Gázkút áramlási sebességi képlete. A technológiai működési mód kiszámítása - a vízmentes áramlási sebesség korlátozása a Komszomolskoye gázmező kútjának példáján

Ez a fogalom azt a víz, olaj vagy gáz mennyiségét jelenti, amelyet egy forrás egy hagyományos időegység alatt képes kiadni – egyszóval a termelékenységét. Ezt a mutatót liter/percben vagy köbméterben óránként mérik.

Az áramlási sebesség kiszámítása szükséges mind a hazai víztartó rétegek elrendezéséhez, mind a gáz- és olajiparban - minden osztályozásnak van egy bizonyos számítási képlete.

1 Miért kell kiszámítani a kút áramlási sebességét?

Ha ismeri a kút áramlási sebességét, könnyen kiválaszthatja az optimális szivattyúberendezést, mivel a szivattyú teljesítményének pontosan meg kell egyeznie a forrás termelékenységével. Ezenkívül bármilyen probléma esetén a megfelelően kitöltött kútútlevél nagyban segíti a javítócsapatot a helyreállítás megfelelő módjának kiválasztásában.

Az áramlási sebesség alapján a kutak három csoportba sorolhatók:

• Alacsony (kevesebb, mint 20 m³/nap);
• Átlagos áramlási sebességek (20-85 m³/nap);
• Nagy hozamú (85 m³/nap felett).

A gáz- és olajiparban a határkutak üzemeltetése veszteséges. Ezért ezek áramlási sebességének előzetes előrejelzése kulcsfontosságú tényező, amely meghatározza, hogy a kialakított területen új gázkút kerül-e fúrásra.

Egy ilyen paraméter meghatározásához a gáziparban van egy bizonyos képlet (amelyet az alábbiakban adunk meg).

1.1 Hogyan számítsuk ki az artézi kút áramlási sebességét?

A számítások elvégzéséhez két forrásparamétert kell ismernie - a statikus és a dinamikus vízszintet.

Ehhez egy kötélre lesz szüksége, melynek végén terjedelmes súllyal (úgy, hogy amikor megérinti a vízfelszínt, jól hallható a csobbanás).

A mutatókat a vége után egy nappal mérheti. A fúrás és az öblítés befejezése után egy napot várni kell, hogy a kútban lévő folyadék mennyisége stabilizálódjon. Nem ajánlott korábban méréseket végezni - az eredmény pontatlan lehet, mivel az első napon folyamatosan emelkedik a maximális vízszint.

A szükséges idő letelte után végezzen méréseket. Ezt alaposan meg kell tennie - határozza meg, hogy milyen hosszú a cső azon része, amelyben nincs víz. Ha a kút minden technológiai követelménynek megfelelően készül, akkor a benne lévő statikus vízszint mindig magasabb lesz, mint a szűrőszakasz felső pontja.

A dinamikus szint egy változó mutató, amely a kút működési körülményeitől függően változik. Amikor a vizet a forrásból veszik, annak mennyisége a burkolatban folyamatosan csökken, Abban az esetben, ha a vízfelvétel intenzitása nem haladja meg a forrás termelékenységét, akkor egy idő után a víz egy bizonyos szinten stabilizálódik.

Ez alapján a kútban lévő folyadék dinamikus szintje a vízoszlop magasságának mutatója, amelyet adott intenzitású állandó folyadékbevitel mellett tartanak fenn. Különböző teljesítmény használata esetén a kút dinamikus vízszintje eltérő lesz.

Mindkét mutatót "a felszíntől mért méterben" mérik, vagyis minél alacsonyabb a vízoszlop tényleges magassága az ostromoszlopban, annál alacsonyabb lesz a dinamikus szint. A gyakorlatban a dinamikus vízszint kiszámítása segít kideríteni, hogy egy búvárszivattyú milyen maximális mélységig süllyeszthető..

A dinamikus vízszint kiszámítása két lépésben történik - átlagos és intenzív vízfelvételt kell végezni.A szivattyú egy óra folyamatos működése után végezzen mérést.

Mindkét tényező meghatározása után már tájékoztató jellegű információkat kaphat a forrás áramlási sebességéről - minél kisebb a különbség a statikus és a dinamikus szint között, annál nagyobb a kút áramlási sebessége. Egy jó artézi kút esetében ezek a mutatók azonosak lesznek, és az átlagos termelékenységi forrás 1-2 méteres eltérést mutat.

A kút áramlási sebességének kiszámítása többféleképpen történhet. A legegyszerűbb az áramlási sebességet a következő képlettel kiszámítani: V * Hv / Hdyn - Hstat.

Ahol:

• V a vízkivétel intenzitása a kút dinamikus szintjének mérésekor;
• H dyn - dinamikus szint;
• H stat - statikus szint;
• H in - a vízoszlop magassága a házban (a burkolat teljes magassága és a folyadék statikus szintje közötti különbség)

Hogyan határozzuk meg a kút áramlási sebességét a gyakorlatban: vegyünk példának egy 50 méter magas kutat, míg a perforált szűrőzóna 45 méter mélyen található. A mérés statikus vízállást mutatott 30 méter mélységben. Ez alapján meghatározzuk a vízoszlop magasságát: 50-30 \u003d 20 m.

A dinamikus mutató meghatározásához tegyük fel, hogy a szivattyú egy üzemóra alatt két köbméter vizet szivattyúzott ki a forrásból. Ezt követően a mérés azt mutatta, hogy a kútban a vízoszlop magassága 4 méterrel csökkent (a dinamikus szint 4 m-rel nőtt)

Vagyis N dyn \u003d 30 + 4 \u003d 34 m.

Az esetleges számítási hibák minimalizálása érdekében az első mérést követően ki kell számítani a fajlagos térfogatáramot, amellyel a valós mutató kiszámítható lesz. Ehhez az első folyadékbevitel után időt kell adni a forrásnak a feltöltéshez, hogy a vízoszlop szintje statikus szintre emelkedjen.

Ezután nagyobb intenzitással veszünk vizet, mint az első alkalommal, és ismét mérjük a dinamikus mutatót.

A fajlagos áramlási sebesség számításának bemutatásához a következő feltételes mutatókat használjuk: V2 (szivattyúzási intenzitás) - 3 m³, ha feltételezzük, hogy óránként 3 köbméteres szivattyúzási intenzitás mellett az Ndyn 38 méter, akkor 38-30 = 8 (h2 = 8).

A fajlagos áramlási sebességet a következő képlettel számítják ki: Du = V 2 - V 1 / H 2 - H 1, ahol:

• V1 - az első vízfelvétel intenzitása (kisebb);
• V2 - a második vízfelvétel intenzitása (nagy);
• H1 - a vízoszlop csökkenése alacsonyabb intenzitású kiszivattyúzáskor;
• H2 - a vízoszlop csökkenése nagyobb intenzitású szivattyúzás során

Kiszámítjuk a fajlagos áramlási sebességet: D y \u003d 0,25 köbméter óránként.

A fajlagos vízhozam azt mutatja, hogy a dinamikus vízszint 1 méterrel történő emelkedése a kút áramlási sebességének 0,25 m 3 /óra növekedését vonja maga után.

A fajlagos és szokásos mutató kiszámítása után a forrás tényleges áramlási sebessége a következő képlet segítségével meghatározható:

Dr \u003d (H szűrő - H stat) * Du, ahol:

• H szűrő - a burkolatsor szűrőszakaszának felső szélének mélysége;
• H stat - statikus jelző;
• Du - meghatározott terhelés;

Az előző számítások alapján a következőket kaptuk: Dr = (45-30) * 0,25 = 3,75 m 3 / óra - ez egy magas termelési szint (a nagy átfolyású források besorolása 85 m³ / naptól kezdődik, a mi kútunkra ez 3,7 * = 94 m³)

Mint látható, az előzetes számítás hibája a végeredményhez képest körülbelül 60% volt.

2 A Dupuis-képlet alkalmazása

Az olaj- és gázipari kutak osztályozása megköveteli áramlási sebességük kiszámítását a Dupuis-képlet segítségével.

A gázkút Dupuis-képlete a következő:

Az olajtermelési sebesség kiszámításához ennek a képletnek három változata létezik, amelyek mindegyikét különböző típusú kutakhoz használják - mivel minden osztályozásnak számos jellemzője van.

Egy bizonytalan ellátási rendszerű olajkúthoz.

A találmány a gáziparra vonatkozik, különös tekintettel a gáz áramlási sebességének (áramlási sebességének) mérésére szolgáló technológiára gázkutakban, amikor gázdinamikai vizsgálatokat végeznek meghatározott szűrési módokon, tipikus nyílásos kritikus áramlásmérővel (DICT). A műszaki eredmény mínusz 5,0 és plusz 5,0% közötti megbízhatóságú mérési eredmények beszerzéséből áll, anélkül, hogy egyértelműen kifejezett szisztematikus hibák jelennének meg, amelyek az ismert módszerekre jellemzőek. A módszer a következőket tartalmazza: egy gázkút földgázáramának mozgatásának megszervezése a kritikus kiáramlás módban a DICT membránon keresztül, a hőmérséklet és a nyomás mérése, jóváhagyott típusú mérőműszerekkel a földgázáram hőmérséklete és nyomása az előtti DICT házban. a membrán mintavétele a földgázáramból, a komponens összetétel meghatározása a vett minta földgázáramhoz. A gázkút gázáramlási sebességének meghatározásához használt földgázáram termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek meghatározására szolgáló kiindulási adatok tömbjének kialakítása, amely információkat tartalmaz: az anyag, amelyből a felhasznált membrán készül az ICTS-ben , a membrán anyagának lineáris tágulási hőmérsékleti együtthatója; az anyag, amelyből a használt DICT burkolatának lineáris része készül, a DICT burkolat anyagának lineáris tágulási hőmérsékleti együtthatója; a használt membrán belső furatának átmérője dict 20°C-on; a használt DICT test hengeres részének belső átmérője 20°C-on; a gázáram hőmérséklete és nyomása a DICT-ház lineáris részében, a membrán előtt; a VCT-n áthaladó földgázáram összetevő-összetétele. A földgázáram termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek meghatározása az ICTS test membrán előtti hengeres részében és a sugár maximális összenyomásának helyén az ICTS membrán mögött, a gázáramlási sebesség meghatározása gázkút, figyelembe véve ε - a gázáram-sugár kompressziós arányát a sugár maximális összenyomásának helyén a diktafon mögött, egységek töredékei; d - a DICT membrán nyílásátmérője, m; z 1 és z 2 - a gáz összenyomhatósági együtthatói az ICTS membrán előtt és a sugár maximális összenyomásának helyén az ICTS membrán mögött, egységek; z CT - a gáz összenyomhatósági együtthatója normál körülmények között, mértékegységek; p 1 - abszolút gáznyomás a DICT membrán előtt, MPa; p CT - a szabványos feltételeknek megfelelő nyomás p CT \u003d 1,01325⋅10 5 Pa; T ST - szabványos feltételeknek megfelelő hőmérséklet T ST =293,15 K; T 1 - a gáz abszolút hőmérséklete a DICT membrán előtt, K; R - moláris gázállandó R=8,31 ​​J/(mol⋅K); M - gáz moláris tömege, kg/mol; k - gáz adiabatikus index, mértékegység. ; β - a membrán nyílásának relatív átmérője DICT (β=d/D), egységek töredékei; D - az LDCT test hengeres részének belső átmérője a szűkítő eszköz előtt, míg a gázáram-sugár kompressziós aránya a maximális szűkület helyén az LDCT membrán mögött a csökkentett gázhőmérséklet figyelembevételével kerül meghatározásra. az LDCT membrán eleje és a csökkentett gáznyomás az LDCT membrán előtt. 8 ill., 3 tab.

