
(0.1 ■ Ю-3) 2 (2.9 - 0.80) ■ 103
w = 9.81--------= 0.0012 м/с
18-0.1 '
ЭртYрлi келемдеп кумныц шегу зацдылыктарын аныктау Yшiн тиiстi есептеулер жYргiзiлiп, w-ныц d-га тэyелдiлiк графигi тургызылды. Сонымен катар, суйыктыктыц туткырлыгына байланысты белшектердiц шегу жылдамдыгыныц керсеткiштерi белгiлендi.Тэyелдiлiктер 2-суретте бершген. Графиктер кум белшектерiнiц шегу жылдамдыгына кум тYЙiршiктерiнiц мелшерi айтарлыктай эсер ететшш керсетедi, ейткенi олардыц келемi диаметрге текше тэyелдiлiкте езгередi. Суйыктыктыц туткырлыгы кум белшектершщ шегу жылдамдыгына сызыктык катынаста эсер етедi, бiрак сонымен бiрге тундыру жылдамдыгын темендету Yшiн туткырлыктыц жогарылауына байланысты айтарлыктай эсер етедi
wx10'2 Ю 0.8 0.6 OA 0.2
0 0.010 0,050 0.075 0.100 ¿(мм) 0.250 0.500 0.750 1.000 vd(na-c)
2-сурет. ¥^ыма cyübiKTBiFbi^aFbi кумнын шегу жылдамдыгынын тэуелдш1г1:
1. d - 0,1 мм болгандагы суйыктыктыц туткырлыгы бойынша;
2. V d- 100 мПа-с кезiндегi бeлшектердщ eлшемдерi бойынша.
Мунай eндiру тэжiрибесiнде, уцгымага соргыны тYсiру кезiнде, оны пайдалану баганыныц перфорация аймагына орналастыруга тырысады. Бул жагдайда кум бeлшектерi ец оцтайлы траектория бойынша соргыныц кабылдау белшне жетедi.
ЭДЕБИЕТ:
1. Сулейманов А.Б., Состояние техники насосной добычи нефти в Азербайджане и задачи ее дальнейшего совершенствования. // А.Б. Сулейманов, С.А. Везиров, В.А. Кауфман Азерб. Нефт.хоз-во, № 7, 1962.
2. Ахмеджанов Т.К., Мунай жэне гез eндiру техникасы жэне технологиясы./ Т.К. Ахмеджанов, А.Т. ^артабай, Б.Т. Акашев. окулык,-Алматы: 2011 ж.
3. Мырзахметов Б.А., Особенности эксплуатации скважин в условиях высокого пескопроявления (на примере месторождения Северное Бузачи). // Б.А. Мырзахметов, Ж.Б. Нуркас, А.Е. Султабаев, Б.З. Калиев. Oil & Gas Journal Russia, 2018. - №10. - С. 60-65.