A találmány a gáziparra vonatkozik, különös tekintettel a gáz áramlási sebességének (áramlási sebességének) mérésére szolgáló technológiára gázkutakban, amikor gázdinamikai vizsgálatokat végeznek meghatározott szűrési módokon, tipikus nyílásos kritikus áramlásmérővel (DICT).

A gázkutak gázáramlási sebességének megbízható meghatározása jelentős hatással van a gázmezők fejlesztésének szabályozására, a javítását célzó intézkedéscsomag kialakítására, valamint a kútmunkák hatékonyságának értékelésére.

A gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) mérését a DICT-vel végzett hidrodinamikai vizsgálatok során a következők végzik:

Termobár áramlási paraméterek mérése a DICT membrán előtt hőmérséklet- és nyomásmérő műszerekkel;

A gázáram komponens-összetételének meghatározása vagy elfogadása a szóban forgó áramlás szükséges termobarikus paramétereinek kiszámításához, amelyeket a kifejezésben egy gázkút gázáramlási sebességének meghatározására használunk fel;

Egy gázáramhoz szükséges termodinamikai paraméterek kiszámítása annak ismert komponensösszetétele és termobár paraméterei alapján;

Gázkutak gázáramának (áramlási sebességének) kiszámítása a szóban forgó áramlás áramlási sebessége és annak termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paraméterei közötti kapcsolat funkcionális függőségei szerint, amelyek megfelelnek a kritikus kiáramlás rezsimjének. az ICTS-en keresztüli áramlás, amelyek a közeg áramlási folytonossági egyenleteinek és a termodinamika első törvényének együttes megoldásán alapulnak.

A leírt mérési sorrendben a gázkutak eredő gázáramlási sebességének pontosságát jelentősen befolyásolja a következő választás:

A meghatározásához használt számítási kifejezés;

A földgázáramhoz szükséges termodinamikai és gázdinamikai paraméterek megtalálásának módszerei, amelyek értékeit a kiválasztott számítási kifejezésben az áramlási sebesség meghatározására használjuk.

Van egy ismert módszer a gázkutak gázáramlási sebességének kiszámítására a hidrodinamikai vizsgálatok során DICT alkalmazásával, amint azt E.L. Rawlins és M.A. Shelhardt kifejezése (2. melléklet, 120. o.)

С - fogyasztási együttható (terhelés), egység;

p a gázáram abszolút nyomása a DICT membrán előtt, MPa;

T a DICT membrán előtti gázáram abszolút hőmérséklete, K.

A gáz relatív sűrűsége a levegőben, az egységek töredékei

Az (1) kifejezésben szereplő áramlási együtthatót (C) a DICT membrán nyílása átmérőjének empirikusan táblázatos függvénye határozza meg, amelyet E.L. Rawlins és M.A. Shelhardt (2. függelék 26. táblázata, 122. o.).

A gázáramlási sebesség (1) kifejezéssel történő meghatározására szolgáló ismert módszer hátrányai a következők:

Az áramlási együttható (C) táblázata (nincs adat a (C) áramlási együttható értékeiről, amelyeket a 2. függelék 26. táblázata, E. L. Rawlins és M. A. Shelhardt munkájának 122. oldala nem tartalmaz);

Az (1) kifejezésben szereplő áramlási együttható (C) táblázatos függvényként a DICT membrán nyílásának átmérőjétől , ahol dim d=L, nem tudja lefedni a földgázáram termodinamikai és gázdinamikai paramétereiben bekövetkező változások teljes tartományát, amelyek befolyásolják az áramlási sebesség számításának eredményét, mivel a (C) együttható dimenziója a ( 1) van
;

A számított kifejezés kismértékű jóváhagyása a kialakulása során (a jóváhagyást egy kúton végeztük);

A földgáz tulajdonságainak az ideális állapot törvényeitől való eltérésének korrekciójának hiánya;

A termodinamikai és gázdinamikai paraméterek explicit figyelembevételének hiánya a DICT membrán mögötti gázáramlási sugár maximális összenyomásának helyén;

A leírt hiányosságok szisztematikusan alulbecsült eredményhez vezetnek a gázkutak gázáramának (áramlási sebességének) mérése során az ICTS-t alkalmazó hidrodinamikai vizsgálatok során mínusz 14,0 és mínusz 1,5% közötti tartományban, a membrán relatív nyitásának változásától függően. használt. Ezt a következtetést a gázkutak gázáramlási sebességének mérési eredményeinek összehasonlítása alapján, az E.L. Rawlins és M.A. Shelhardt ezen paraméter jóváhagyott típusú áramlásmérőkkel történő mérésének eredményeivel, amelyek ismert gázáramlás mérési módszeren alapulnak, a GOST 5.586.5-2005 [Állami rendszer a mérések egységességének biztosítására] szerint. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 5. rész. Mérési eljárás. - M.: Standartinform, 2007. - 94 p.]. A vizsgált összehasonlítást a Jamal-félsziget számos gázkútjára vonatkozóan végezték el. Összesített eredményei a ábrán láthatók. egy.

D.L. Katz [D.L. Katz. Útmutató a földgáz előállításához, szállításához és feldolgozásához. - M.: Nedra, 1965. - 677 p.] kifejezés (VIII. képlet 28, 320. o.)

ahol Q a gáz térfogati áramlási sebessége (debit), 1,033 am abszolút nyomásra és 15,6 °C hőmérsékletre csökkentve, m 3 /h;

z l és z 2 - a gáz összenyomhatósági együtthatói a DICT membrán előtti és utáni szakaszokban, mértékegységek;

F 2 - a DICT membrán nyílásának keresztmetszete, mm 2;

Ср - a gáz fajlagos hőkapacitása, kcal/(kg⋅°C);

p 1 - abszolút nyomás a membrán dict előtt, am;

T 1 a gáz abszolút hőmérséklete a DICT membrán előtt, K.

A (2) kifejezésben szereplő földgázáram termodinamikai paramétereit a redukált termobár paraméterektől való nomogram-függőségek határozzák meg, amelyeket a D.L. Katz [D.L. Katz. Útmutató a földgáz előállításához, szállításához és feldolgozásához. - M.: Nedra, 1965. - 677 p.], mégpedig

ábrán látható nomogram szerinti adiabatikus index. IV. 56. o. 124;

ábrákon látható nomogram szerinti összenyomhatósági együttható IV. 16. és IV. 17. o. 98;

ábrán látható nomogram szerint a gáz fajlagos hőkapacitása. IV. 55. o. 125.

A termodinamikai paraméterek meghatározásához használt földgázáram redukált termobár paramétereit az ismert paraméterek alapján határozzuk meg:

A gáz relatív sűrűsége a levegőben;

Termobár paraméterek, amelyeknél a földgázáram termodinamikai paramétereit meghatározzák;

Kritikus termobár paraméterek a figyelembe vett áramláshoz.

A gázáramlási sebesség (2) kifejezéssel történő meghatározására szolgáló ismert módszer hátrányai a következők:

Nem vették figyelembe a gázáramlás sebességének hatását a DICT test egyenes vonalú szakaszában a membrán előtt;

Az áramlás keresztmetszeti területének elfogadása a maximális összenyomás helyén az ICTS membrán mögött, megegyezik a használt szűkítő eszköz nyílásának keresztmetszeti területével, ami a a vizsgált áramlás sugárnyomás-arányának hatását a membránon keresztüli kritikus kiáramlás során;

A leírt hiányosságok a gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) szisztematikusan alulbecsült eredményéhez vezetnek az ICTS-t használó hidrodinamikai vizsgálatok során a mínusz 17,5 és mínusz 12,5% közötti tartományban, az alkalmazott membrán relatív apertúrájának változásától függően. . Ezt a következtetést a D. L. Katz [D.L. Katz. Útmutató a földgáz előállításához, szállításához és feldolgozásához. - M.: Nedra, 1965. - 677 p.] ennek a paraméternek a mérésének eredményeivel, jóváhagyott áramlásmérőkkel, a GOST 5.586.5-2005 [Állami rendszer az egységesség biztosítására] által meghatározott ismert gázáramlás mérési módszer alapján. mérések. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 5. rész. Mérési eljárás. - M.: Standartinform, 2007. - 94 p.]. A vizsgált összehasonlítást a Jamal-félsziget számos gázkútjára vonatkozóan végezték el. Összesített eredményei a ábrán láthatók. 2.

Egy ismert módszer a gázkutak gázáramlási sebességének kiszámítására DICT-vel végzett hidrodinamikai vizsgálatok során, amint azt J. P. Brill és X. Mukherjee [J. P. Brill, H. Mukherjee. Többfázisú áramlás a kutakban. - Moszkva-Izhevsk: Számítógépes Kutatóintézet, 2006. - 384 p.] kifejezés (5.3 képlet, 195. o.):

ahol q SC a gázáram térfogati áramlási sebessége (terhelése), standard feltételekre redukálva, ezer st. m 3 / nap;

C n - előtolás, mértékegység;

p 1 - abszolút gáznyomás a DICT membrán előtt, MPa;

d ch - a DICT membrán nyílásátmérője, m;

A gáz relatív sűrűsége a levegőben, egységek töredékei;

z 1 - a gáz összenyomhatósági együtthatója a DICT membrán előtt, egységek töredékei;

k a gáz adiabatikus indexe, mértékegysége;

y az ICTA membrán utáni és előtti gázáram nyomásainak aránya, az egységek töredéke.

A (3) kifejezésben szereplő mennyiségek J. P. Brill és X. Mukherjee munkája szerint [J. P. Brill, H. Mukherjee. Többfázisú áramlás a kutakban. - Moszkva-Izhevszk: Számítógépes Kutatóintézet, 2006. - 384 p.], a következők határozzák meg:

Előtolás a képlet szerint (5.4 képlet 195. o.):

ahol C s - átváltási tényező, az alkalmazott mértékegységrendszertől függően, az egységek töredékei;

C D - előtolási sebesség, egységek töredékei;

T SC - az abszolút hőmérséklet értéke standard körülmények között, K;

p SC - nyomásérték normál körülmények között, MPa;

A DICT membrán utáni és előtti gázáram nyomásainak aránya a képlet szerint (5.5 képlet 195. o.):

ahol p 2 a DICT membrán mögötti gáznyomás, MPa.

A gázáramlás termobár paraméterei a bemutatott nomogramok szerint D.L. Katz [D.L. Katz. Útmutató a földgáz előállításához, szállításához és feldolgozásához. - M.: Nedra, 1965. - 677 p.] vagy Soave-Redlich-Kwong és Peng-Robinson állapotegyenletei szerint.

A (4) képletben szereplő értékek a következők:

C S , T SC és P SC az 5.1. táblázatból a p. 195 az alkalmazott mértékegységrendszertől függően;

C D a 0,82 és 0,90 közötti tartományból (196. o.).

A gázáramlási sebesség (3) kifejezéssel történő meghatározására szolgáló ismert módszer hátrányai a következők:

A DICT membrán előtti gázáramlás sebességének figyelmen kívül hagyása;

A gázáram-sugár kompressziós arányának figyelmen kívül hagyása a sugár maximális összenyomásának helyén a DICT membrán mögött;

Tapasztalati előtolási sebesség (C D) alkalmazása anélkül, hogy ajánlásokat adna az alkalmazás értékének megválasztására;

A gázkutak gázáramlási sebességének eredő mérésének pontossági jellemzőire vonatkozó információk hiánya.

A leírt hiányosságok a gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározásának eredményének szisztematikus eltéréséhez vezetnek az ICTS-t alkalmazó hidrodinamikai vizsgálatok során a plusz 3,0 és mínusz 15,5% közötti tartományban, attól függően, hogy a kutak relatív nyílása változik. használt membrán és az előtolási együttható ( C D) elfogadott értéke. Ezt a következtetést a J. P. Brill és X. Mukherjee [J. P. Brill, H. Mukherjee. Többfázisú áramlás a kutakban. - Moszkva-Izhevsk: Számítógépes Kutatóintézet, 2006. - 384 p.] ennek a paraméternek a mérési eredményeivel jóváhagyott típusú áramlásmérőkkel, amelyek a GOST 5.586.5-2005 szabványban meghatározott ismert gázáramlás-mérési módszeren alapulnak. egységméréseket biztosító rendszer. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 5. rész. Mérési eljárás. - M.: Standartinform, 2007. - 94 p.]. A vizsgált összehasonlítást a Jamal-félsziget számos gázkútjára vonatkozóan végezték el. Összesített eredményei a ábrán láthatók. 3.

Ismert módszer a gáz áramlási sebességének kiszámítására gázkutaknál, amikor hidrodinamikai vizsgálatokat végeznek DICT alkalmazásával, az A.I. munkájában leírtak szerint. Gricenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gricenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Útmutató a kutak vizsgálatához. - M.: Nauka, 1995. - 523 p.] kifejezés (177.3 képlet, 169. o.):

ahol Q a gáz térfogatárama (terhelése), ezer st.m 3 /nap;

C - áramlási sebesség, mértékegységek;

δ - korrekciós tényező a valós gázadiabatikus index változásainak figyelembevételéhez, mértékegységekben;

P D - abszolút nyomás a membrán előtt DICT, ata;

A gáz relatív sűrűsége a levegőben, egységek töredékei;

T D a gáz abszolút hőmérséklete a DICT membrán előtt, K.

Z - a gáz összenyomhatósági együtthatója a DICT membrán előtt, az egységek töredékei.

A (6) kifejezésben szereplő áramlási együttható (C) a membránok átmérőjétől és a mérővonaltól függően számítással vagy az A.I. munkájának 67. ábrája alapján kerül meghatározásra. Gricenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gricenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Útmutató a kutak vizsgálatához. -M.: Nauka, 1995. - 523 p.]. Az 1,59⋅10 -3 ≤d≤12,7⋅10 -3 m membránátmérő változási tartományban 50,8⋅10 -3 m testátmérőjű DICT esetén az áramlási tényező (C) értékét a képlet (178,3 s 169 képlet [A. I. Gritsenko, Z. S. Aliev, O. M. Ermilov, V. V. Remizov, G. A. Zotov. Útmutató a kutak tanulmányozásához. - M.: Nauka, 1995. - 523 p. ]):

ahol d a DICT membrán nyílásának átmérője, mm.

A 12,7⋅10 -3 ≤d≤38,1⋅10 -3 m közötti membránátmérő változás tartományában az áramlási tényező (C) értékét a képlet alapján kell kiszámítani (179.3 képlet 169. o. [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O. M. Ermilov, V. V. Remizov, G. A. Zotov, Guidelines for Well Investigation, Moszkva: Nauka, 1995, 523 p.]):

Egy 101,6⋅10 -3 m testátmérőjű DICT esetén a kisülési együttható (C) értékét a 6,35⋅10 -3 ≤d≤76,2⋅10 -3 m nyílásátmérő tartományban a formula (180,3 169 képlet [A. I. Gritsenko, Z. S. Aliev, O. M. Ermilov, V. V. Remizov, G. A. Zotov. Útmutató a kutak tanulmányozásához. - M.: Nauka, 1995.-523 p. .]):

A (6) kifejezésben szereplő korrekciós tényező (δ) a képlet szerint (181.3 képlet 170. o. [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Útmutató a kutak tanulmányozásához. - M.: Nauka , 1995. - 523 p.]):

ahol k a gáz adiabatikus indexe, mértékegység.

Ha a gáz adiabatikus indexének értéke (k) ismeretlen, akkor a (δ) érték grafikusan meghatározható az A.I. 68. ábrájából. Gricenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gricenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Útmutató a kutak vizsgálatához. - M.: Nauka, 1995. - 523 p.] különböző csökkentett nyomásokon és hőmérsékleteken a képlet szerint (182.3 képlet 171. o. [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G. A. Zotov Iránymutatások a kutak tanulmányozásához - M.: Nauka, 1995. - 523 p.]):

Csökkentett nyomás a DICT membrán előtt, egységek

A csökkentett nyomások és hőmérsékletek meghatározása az A.I. 2.2. szakasza szerint történik. Gricenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gricenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Útmutató a kutak vizsgálatához. - M.: Nauka, 1995. - 523 p.]

A gázáramlási sebesség (6) kifejezéssel történő meghatározására szolgáló ismert módszer hátrányai a következők:

A (6) kifejezésben szereplő áramlási sebességi együttható (C) függése a DICT membrán nyílásának átmérőjétől empirikus polinomiális függés formájában, ahol dimd=L, nem tudja lefedni a membrán változásainak teljes tartományát. a földgázáram termodinamikai és gázdinamikai paraméterei, amelyek befolyásolják az áramlási sebesség számításának eredményét, mivel a (6) kifejezésből származó együttható (C) dimenziója
;

A gázkutak gázáramlási sebességének eredő mérésének pontossági jellemzőire vonatkozó információk hiánya.

A leírt hiányosságok a gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározásának eredményének szisztematikus eltéréséhez vezetnek az ICTS-t használó hidrodinamikai vizsgálatok során a plusz 55,0 és mínusz 10,0% közötti tartományban, attól függően, hogy:

Változások a használt membrán relatív rekesznyílásában;

A (8) és (9) számítási kifejezés kiválasztása a korrekciós tényező (δ) megtalálásához.

Ezt a következtetést a gázkutak gázáramlási sebességének mérési eredményeinek összehasonlítása alapján, az A.I. munkájában leírt, jól ismert módszerrel végeztük. Gricenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gricenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Útmutató a kutak vizsgálatához. - M.: Nauka, 1995. - 523 pp.] a GOST 5.586.5-2005 szabványban [Állami rendszer a gázáramlás biztosítására szolgáló ismert módszeren alapuló, jóváhagyott típusú áramlásmérőkkel - végzett mérés eredményeivel. a mérések egységessége. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 5. rész. Mérési eljárás. - M.: Standartinform, 2007. - 94 p.]. A vizsgált összehasonlítást a Jamal-félsziget számos gázkútjára vonatkozóan végezték el. Összesített eredményei a ábrán láthatók. 4.

Van egy ismert módszer a gázkutak gázáramlási sebességének kiszámítására a hidrodinamikai vizsgálatok során DICT alkalmazásával, amint azt Z.S. Alieva, G.A. Zotova [Útmutató a gáz- és gázkondenzációs tartályok és kutak átfogó tanulmányozásához. Szerk. Z.S. Zotova, G.A. Aliyev. - M.: Nedra, 1980. - 301 p.] kifejezés (VI. képlet 8, 201. o.)

ahol Q a gáz térfogatárama (terhelése), ezer st. m 3 / nap;

C - áramlási sebesség, mértékegységek;

Δ - korrekciós tényező, mértékegység;

p - abszolút nyomás a DICT membrán előtt, MPa;

A gáz relatív sűrűsége a levegőben, egységek töredékei;

T a gáz abszolút hőmérséklete a DICT membrán előtt, K.

z - a gáz összenyomhatósági együtthatója a DICT membrán előtt, mértékegység.

A (12) kifejezésben szereplő áramlási együtthatót (C) a VI. táblázatban megadott, az ICTS-ben használt membrán nyílásátmérőjének empirikusan táblázatos függvényével határozzuk meg. 9 mű Z.S. Alieva, G.A. Zotova [Útmutató a gáz- és gázkondenzációs tartályok és kutak átfogó tanulmányozásához. Szerk. Z.S. Zotova, G.A. Aliyev. - M.: Nedra, 1980. - 301 p.], valamint a korrekciós tényezőt (Δ) a VI. ábra szerint. 23 mű Z.S. Alieva, G.A. Zotova [Útmutató a gáz- és gázkondenzációs tartályok és kutak átfogó tanulmányozásához. Szerk. Z.S. Zotova, G.A. Aliyev. - M.: Nedra, 1980. - 301 p.] vagy a képlet szerint (VI. képlet 9, 204. o. [Utasítás a gáz- és gázkondenzációs tartályok és kutak átfogó tanulmányozásához. Szerk.: Z.S. Zotov, G.A. Alieva. - M.: Nedra, 1980. - 301 p.]):

ahol T np a csökkentett gázhőmérséklet a DICT membrán előtt, mértékegységek;

p np - csökkentett nyomás a DICT membrán előtt, egységek.

Az adott hőmérséklet és nyomás meghatározása a Z.S. II. fejezete szerint történik. Alieva, G.A. Zotova [Útmutató a gáz- és gázkondenzációs tartályok és kutak átfogó tanulmányozásához. Szerk. Z.S. Zotova, G.A. Aliyev. - M.: Nedra, 1980. - 301 p.].

A gázáramlási sebesség (12) kifejezéssel történő meghatározására szolgáló ismert módszer hátrányai a következők:

A (12) kifejezésben szereplő áramlási sebességi együttható (C) függése a DICT membrán nyílásának átmérőjétől empirikus polinomiális függés formájában, ahol dimd=L, nem fedi le a teljes változási tartományt a DICT membrán nyílásának átmérőjétől. a földgázáram termodinamikai és gázdinamikai paraméterei, amelyek befolyásolják az áramlási sebesség számításának eredményét, mivel a (12) kifejezésből származtatott együttható (C) dimenziója
;

A gázáram termodinamikai paramétereinek áramlási sebességének és a sugárkompressziós aránynak az áramlási sebesség meghatározásának eredményére gyakorolt ​​hatásának figyelmen kívül hagyása a szóban forgó áramlás maximális sugárkompressziós pontján a DICT membrán mögött;

A gázkutak gázáramlási sebességének eredő mérésének pontossági jellemzőire vonatkozó információk hiánya.

A leírt hiányosságok a gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározásának eredményének szisztematikus túlbecsléséhez vezetnek az ICTS-t használó hidrodinamikai vizsgálatok során, a használt membrán relatív apertúrájának változásától függően 30-70%-ban. . Ezt a következtetést a gázkutak gázáramlási sebességének mérési eredményeinek összehasonlítása alapján, a Z.S. munkájában leírt, jól ismert módszerrel végeztük. Alieva, G.A. Zotova [Útmutató a gáz- és gázkondenzációs tartályok és kutak átfogó tanulmányozásához. Szerk. Z.S. Zotova, G.A. Aliyev. - M.: Nedra, 1980. - 301 p.] ezen paraméter jóváhagyott típusú áramlásmérőkkel történő mérésének eredményeivel, amelyek a GOST 5.586.5-2005 szabványban meghatározott ismert gázáramlás mérési módszeren alapulnak. a mérések egységessége. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 5. rész. Mérési eljárás. - M.: Standartinform, 2007. - 94 p.]. A vizsgált összehasonlítást a Jamal-félsziget számos gázkútjára vonatkozóan végezték el. Összesített eredményei a ábrán láthatók. 5.

A javasolt műszaki megoldás alkalmazása során megoldott műszaki probléma a gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározására szolgáló módszer kidolgozása a hidrodinamikai vizsgálatok során, a DICT-t alkalmazó, meghatározott szűrési módokon, amely növeli az eredmény megbízhatóságát.

A műszaki eredmény abban áll, hogy a DICT segítségével a gázkutak gázáramának (áramlási sebességének) meghatározásának megbízhatóságát a mínusz 5,0 és plusz 5,0% közötti tartományra növeljük azáltal, hogy kiküszöböljük a szisztematikus hibák okait a mutató ismert számítási módszereinek alkalmazásakor. kérdésre, a munkálatokba.

A megadott műszaki eredményt az a tény éri el, hogy a gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) DICT-vel történő meghatározására javasolt módszer a következők használatát foglalja magában:

a) a DICT test egyenes szakaszán a membrán felé haladó földgázáram termobarikus paramétereinek mérésére engedélyezett típusú nyomás- és hőmérsékletmérő műszerek, amelyek megállapított megengedett mérési hibával rendelkeznek;

b) szabványosított mérési módszerek (technikák), amelyek biztosítják az Orosz Föderáció méréseinek egységességét a földgáz áramlási mintavételére és a komponensek összetételének meghatározására;

c) az Orosz Föderáció méréseinek egységességét biztosító rendszerben szabványosított mérési módszerek (módszerek) a földgázáram termodinamikai paramétereinek meghatározásakor (sűrűség standard körülmények között, molekulatömeg, összenyomhatósági tényező szabványos körülmények között és termobár paraméterek). a DICT test lineáris részében és a DICT nyílása mögötti maximális áramlási kompresszió helyén adiabatikus index);

d) számítási kifejezés gázkutak gázáramlási sebességének meghatározásához, a közegáram folytonossági egyenleteinek és a termodinamika első törvényének együttes megoldása alapján, amely figyelembe veszi:

Egy földgáz termodinamikai tulajdonságainak eltérései az ideális gáz törvényeitől azáltal, hogy a kifejezésben összetevőiként szerepelnek a standard körülmények közötti sűrűség, a molekulatömeg, a standard körülmények közötti összenyomhatósági tényező és a termobarikus paraméterek a DICT test lineáris részében és a maximális áramlási kompresszió helyén a DICT membrán mögött az indikátor adiabátok;

A kritikus kiáramlási módban az ICTS membránon áthaladó földgázáram hidrodinamikai rezsimjének kialakított szerkezete úgy, hogy a kifejezésben összetevőiként szerepel a membránnyílás relatív átmérője és az ICTS membrán mögötti vizsgált áramlás sugárkompressziós aránya, amikor kilép a légkörből, és a számítási kifejezés levezetésénél nem kizárt értéknek tekinti a gázáramlás sebességét a DICT test lineáris részében;

e) a DICT membrán mögötti földgáz áramlási sugár kompressziós arányának meghatározására szolgáló számítási módszert, amely a gázkutak gázáramlási sebességének meghatározására szolgáló számítási kifejezésben szerepel, a vizsgált indikátor termodinamikai viszonya alapján. az áramlás paraméterei (amelyet a földgázáram hőmérséklete és nyomása adja meg termobár paramétereinél a DICT test lineáris részein a membrán előtt és az adiabatikus index);

f) az Orosz Föderáció méréseinek egységességét biztosító rendszerben szabványosított mérési módszerek (módszerek) pontosságának értékelésére szolgáló módszerek, amelyek a mérési bizonytalansági poggyász kialakításán alapulnak a kapott mérés összetevőinek bizonytalanságainak figyelembevétele alapján funkció.

A módszert szemléltető anyagok illusztrálják, ahol:

ábrán. Az 1. ábra az (1) kifejezés szerinti gázkutak gázára meghatározott áramlási sebesség (áramlási sebesség) relatív eltérésének függőségét mutatja a GOST 8.586.5-2005 szabványban meghatározott módszerrel mért értéktől a gázkutak relatív nyitásának megváltoztatásakor. a DICT-ben gázdinamikai vizsgálatok során használt membrán;

ábrán. 2. ábra - a (2) kifejezés szerinti gázkutak gázára meghatározott áramlási sebesség (áramlási sebesség) értékei relatív eltérésének nézete a módszer szerint mért értékektől. a GOST 8.586.5-2005 szabványban meghatározottak a DICT-ben használt membrán relatív nyitásának megváltoztatásakor a gázdinamikai vizsgálatok során;

ábrán. 3 - a (3) kifejezés szerinti gázkutaknál a meghatározott áramlási sebesség (áramlási sebesség) relatív eltérésének nézete a GOST 8.586.5-ben meghatározott módszer szerint mért értékektől. 2005, amikor a gázdinamikai vizsgálatok során a DICT-ben használt membrán relatív nyitását és a vett előtolási sebességet (C D) változtatjuk;

ábrán. 4 - a (6) kifejezés szerinti gázkutaknál a meghatározott áramlási sebesség (áramlási sebesség) relatív eltérésének nézete a GOST 8.586.5-ben meghatározott módszer szerint mért értékektől. 2005 a DICT-ben használt membrán relatív nyitásának változásától a gázdinamikai vizsgálatok elvégzése és a (8) és (9) számított kifejezések kiválasztása a korrekciós tényező (δ) meghatározásához;

ábrán. 5 - a (10) kifejezés szerinti gázkutaknál a meghatározott áramlási sebesség (áramlási sebesség) relatív eltérésének nézete a GOST 8.586.5-2005 szabványban meghatározott módszer szerint mérttől a relatív változás megváltoztatásakor. a DICT-ben használt membrán kinyitása a gázdinamikai vizsgálatok során;

ábrán. 6 - a DICT membránon keresztüli gázáram kritikus kiáramlásának diagramja a kutak gázdinamikai vizsgálatai során, 0 - a gázáramlás mozgási módját jellemző szakasz a membránnyílásba való belépés helyén; I - szakasz a csővezeték egyenes szakaszában; II - a gázáram-sugár legnagyobb szűkületének szakasza; 8 - szűkítő eszköz - membrán; 9 - hollandi anya a szűkítő eszköz testhez történő rögzítéséhez; 10 - a DICT test egyenes szakasza; Q CT - a gázkútból származó gáz térfogatárama (terhelése), normál körülményekre csökkentve; ρ - gázáramlás sűrűsége; ω - a gázáramlás lineáris sebessége; p a gázáram nyomása; T a gázáram abszolút hőmérséklete;

ábrán. A 7. ábra a (14) kifejezés szerinti gázkutaknál a meghatározott áramlási sebesség (áramlási sebesség) relatív eltérésének függőségét mutatja a GOST 8.586.5-2005 szabványban meghatározott módszer szerint mért értékektől a gázkutak áramlási sebességének megváltoztatásakor. az ICTS-ben használt membrán relatív nyitása a gázdinamikai vizsgálatok során;

ábrán. A 8. ábra egy gázkutak tipikus technológiai fürtcsöveibe történő mérővezeték összegyűjtésének sémáját mutatja, amely gázdinamikai vizsgálatokat végez DICT-t használó, állandósult szűrési módokban. A számok a következőket jelzik: 1 - gázkút; 2 - gázkút technológiai szabványos klaszter csövei; 3 - a kút áramlási sebességének szögletes szerelvénye; 4 - a kút és a technológiai klaszter csővezetékeinek elzárószelepei; 5 - diktál; 6 - pajta a DICT-ből a légkörbe kilépő gázáram utóégetése; 7 - a gázáramlás mozgási irányának vonalai T.1 és T.2 - helyek a gázáramlás hőmérsékletének és nyomásának mérésére, amikor az a DICT testének lineáris része mentén mozog; T.3 - a gázáram mintavételi helye annak összetevő-összetételének meghatározásához.

A gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) gázdinamikai vizsgálatok során történő meghatározására szolgáló módszer lényege, hogy egy szabványos szűkítő eszköz (membrán) figyelembe vett áramlásának áthaladását kritikus áramlási üzemmódban az ábra szerint megszervezzük. Ábra. 6. Ehhez egy tipikus membrános kritikus árammérőt (DICT) használnak. A földgáz DICT membránon keresztüli kritikus kiáramlásának rezsimje biztosítja az áramlási sebesség elérését a II. ábra II. A helyi hangsebesség 6 értéke, a használt technikai eszközt a légkörbe hagyva. Ebben az esetben az ICTS-en áthaladó gázáram áramlási sebessége és termobarikus paraméterei a sugár maximális összenyomásának pontján a membrán mögött (II. szakasz, 6. ábra) a vizsgált áramlás termobarikus paramétereitől függenek. a használt műszaki eszköz testének keresztmetszete a szűkítő eszköz előtt (I. szelvény 6. ábra). A vizsgált esetben az áramlási sebességet a termobár, termodinamikai és gázdinamikai paraméterekkel való funkcionális kapcsolata határozza meg a DICT membránig terjedő szakaszokban (I. szakasz, 6. ábra) és a maximális sugárkompresszió helyén a DICT membránig. szűkítő eszköz (II. szakasz, 6. ábra), amely a közeg áramlásának folytonossági egyenleteinek és a termodinamika első törvényének együttes megoldása alapján kerül megjelenítésre. A gázáram értékét az M.S. munkájában megadott képlet alapján számítjuk ki. Rogaleva, N.V. Sarancina, V.N. Maslova, A.B. Derendyaeva [M.S. Rogalev, N.V. Saranchin, V.N. Maslov, A.B. Derendjajev. Gázáramlási sebesség meghatározása kutak hidrodinamikai vizsgálatai során Izvesztyija vuzov. Olaj és gáz. - 2014. - 6. sz. - P. 50-58.], algebrai formában:

ahol Q CT - a gáz térfogati áramlási sebessége (terhelése), st. m3/s;

ε - a gázáram-sugár kompressziós aránya a sugár maximális összenyomásának pontján az ICTA membrán mögött, egységek töredékei;

p CT - szabványos feltételeknek megfelelő nyomás p CT =1,01325⋅10 5 Pa;

T CT - szabványos feltételeknek megfelelő hőmérséklet T CT =293,15 K;

T 1 a gáz abszolút hőmérséklete a DICT membrán előtt, K;

M a gáz moláris tömege, kg/mol;

k a gáz adiabatikus indexe, mértékegysége;

D a DICT test hengeres részének belső átmérője a membrán előtti közeg üzemi körülményei között (a membránnyílás relatív átmérőjének számításakor), m.

A (14) kifejezésben használt földgáz termodinamikai paramétereit az Orosz Föderáció méréseinek egységességét biztosító rendszerben szabványosított számítási módszerekkel határozzák meg, az ismertek alapján:

Az áramlás termobár paraméterei a DICT membrán előtti szakaszban (I. szakasz, 6. ábra) és a sugár maximális összenyomásának helyén az ICTD membrán mögött (II. szakasz, 6. ábra);

Az áramlás összetevő-összetétele.

A földgáz termodinamikai paramétereinek megtalálásához az Orosz Föderáció méréseinek egységességét biztosító rendszerben szabványosított mérési módszereket (módszereket) használják, különösen a következők meghatározására:

A szükséges termobár paraméterek összenyomhatósági együtthatói, a számítási módszer a 4. fejezetben, o. 3-8 GOST 30319.2-2015 [Nemzetközi szabványosítási rendszer. Földgáz. Fizikai tulajdonságok számítási módszerei. Fizikai tulajdonságok számítása szabványos körülmények közötti sűrűségadatok és nitrogén- és szén-dioxid tartalom alapján. - M.: Standartinform, 2016. - 16 p.], az általános képlet alapján:

ahol az állapotegyenlet A 1 és A 2 együtthatói;

Molekulatömeg, megadott (6) képlet a p. 6 GOST 31369-2008 [Nemzetközi szabványosítási rendszer. Földgáz. A fűtőérték, a relatív sűrűség és a Wobbe-szám számítása az összetevők összetétele alapján. - M.: Standartinform, 2009. - 58 p.], amelynek a következő algebrai alakja van.

M j a földgáz részét képező j-edik komponens moláris tömege, kg/mol;

A standard feltételek melletti összenyomhatósági együtthatót a (3) képlet a p. 5 GOST 31369-2008 [Nemzetközi szabványosítási rendszer. Földgáz. A fűtőérték, a relatív sűrűség és a Wobbe-szám számítása az összetevők összetétele alapján. - M.: Standartinform, 2009. - 58 p.], amelynek a következő algebrai alakja van

ahol x j a földgáz részét képező j-edik komponens moláris hányada, egységek töredékei;

- a földgáz részét képező j-edik komponens összegzési tényezőjét a 2. táblázat 10. szakaszának 2. o. 12-13 GOST 31369-2008, befektetési jegyek részvényei;

Gázsűrűség standard körülmények között, a (15) képlet alapján a p. 8 GOST 31369-2008 [Nemzetközi szabványosítási rendszer. Földgáz. A fűtőérték, a relatív sűrűség és a Wobbe-szám számítása az összetevők összetétele alapján. - M.: Standartinform, 2009. - 58 p.], amelynek a következő algebrai alakja van

ahol ρ c - valós gázsűrűség normál körülmények között, kg/m 3 ;

Ideális gáz sűrűsége standard körülmények között, a (12) képlettel kiszámítva, p. 7 GOST 31369-2008, és a következő algebrai formával rendelkezik

Az adiabatikus exponens az 5. részben leírt számítási módszer a 2. oldalon. 8-9 GOST 30319.2-2015 [Nemzetközi szabványosítási rendszer. Földgáz. Fizikai tulajdonságok számítási módszerei. Fizikai tulajdonságok számítása szabványos körülmények közötti sűrűségadatok és nitrogén- és szén-dioxid tartalom alapján. - M.: Standartinform, 2016. - 16 p.], az általános képlet alapján

ahol x a- a nitrogén moláris hányada, az egységek frakciói.

A földgáz termodinamikai tulajdonságainak megtalálásához szükséges paramétereket a leírt módszerek szerint a következők alapján határozzuk meg:

A kapott komponens-összetételből vett komponensek mólaránya a földgázáramban, a GOST 31370-2008 (ISO 10715:1997) [Nemzetközi Szabványügyi Rendszerben] leírt módszer szerint vett minták alapján meghatározva. Földgáz. Mintavételi útmutató. - M.: Standartinform, 2009. - 47 p.] kromatográfiás vizsgálatok elvégzésével a fenti módszertan szerint a GOST 31371.7-2008 [Nemzetközi szabványosítási rendszer. Földgáz. Összetétel meghatározása gázkromatográfiával, bizonytalanságértékeléssel. 7. rész. A komponensek móltörtének mérésének módszertana. - M.: Standartinform, 2009. - 21 p.];

A DICT test membrán előtti hengeres részében a földgázáram termobár paraméterei (hőmérséklet (T 1) és nyomás (p 1)), amelyeket közvetlen méréssel, hőmérséklet és nyomás mérésével határoznak meg;

A földgáz áramlásának termobár paraméterei (hőmérséklet (T 2) és nyomás (p 2)) a sugár maximális összenyomásának pontján az ICTA membrán mögött, amelyeket a fenti képletekkel határoztak meg A.D. munkájában. Altshulya, L.S. Zhitovsky, L.P. Ivanova [Hidraulika és aerodinamika: Proc. egyetemeknek / A.D. Altshul, L.S. Zhivotovsky, L.P. Ivanov. - M.: Stroyizdat, 1987. - 414 p.: ill.], amelynek algebrai alakja a következő

ahol p 2 a gáz abszolút nyomása a sugár maximális összenyomásának pontjában a DICT membrán mögött, MPa;

T 2 a gáz abszolút hőmérséklete a sugár maximális összenyomásának pontjában a DICT membrán mögött, K.

A (14) kifejezésben szereplő membránnyílás átmérője (d) és a DICT test hengeres részének a szűkítő eszköz (D) előtti belső átmérője a p-n megadott (5.4) és (5.5) képletekkel határozható meg. . 20. pontja a GOST 8.586.1-2005 (ISO 5167-1:2003) 5. szakaszának 5.5. bekezdésében [Állami rendszer a mérések egységességének biztosítására. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 1. rész A mérési módszer elve és általános követelmények. - M.: Standartinform, 2007. - 72 p.], amelynek algebrai alakja a következő

ahol d 20 a DICT membrán nyílásátmérője 20 °C-on, m;

K SU - a DICT membrán anyagának termikus lineáris tágulási együtthatója, az egységek töredékei;

D 20 - a csővezeték egyenes szakaszának átmérője a szűkítő eszköz (membrán) előtt DICT 20°C-on, m;

K T - a szűkítő eszköz előtti csővezeték egyenes szakaszának anyagának lineáris hőtágulási együtthatója (DICT membrán), egységek töredékei.

A (23) és (24) kifejezésbe beletartozik a DICT membrán anyagának lineáris hőtágulási együtthatója (K SU) és a DICT test egyenes vonalú szakaszának anyagának lineáris hőtágulási együtthatója a DICT test előtt. a (K T) szűkítő eszközt a -val megadott (5.6) és (5.7) képletekkel találjuk meg. 20. pontja a GOST 8.586.1-2005 (ISO 5167-1:2003) 5. szakaszának 5.5. bekezdésében [Állami rendszer a mérések egységességének biztosítására. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 1. rész A mérési módszer elve és általános követelmények. - M.: Standartinform, 2007. - 72 p.], amelynek algebrai alakja a következő:

ahol α tСу - a membrán anyagának lineáris tágulásának hőmérsékleti együtthatója DICT, 1/°C;

α t T - a DICT test egyenes vonalú metszetének anyaga lineáris tágulási hőmérsékleti együtthatója, 1/°C.

A (25) és (26) kifejezésekben szereplő membrán és a DICT test anyagaira vonatkozó lineáris tágulási együtthatók értékeit a függelék 25. oldalán található (D.1) képlet alapján számítjuk ki. D GOST 8.586.1-2005 (ISO 5167-1 :2003) [Állami rendszer a mérések egységességének biztosítására. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 1. rész A mérési módszer elve és általános követelmények. - M.: Standartinform, 2007. - 72 p.], amelynek a következő algebrai alakja van

ahol a 0 , a 1 , a 2 - állandó együtthatók, a D. 1. táblázat szerint meghatározott, o. 25-26 G. függelék GOST 8.586.1-2005 (ISO 5167-1:2003) [Állami rendszer a mérések egységességének biztosítására. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 1. rész A mérési módszer elve és általános követelmények. - M.: Standartinform, 2007. - 72 p.].

A (14) kifejezésben használt gázáram-sugár kompressziós arányát a maximális szűkület helyén az ICTA membrán mögött a következő képlettel javasoljuk kiszámítani.

hol van a csökkentett gázhőmérséklet a DICT membrán előtt, egységek;

Csökkentett gáznyomás a DICT membrán előtt, egység...

A (28) kifejezésben szereplő membrán előtti DICT-test hengeres részében a földgázáram csökkentett nyomásának és hőmérsékletének értékeit a (35) és (36) képletekkel számítjuk ki, amelyek a 28. oldalon találhatók. 10. pontja a GOST 30319.2-2015 [Nemzetközi szabványosítási rendszer. Földgáz. Fizikai tulajdonságok számítási módszerei. Fizikai tulajdonságok számítása szabványos körülmények közötti sűrűségadatok és nitrogén- és szén-dioxid tartalom alapján. - M.: Standartinform, 2016. - 16 p.], amelynek algebrai alakja a következő

ahol p PC - pszeudokritikus gáznyomás, MPa;

T PC - pszeudokritikus gázhőmérséklet, K.

A (29) és (30) kifejezésekben szereplő földgázáram álkritikus nyomásának (p PC) és hőmérsékletének (T PC) értékeit a (37) és (38) képletekkel számítjuk ki, amelyek a 2. oldalon találhatók. 11. pontja a GOST 30319.2-2015 [Nemzetközi Szabványügyi Rendszer] 7. szakaszának 7.2. Földgáz. Fizikai tulajdonságok számítási módszerei. Fizikai tulajdonságok számítása szabványos körülmények közötti sűrűségadatok és nitrogén- és szén-dioxid tartalom alapján. - M.: Standartinform, 2016. - 16 p.], amelynek algebrai alakja a következő

ahol x a- a nitrogén moláris hányada, az egységek frakciói;

x y - a szén-dioxid mólhányada, az egységek frakciói.

A gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) mérése relatív kiterjesztett bizonytalanságának értékelése a gázdinamikai vizsgálatok során, a DICT alkalmazásával, a leírt módszer szerint, a GOST R 54500.3-2011 [Bizonytalansága mérés. 3. rész. Útmutató a mérési bizonytalanság kifejezéséhez. - M.: Standartinform, 2012. - 107 p.]. Ehhez a származtatott kifejezést használtuk a földgáz térfogatáramának mérési relatív kiterjesztett bizonytalanságának becslésére, standard feltételekre redukálva, amelynek általános algebrai formája a következő:

ahol a szabványos feltételekre csökkentett gáz térfogatáramának mérésének relatív kiterjesztett bizonytalansága, %;

Relatív standard bizonytalanság a membrán előtti gáznyomás meghatározásánál,%;

Relatív standard bizonytalanság a membrán belső átmérőjének meghatározásánál DICT,%;

Relatív standard bizonytalanság a gáz összenyomhatósági tényezőjének meghatározásánál standard körülmények között, %;

A gáz moláris tömegének meghatározásának relatív standard bizonytalansága, %;

A gázhőmérséklet meghatározásának relatív standard bizonytalansága a membrán előtt DICT,%;

Relatív standard bizonytalanság a gázsugár kompressziós arányának meghatározásában a maximális összenyomódás helyén a DICT membrán mögött, %;

Relatív standard bizonytalanság a gáz összenyomhatósági tényezőjének meghatározásánál termobár paramétereknél a DICT membrán előtt, %;

Relatív standard bizonytalanság a gáz összenyomhatósági tényezőjének meghatározásánál termobár paramétereknél a DICT membrán mögötti maximális sugárkompressziós pontban, %;

Relatív standard bizonytalanság a membrán relatív átmérőjének meghatározásánál DICT,%;

Relatív standard bizonytalanság a gáz adiabatikus indexének meghatározásában a DICT membrán előtti termobár paramétereknél, %.

A (33) kifejezés levezetése azon alapul, hogy a (14) kifejezést a mérések függvényében tekintjük.

A gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) mérésének becsült relatív kiterjesztett bizonytalansága a gázdinamikai vizsgálatok során, az ICTS-t használó, a leírt módszer szerint alkalmazott szűrési módokon mínusz 5,0 és plusz 5,0% közötti tartományban van, kifejezett szisztematikus hiba nélkül. Ezt a következtetést a gázkutak gázáramlási sebességének a leírt módszerrel végzett mérési eredményeinek összehasonlítása alapján állítottuk össze a paraméter jóváhagyott típusú áramlásmérőkkel végzett mérési eredményeivel, a gázáramlás mérésére jól ismert módszer alapján. a GOST 8.586.5-2005 [Állami rendszer a mérési egység biztosítására. Folyadékok és gázok áramlásának és mennyiségének mérése szabványos nyílásos eszközökkel. 5. rész. Mérési eljárás. - M.: Standartinform, 2007. - 94 p.]. A vizsgált összehasonlítást a Jamal-félsziget számos gázkútjára vonatkozóan végezték el. Összesített eredményei a ábrán láthatók. 7.

A gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározására szolgáló módszer kinyilvánított lényege alapján a DICT használatával végzett hidrodinamikai vizsgálatok során a művelet végrehajtása egy sor műveletsorral történik:

a) egy gázkút földgázáramának kritikus kiáramlási módban történő mozgásának megszervezése a tipikus kialakítású ICTS membránon keresztül a légkörbe az ábrán látható diagram szerint. A 6. ábrán látható mérővonal összegyűjtésével. nyolc;

b) mérés hőmérséklet- és nyomásmérő műszerekkel, a hőmérséklet és nyomás jóváhagyott típusú termobár paramétereivel (hőmérséklet és nyomás) a földgázáramra a DICT-házban a membrán előtt, a mérővezeték T.1 és T.2 pontjaiban, amely a membránon látható. Ábra. nyolc;

c) mintavétel a földgáz áramlásából a GOST 31370-2008 (ISO 10715:1997) [Nemzetközi Szabványügyi Rendszerben] leírt módszer szerint. Földgáz. Mintavételi útmutató. - M.: Standartinform, 2009. - 47 p.] ábrán látható mérővonal T.3 pontjából. nyolc;

d) a komponens összetételének meghatározása a kiválasztott földgázáram-mintához a GOST 31371.7-2008 [Nemzetközi szabványosítási rendszer] szabványban leírt módszer szerint. Földgáz. Összetétel meghatározása gázkromatográfiával, bizonytalanságértékeléssel. 7. rész. A komponensek móltörtének mérésének módszertana. - M.: Standartinform, 2009. - 21 p.];

e) kiindulási adatok tömbjének kialakítása a földgázáram termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek meghatározásához, amelyet egy gázkút gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározására használnak, és amely információkat tartalmaz a következőkről:

Az anyag, amelyből az ICTS-ben használt membrán készül, és a lineáris tágulási együtthatója;

Az anyag, amelyből a felhasznált ICTS testének lineáris része készül, és annak hőmérsékleti lineáris tágulási együtthatója;

A membrán belső furatának átmérője dict 20°C-on;

A használt DICT hengeres testrészének belső átmérője 20°C-on;

A felhasznált membrán anyagának lineáris tágulásának hőmérsékleti együtthatója az ICTS-ben;

A felhasznált DICT törzsanyagának lineáris tágulásának hőmérsékleti együtthatója;

A gázáram hőmérséklete a DICT test lineáris részében a membrán előtt;

A gázáramlás nyomása a DICT test lineáris részében a membrán előtt;

A DIKTZh-n áthaladó földgázáram összetevőinek összetétele

f) a földgázáram termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek meghatározása a DICT test hengeres részében a membrán előtt és a sugár maximális összenyomásának helyén a DICT membrán mögött a (15) képlet szerint. (32), szükséges a gáz áramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározásához gázkutakhoz a (14) kifejezés szerint;

g) a gáz áramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározása egy gázkútra a (14) kifejezés segítségével.

A gázkutak gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározására szolgáló módszer kimondott lényege alapján, amikor hidrodinamikai vizsgálatokat végeznek DICT alkalmazásával, és az annak megvalósítására leírt módszerrel, az alábbiakban egy példát mutatunk be a mérések végrehajtására.

Az első szakaszban a földgáz áramlását az ábrán látható mérővonal mentén szervezzük. A 8. ábrán látható, hogy az ICTS membrán kritikus kiáramlási üzemmódban halad át az 1. ábrán látható diagramnak megfelelően. 6.

Ezután megmérik a termobarikus paramétereket (hőmérséklet és nyomás) a földgázáramra a DICT-házban a membrán előtt, az ábrán látható mérővonal T.1 és T.2 pontjaiban. 8, jóváhagyott típusú hőmérséklet- és nyomásmérő műszerekkel, amelyek rögzítik az eredményeket, például:

A földgázáram hőmérsékleti értéke a DICT házban (T 1) 282,87 K;

A földgázáram nyomásértéke DICT esetben (p 1) 6,34 MPa.

Ezután a földgázáramból mintát vesznek a GOST 31370-2008 (ISO 10715:1997) [Nemzetközi Szabványügyi Rendszerben] leírt módszertan szerint. Földgáz. Mintavételi útmutató. - M.: Standartinform, 2009. - 47 p.] ábrán látható mérővonal T.3 pontjából. nyolc.

A kiválasztott minta esetében laboratóriumi kromatográfiás vizsgálatokat végeznek a földgázáram komponens-összetételének meghatározására a GOST 31371.7-2008 [Nemzetközi szabványosítási rendszer] szabványban leírt módszer szerint. Földgáz. Összetétel meghatározása gázkromatográfiával, bizonytalanságértékeléssel. 7. rész. A komponensek móltörtének mérésének módszertana. - M.: Standartinform, 2009. - 21 p.]. A laboratóriumi kromatográfiás vizsgálatok eredményét táblázatos társaságban mutatjuk be az 1. táblázatban bemutatott példa szerint.

A membrán előtti DICT-testben a földgázáram termobár paramétereinek (hőmérséklet és nyomás) mérése, valamint a komponens összetételének meghatározására irányuló laboratóriumi kromatográfiás vizsgálatok után kiindulási adatok tömbje kerül kialakításra a termobár, termodinamikai és gázáram meghatározásához. az áramlás dinamikus paraméterei, amelyek a (14) képlet szerinti gázkút gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározására szolgálnak. A kezdeti adatok generált tömbjére egy példa látható a 2. táblázatban.

A kiindulási adatok tömbjének kialakítása után a földgáz termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paraméterei a DICT test hengeres részében a membrán előtt és a sugár maximális összenyomásának helyén áramlik mögötte. a DICT membránokat a (15) - (32) képletek szerint számítják ki, amelyek szükségesek a gáz áramlási sebességének (áramlási sebességének) meghatározásához egy gázkúthoz a (14) kifejezés szerint. Egy földgázáramlás szükséges termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek számítási eredményeinek bemutatására egy gázkút gázáramlási sebességének (áramlási sebességének) a (14) kifejezés segítségével történő meghatározásához a 3. táblázat látható.

A 3. táblázatban megadott földgázáramlási paraméterek meghatározása, valamint a DICT test membrán előtti lineáris részében mért termobarikus paraméterek felhasználásával a gázkútra vonatkozó gázáramlási sebesség (áramlási sebesség) kiszámításra kerül. a (14) kifejezés szerint. Az áramlási sebesség kiszámítása úgy történik, hogy a 2. táblázatból a mért értékek talált számértékeit és a 3. táblázatból az előre kiszámított közbenső értékeket a (14) kifejezéssel helyettesítjük.

Módszer gázkutak gázáramlási sebességének meghatározására hidrodinamikai vizsgálatok során, meghatározott szűrési módokon, membránkritikus áramlásmérővel (DICT), azzal jellemezve, hogy a következőket tartalmazza:

a földgáz gázkútból történő áramlásának megszervezése a kritikus kiáramlás módjában a szabványos kialakítású ICTS membránon keresztül a légkörbe,

a földgázáram hőmérsékletének és nyomásának jóváhagyott mérőműszerekkel történő mérése a DICT-házban a membrán előtt,

mintavétel a földgázáramból,

a mintavételezett földgázáram összetevő-összetételének meghatározása,

kiindulási adatok tömbjének kialakítása a gázkút gázáramlási sebességének meghatározásához használt földgázáram termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek meghatározásához, amely információkat tartalmaz: az anyag, amelyből a felhasznált membrán készül az ICTS-ben , a membrán anyagának lineáris tágulási hőmérsékleti együtthatója; az anyag, amelyből a használt DICT burkolatának lineáris része készül, a DICT burkolat anyagának lineáris tágulási hőmérsékleti együtthatója; a használt membrán belső furatának átmérője dict 20°C-on; a használt DICT test hengeres részének belső átmérője 20°C-on; a gázáram hőmérséklete és nyomása a DICT-ház lineáris részében, a membrán előtt; az ICTS-en áthaladó földgázáram összetevőinek összetétele,

a földgázáram termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek meghatározása a DICT test membrán előtti hengeres részében és a DICT membrán mögötti sugarának maximális összenyomódása helyén, a gázáramlási sebesség meghatározása gázkút a kifejezés alapján

ahol Q UTCA- gáz térfogatáram (terhelés), art. m3/s;

ε a gázáram-sugár kompressziós aránya a sugár maximális összenyomódásának helyén az ICTA membrán mögött, egységek töredékei;

d a DICT membrán nyílásának átmérője, m;

z 1 és z 2 - a gáz összenyomhatósági együtthatói az ICTS membrán előtt és a sugár maximális összenyomásának helyén az ICTS membrán mögött, egységek;

z CT - a gáz összenyomhatósági együtthatója normál körülmények között, mértékegységek;

p 1 - abszolút gáznyomás a DICT membrán előtt, MPa;

p ST - szabványos feltételeknek megfelelő nyomás p ST =1,01325⋅10 5 Pa;

T ST - szabványos feltételeknek megfelelő hőmérséklet T ST =293,15 K;

T 1 a gáz abszolút hőmérséklete a DICT membrán előtt, K;

R a gáz moláris állandója R=8,31 J/(mol⋅K);

M a gáz moláris tömege, kg/mol;

k a gáz adiabatikus indexe, mértékegysége;

β a DICT membrán apertúrájának relatív átmérője (β=d/D), az egységek töredékei;

D a DICT test hengeres részének belső átmérője a szűkítő eszköz előtt,

ebben az esetben a gázáram sugár kompressziós arányát a maximális szűkület helyén az ICTA membrán mögött a képlet határozza meg

hol van a csökkentett gázhőmérséklet a DICT membrán előtt, egységek;

- csökkentett gáznyomás a DICT membrán előtt, egységek.

Hasonló szabadalmak:

ANYAG: találmányok csoportja az olajiparhoz kapcsolódik, és többrétegű olajlelőhelyeken kutak működtetésére használható. Az egység tartalmaz egy cső alakú felső rudas szivattyút oldalsó szívószeleppel, egy nyílást és egy nyomószelepet a hengerben a felső formáció termékek kiválasztásához, egy alsó cső alakú szivattyút nyomó- és szívószelepekkel az alsó képződmények kiválasztásához és egy bemenetet a rétegeket elválasztó tömörítőn áthaladó cső, a szivattyú dugattyújához csatlakoztatott üreges rudak.

A találmány az olaj- és gáziparra vonatkozik, és felhasználható gázkondenzátummezők termelési sebességének üzemi elszámolására, valamint többfázisú áramlásmérők működésének kutatására közvetlenül a kútból nyert gáz, képződményvíz és instabil gázkondenzátum valódi keverékén. .

A találmány a gáziparra vonatkozik, különösen a gázkutak gázáramlási sebességének mérésére szolgáló technológiára, amikor gázdinamikai vizsgálatokat végeznek meghatározott szűrési módokon, tipikus nyílású kritikus áramlásmérővel. A műszaki eredmény abból áll, hogy mínusz 5,0 és plusz 5,0 közötti megbízhatóságú mérési eredményeket kapunk anélkül, hogy egyértelműen kifejezett szisztematikus hibák jelennének meg, amelyek jellemzőek az ismert módszerekre. A módszer a következőket tartalmazza: egy gázkút földgázáramának mozgatásának megszervezése a kritikus kiáramlás módban a DICT membránon keresztül, a hőmérséklet és a nyomás mérése, jóváhagyott típusú mérőműszerekkel a földgázáram hőmérséklete és nyomása az előtti DICT házban. a membrán mintavétele a földgázáramból, a komponens összetétel meghatározása a vett minta földgázáramhoz. A gázkút gázáramlási sebességének meghatározásához használt földgázáram termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek meghatározására szolgáló kiindulási adatok tömbjének kialakítása, amely információkat tartalmaz: az anyag, amelyből a felhasznált membrán készül az ICTS-ben , a membrán anyagának lineáris tágulási hőmérsékleti együtthatója; az anyag, amelyből a használt DICT burkolatának lineáris része készül, a DICT burkolat anyagának lineáris tágulási hőmérsékleti együtthatója; a használt membrán belső furatának átmérője dict 20°C-on; a használt DICT test hengeres részének belső átmérője 20°C-on; a gázáram hőmérséklete és nyomása a DICT-ház lineáris részében, a membrán előtt; a VCT-n áthaladó földgázáram összetevő-összetétele. A földgázáram termobarikus, termodinamikai és gázdinamikai paramétereinek meghatározása az ICTS test membrán előtti hengeres részében és a sugár maximális összenyomásának helyén az ICTS membrán mögött, a gázáramlási sebesség meghatározása gázkút, figyelembe véve ε - a gázáram-sugár kompressziós arányát a sugár maximális összenyomásának helyén a diktafon mögött, egységek töredékei; d - a DICT membrán nyílásátmérője, m; z1 és z2 - a gáz összenyomhatósági együtthatói az ICTS membrán előtt és a sugár maximális összenyomásának helyén az ICTS membrán mögött, egységek; zCT - a gáz összenyomhatósági együtthatója szabványos körülmények között, mértékegységek; p1 - ​​abszolút gáznyomás az ICTA membrán előtt, MPa; pST - a standard feltételeknek megfelelő nyomás pST1,01325⋅105 Pa; TST - a szabványos feltételeknek megfelelő hőmérséklet TST293,15 K; T1 a gáz abszolút hőmérséklete a DICT membrán előtt, K; R - gáz moláris állandója R8,31 J; M - a gáz moláris tömege, kgmol; k - gáz adiabatikus index, mértékegység. ; β - a membrán nyílásának relatív átmérője DICT, az egységek töredékei; D - az LDCT test hengeres részének belső átmérője a szűkítő eszköz előtt, míg a gázáram-sugár kompressziós aránya a maximális szűkület helyén az LDCT membrán mögött a csökkentett gázhőmérséklet figyelembevételével kerül meghatározásra. az LDCT membrán eleje és a csökkentett gáznyomás az LDCT membrán előtt. 8 ill., 3 tab.

A szomszédos területen lévő kút létrehozására irányuló munka magában foglalja a fúrást, a fej megerősítését. Befejezése után a megrendelést teljesítő cég a kútról dokumentumot készít. Az útlevél tartalmazza a kút szerkezetének, jellemzőinek, méreteinek és számításának paramétereit.

Kútszámítási eljárás

A cég alkalmazottai ellenőrzési jegyzőkönyvet és használatbavételi okiratot készítenek.

Az eljárások kötelezőek, mivel lehetőséget adnak a terv használhatóságának, üzembe helyezésének okirati igazolására.

A geológiai paramétereket és technológiai jellemzőket a dokumentáció tartalmazza:

A számítás helyességének ellenőrzése érdekében a víz próbaszivattyúzását nagy szivattyúteljesítmény mellett indítják el. Ez javítja a dinamikát

A gyakorlatban a számítás pontossága érdekében a második képletet használják. Az áramlási sebesség értékek megérkezése után egy átlagos mutatót határoznak meg, amely lehetővé teszi a termelékenység növekedésének pontos meghatározását a dinamika 1 m-es növekedésével.

Számítási képlet:

Doud= D2 – D1/H2 – H1

• Dud – meghatározott terhelés;
• D1, H1 - az első teszt indikátorai;
• D2, H2 - a második teszt mutatói.

Csak számítások segítségével igazolódik a vízfelvétel kutatásának és fúrásának helyessége.

Tervezési jellemzők a gyakorlatban

A vízkút számítási módszereinek megismerése felveti a kérdést - miért van szüksége egy átlagos vízvételezőnek erre a tudásra? Itt fontos megérteni, hogy a vízveszteség egyetlen módja a kút egészségi állapotának felmérésének annak érdekében, hogy az átvételi okirat aláírása előtt kielégítse a lakosság vízigényét.

A jövőbeni problémák elkerülése érdekében az alábbiak szerint járjon el:

1. A számítást a ház lakóinak számának figyelembevételével végezzük. Az átlagos vízfogyasztás személyenként 200 liter. Ehhez járulnak még a gazdasági igények és a műszaki felhasználás költségei. 4 fős családra számítva a legmagasabb vízfogyasztást kapjuk, 2,3 köbméter/óra.
2. A projektben a szerződés megkötése során a vízfelvételi termelékenység értékét legalább 2,5-3 m 3 / h szinten veszik.
3. A munka befejezése és a kút szintjének kiszámítása után a vizet kiszivattyúzzák, megmérik a dinamikát, és meghatározzák a vízveszteséget az otthoni szivattyú legmagasabb áramlási sebességén.

Problémák adódhatnak a kút vízáramlási sebességének kiszámítása során a kivitelező cég tulajdonában lévő szivattyú általi kiszivattyúzás szabályozása során.

A pillanatok, amelyek meghatározzák a kút vízzel való feltöltésének sebességét:

1. A vízréteg térfogata;
2. Csökkentésének sebessége;
3. A talajvíz mélysége és szintje az évszaktól függően változik.

A 20 m 3 /nap vízfelvételi termelékenység alatti kutak terméketlennek minősülnek.

Az alacsony áramlási sebesség okai:

• a terület hidrogeológiai helyzetének sajátosságai;
• évszaktól függően változik;
• szűrő eltömődés;
• dugulások a csövekben, amelyek vizet szállítanak a tetejére, vagy deflorációjuk;
• a szivattyú természetes kopása.

Ha a kút üzembe helyezése után problémákat találnak, ez azt jelzi, hogy hibák voltak a paraméterek kiszámításának szakaszában. Ezért ez a szakasz az egyik legfontosabb, amelyet nem szabad figyelmen kívül hagyni.

A vízfelvétel termelékenységének növelése érdekében növelje meg a kút mélységét, hogy további vízréteg nyíljon.

Emellett kísérleti úton is alkalmaznak vízszivattyúzási módszereket, kémiai és mechanikai hatást gyakorolnak a vízrétegekre, vagy a kutat más helyre helyezik át.

1

A gázkutak határvízmentes áramlási sebességének szita jelenlétében történő meghatározására és az ilyen kutak vizsgálati eredményeinek értelmezésére szolgáló módszerek nem eléggé kidolgozottak. A mai napig nem vizsgálták teljes mértékben annak a lehetőségét, hogy a fenékvízzel gáztartalmú képződményekbe behatoló kutak maximális vízmentes áramlási sebességét mesterséges szita létrehozásával növeljék. Itt ennek a problémának az analitikus megoldását mutatjuk be, és azt az esetet vizsgáljuk, amikor egy tökéletlen kút áthatolt egy egyenletesen anizotróp kör alakú fenékvízzel rendelkező tározóba, és egy át nem eresztő szita jelenlétében működtetik. Egy közelítő módszert dolgoztak ki a függőleges gázkutak vízmentes áramlási sebességének határértékeinek kiszámítására nemlineáris szűrési törvény mellett, az át nem eresztő fenéklyuk szita megléte miatt. Megállapítást nyert, hogy a határérték vízmentes áramlási sebesség értéke nemcsak a szita méretétől, hanem a gázzal telített tározó függőlegese mentén elhelyezkedő helyzetétől is függ; meghatározzuk a szita optimális helyzetét, amely a legnagyobb határáramlási sebességet jellemzi. A gyakorlati számításokat konkrét példákon végezzük.

számítási módszer

vízmentes áramlási sebesség

függőleges kút

gázkút

1. Karpov V.P., Sherstnyakov V.F. A fázispermeabilitás karaktere terepi adatok szerint. NTS olajtermeléshez. – M.: GTTI. - 18. sz. - S. 36-42.

2. Telkov A.P. Földalatti hidrodinamika. - Ufa, 1974. - 224 p.

3. Telkov A.P., Grachev S.I. és az olaj- és gázmezők fejlesztésének egyéb jellemzői (II. rész). - Tyumen: from-in OOONIPIKBS-T, 2001. - 482 p.

4. Telkov A.P., Stklyanin Yu.I. Vízkúpok kialakulása olaj- és gáztermelés során. – M.: Nedra, 1965.

5. Stklyanin Yu.I., Telkov A.P. Beáramlás egy vízszintes lefolyóba és tökéletlen kútba egy sávos anizotróp tározóban. Határozó vízmentes áramlási sebességek számítása. A Szovjetunió PMTF Tudományos Akadémia. - 1. szám - 1962.

Ez a cikk analitikus megoldást ad erre a problémára, és azt az esetet vizsgálja, amikor egy tökéletlen kút fenékvízzel egy egyenletesen anizotróp kör alakú képződménybe hatol be, és egy át nem eresztő szita jelenlétében üzemeltetik (1. ábra). Úgy tekintjük, hogy a gáz valódi, a gáz mozgása egyenletes és megfelel a szűrés nemlineáris törvényének.

1. ábra. Háromzónás gázbevezetési séma egy tökéletlen kútba szűrővel

Az elfogadott feltételek alapján az I., II., III. zónában a kútba történő gázbeáramlás egyenletei a következőképpen alakulnak:

; ; (2)

; ; , (3)

ahol a és b képletek határozzák meg. A többi jelölés a diagramon látható (lásd 1. ábra). A (2) és (3) egyenlet ebben az esetben a megnagyobbított kutak beáramlását írja le rendre rе és (re+ho) sugarakkal.

A Pascal-törvény szerinti stabilitási feltételt a gáz-víz határfelületen (lásd a CD sort) az egyenlet írja le

ahol ρw a víz sűrűsége, a kapilláris nyomás a víztelítettség függvényében a gáz-víz határfelületen.

Az (1)-(3) együttes megoldásával transzformációk sorozata után megkapjuk a beáramlási egyenletet

A (2) és (4) együttes megoldásából a dimenzió nélküli korlátozó áramlási sebességre vonatkozó másodfokú egyenletet kapunk, amelynek egyik gyökerét (7) figyelembevételével és egy sor transzformáció után a kifejezés:

ahol (7)

(8)

A méretkorlátozó vízmentes áramlási sebességre való áttérés a következő képletekkel történik:

(9)

ahol a gázlerakódás súlyozott átlagnyomása.

Asztal 1

A szűrési ellenállás értékei az alsó képernyő miatt

További szűrési ellenállások és A képernyõ által kiváltott képleteket számítógépen a (6) képletek alapján számítják ki, táblázatba foglalják (1. táblázat) és grafikonokkal jelenítik meg (2. ábra). A (6) függvény kiszámítása számítógépen történik, és grafikusan ábrázolva (3. ábra). A maximális lehívás a (4.4.4) beáramlási egyenlet szerint állítható be Q=Qpr-nél.

2. ábra. Szűrési ellenállás és , a képernyőnek köszönhetően a stabil gáz-víz interfésznél

3. ábra. A qpr dimenzió nélküli korlátozó áramlási sebesség függése a relatív nyílástól a ρ=1/æ* és α paramétereknél

A 3. ábra a dimenzió nélküli határáram q függését mutatja a nyitás mértékétől az Re és α paramétereknél. A görbék azt mutatják, hogy a képernyő méretének növekedésével (<20) безводные дебиты увеличиваются. Максимум на кривых соответствует оптимальному вскрытию пласта, при котором можно получить наибольший предельный безводный дебит для заданного размера экрана. С увеличением параметра ρ=1/æ* (уменьшением анизотропии) предельный безводный дебит увеличивается, а уменьшение безводного дебита для малых вскрытий объясняется увеличением фильтрационных сопротивлений, обусловленных экраном на забое.

Példa. A talajvízzel érintkezve gázsapkát engedünk le. Meg kell határozni: a gázkút maximális áramlási sebességét, amely korlátozza a GWC áttörését a fenékig, és a maximális áramlási sebességet egy át nem eresztő szita jelenlétében.

Kiindulási adatok: Рpl=26,7 MPa; K=35,1 10-3 µm2; Ro=300 m; ho=7,2 m; =0,3; =978 kg/m3; =210 kg/m3 (tározókörülmények között); æ*=6,88; =0,02265 MPa s (tározói körülmények között); Tm = 346 K; Tst=293 K; Rath=0,1013 MPa; re=ho=7,2 m és re=0,5ho=3,6 m.

Az elhelyezési paraméter meghatározása

A grafikonokból megtaláljuk a dimenzió nélküli határ vízmentes folyadék áramlási sebességet q(ρо,)q(6.1;0.3)=0.15.

A (9) képlet alapján kiszámítjuk:

Qo=52,016 ezer m3/nap; ezer m3/nap

A dimenzió nélküli paramétereket képernyő jelenlétében határozzuk meg:

A grafikonok (lásd 2. ábra) vagy a táblázat szerint további szűrési ellenállásokat találunk: С1= С1(0,15;0,3;1)=0,6; C2=C2(0,15;0,3;1)=3,0.

A (7) képlet alapján megtaláljuk az α=394,75 dimenzió nélküli paramétert.

A (9) képlet alapján számítjuk ki a térfogatáramot, amely Qo47,9 ezer m3/nap volt.

A (7) és (8) képlettel végzett számítások eredménye: Х=51,489 és Y=5,773·10-2.

A (6) képlettel számított dimenzió nélküli határáram q=1,465.

A méretkorlátozó áramlási sebességet a képernyő miatt a Qpr \u003d qQo \u003d 1,465 47 970,188 ezer m3 / nap arányból határozzuk meg.

A becsült maximális térfogatáram szita nélkül hasonló kezdeti paraméterekkel 7,8 ezer m3/nap. Így a szóban forgó esetben a szita jelenléte közel 10-szeresére növeli a határáramlási sebességet.

Ha elfogadjuk re = 3,6 m; azok. kétszer kisebb, mint a gázzal telített vastagság, akkor a következő tervezési paramétereket kapjuk:

2; C1=1,30; C2=5,20; X=52,45; Y = 1,703 10-2; q=0,445 és Qpr=21,3 ezer m3/nap. Ebben az esetben a határáram csak 2,73-szorosára nő.

Megjegyzendő, hogy a határáramlási sebesség értéke nemcsak a szita méretétől függ, hanem attól is, hogy a gázzal telített tározó függőlegese mentén elhelyezkedik, pl. a tározó relatív nyílásától, ha a képernyő közvetlenül az alsó lyuk előtt található. A (6) megoldás vizsgálata azt mutatta, hogy a ρ, α, Re paraméterek függvényében van a szita optimális pozíciója, amely megfelel a legnagyobb határáramnak. A vizsgált feladatban az optimális nyitás =0,6.

Elfogadjuk, hogy ρ=0,145 és =1. A fenti módszer szerint megkapjuk a számított paramétereket: С1=0,1; C2=0,5; X = 24,672; Y = 0,478.

Meghatározzuk a dimenzió nélküli terhelést:

q=24,672(-1) 5,323.

A méretkorlátozó áramlási sebességet a (9) képlet határozza meg.

Qpr \u003d qQo \u003d 5,323 103 \u003d 254,94 ezer m3 / nap.

Így az áramlási sebesség 3,6-szorosára nőtt a relatív nyitáshoz = 0,3.

Az itt leírt módszer a határvízmentes áramlási sebesség meghatározására hozzávetőleges, mivel annak a kúpnak a stabilitását veszi figyelembe, amelynek teteje már elérte a re képernyő sugarát.

Amikor a fenti megoldásokból képleteket kapunk q() meghatározására tökéletlen gázkútra egy nemlineáris szűrési törvény feltételei mellett, további szűrési ellenállások figyelembevételével. Ezek a képletek is közelítőek, és ezekből számítják ki a határérték vízmentes áramlási sebesség túlbecsült értékét.

Egy kéttagú gázbeáramlási egyenlet felépítéséhez rendkívül stabil fenékvízkúp körülményei között ismerni kell a szűrési ellenállásokat ilyen körülmények között. Meghatározásuk a stabil kúpképződés Musket-Charny elmélete alapján történhet. Az áramvonal egyenlete, amely a térbeli mozgás területét egy tökéletlen kútra korlátozza egy homogén anizotrop tározóban, amikor a kúpcsúcs már áttört a kút aljáig, a szabad áramlás elméletének megfelelően, formában írjuk

(10)

ahol q= - dimenzió nélküli határérték vízmentes áramlási sebesség, amelyet az adott (ismert) közelítő képletek és grafikonok határoznak meg; egy dimenzió nélküli paraméter.

A szűrési sebességet az áramlási sebességgel kifejezve, a (10) határfelületi egyenletet behelyettesítve az (1) differenciálegyenletbe, figyelembe véve a gázállapot törvényét és a P túlnyomást és az r sugarat a megfelelő határok között integrálva beáramlást kapunk. a (12) és a (13) képlet egyenlete, amelyben el kell fogadni:

; , (11)

(12)

ahol Li(x) az integrál logaritmus, amely a függőséggel kapcsolódik az integrálfüggvényhez.

(13)

x>1 esetén a (13) integrál a t=1 pontban divergál. Ebben az esetben Li(x) a nem megfelelő integrál értékeként értendő. Mivel a méretnélküli határérték vízmentes áramlási sebességek meghatározására szolgáló módszerek jól ismertek, nyilvánvalóan nincs szükség a (11) és (12) függvények táblázatba foglalására.

1. Egy közelítő módszert dolgoztam ki függőleges gázkutak vízmentes áramlási sebességének határértékeinek kiszámítására nemlineáris szűrési törvény mellett, az át nem eresztő fenéklyuk szita megléte miatt. A méretnélküli korlátozó áramlási sebességeket és a megfelelő további szűrési ellenállásokat számítógépen számítják ki, az eredményeket táblázatba foglalják, és megjelenítik a megfelelő grafikus függőségeket.

2. Megállapítást nyert, hogy a határ vízmentes áramlási sebesség értéke nemcsak a szita méretétől, hanem a gázzal telített tározó függőlegese mentén elfoglalt helyzetétől is függ; meghatározzuk a szita optimális helyzetét, amely a legnagyobb határáramlási sebességet jellemzi.

3. Egy konkrét példán gyakorlati számításokat végeztem.

Ellenőrzők:

Grachev S.I., a műszaki tudományok doktora, professzor, az "Olaj- és gázmezők fejlesztése és üzemeltetése" tanszék vezetője, Földtani és Olaj- és Gáztermelési Intézet, FGBOU Tsogu, Tyumen;

Sokhoshko S.K., a műszaki tudományok doktora, professzor, az "Olaj- és gázmezők fejlesztése és üzemeltetése" tanszék professzora, Földtani és Olaj- és Gáztermelési Intézet, FGBOU Tsogu, Tyumen.

Bibliográfiai link

Kashirina K.O., Zaboeva M.I., Telkov A.P. A FÜGGŐLEGES GÁZKUTAK KORLÁTOZOTT VÍZMENTES SZÁMÍTÁSÁNAK MÓDSZERE NEMLINEÁRIS SZŰRÉS TÖRVÉNYÉVEL ÉS SZÍRÁS JELENLÉTÉVEL // A tudomány és az oktatás modern problémái. - 2015. - 2-2. sz.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=22002 (hozzáférés dátuma: 2020.02.01.). Felhívjuk figyelmüket a Természettudományi Akadémia kiadója által kiadott folyóiratokra.

A kút áramlási sebessége az fő kút paraméter, amely megmutatja, hogy egy bizonyos idő alatt mennyi víz nyerhető ki belőle. Ezt az értéket m 3 / nap, m 3 / óra, m 3 / perc mértékegységben mérik. Ezért minél nagyobb a kút áramlási sebessége, annál nagyobb a termelékenysége.

Először is meg kell határoznia a kút áramlási sebességét, hogy megtudja, mennyi folyadékkal számolhat. Például van-e elegendő víz a zavartalan használathoz a fürdőszobában, a kertben az öntözéshez stb. Ezenkívül ez a paraméter nagy segítséget jelent a vízellátáshoz szükséges szivattyú kiválasztásában. Így, minél nagyobb, annál hatékonyabb a szivattyú használható. Ha úgy veszünk szivattyút, hogy nem figyelünk a kút áramlási sebességére, akkor előfordulhat, hogy gyorsabban szívja ki a vizet a kútból, mint ahogy megtelik.

Statikus és dinamikus vízállások

A kút vízhozamának kiszámításához ismerni kell a statikus és dinamikus vízállásokat. Az első érték a vízszintet jelzi nyugodt állapotban, azaz akkor, amikor a víz szivattyúzása még nem történt meg. A második érték határozza meg a megállapított vízszintet miközben a szivattyú jár, azaz amikor szivattyúzásának sebessége megegyezik a kút feltöltésének sebességével (a víz csökkenése megáll). Más szóval, ez az áramlási sebesség közvetlenül függ a szivattyú teljesítményétől, amelyet az útlevélben jeleznek.

Mindkét mutatót a víz felszínétől a föld felszínéig mérik. A mértékegység általában a mérő. Így például a vízszintet 2 m-re rögzítették, és a szivattyú bekapcsolása után 3 m-re állapodott meg, ezért a statikus vízszint 2 m, a dinamikus pedig 3 m.

Itt szeretném megjegyezni azt is, hogy ha a két érték közötti különbség nem jelentős (például 0,5-1 m), akkor azt mondhatjuk, hogy a kút áramlási sebessége nagy, és valószínűleg nagyobb, mint a szivattyúé. teljesítmény.

Kút áramlási sebességének számítása

Hogyan határozható meg egy kút áramlási sebessége? Ehhez nagy teljesítményű szivattyúra és a szivattyúzott víz mérőtartályára van szükség, lehetőleg minél nagyobb. Magát a számítást egy konkrét példán érdemes figyelembe venni.

1. kezdeti adat:

• Kút mélysége - 10 m.

• A szűrési zóna szintjének kezdete (a vízadó rétegből történő vízfelvételi zóna) - 8 m.

• Statikus vízszint - 6 m.

• A vízoszlop magassága a csőben - 10-6 = 4 m.

• Dinamikus vízszint - 8,5 m. Ez az érték 3 m 3 víz kiszivattyúzása után a kútban megmaradt vízmennyiséget tükrözi, az erre fordított idő 1 óra. Más szóval, 8,5 m a dinamikus vízszint 3 m 3 / h terhelés mellett, amely 2,5 m-rel csökkent.

1. számítás:

A kút áramlási sebességét a következő képlettel számítjuk ki:

D sk \u003d (U / (H dyn -H st)) H in \u003d (3 / (8,5-6)) * 4 = 4,8 m 3 / h,

Következtetés: jól terhelés egyenlő 4,8 m3/h.

A bemutatott számítást nagyon gyakran használják a fúrók. De nagyon nagy hibát hordoz magában. Mivel ez a számítás azt feltételezi, hogy a dinamikus vízszint a víz szivattyúzási sebességével egyenes arányban fog növekedni. Például, ha a szivattyúzott víz mennyisége 4 m 3 / h-ra nő, szerinte a cső vízszintje 5 méterrel csökken, ami nem igaz. Ezért van egy pontosabb módszer a második vízfelvétel paramétereinek számításba vételével a fajlagos áramlási sebesség meghatározására.

Mit kell tenni ellene? Az első vízvétel és adatrögzítés (korábbi lehetőség) után szükséges, hogy a víz leülepedjen és visszatérjen statikus szintjére. Ezután más sebességgel szivattyúzza ki a vizet, például 4 m 3 /óra.

Kiinduló adat 2:

• A kút paraméterei megegyeznek.

• Dinamikus vízszint - 9,5 m. 4 m 3 / h vízfelvételi intenzitással.

2. számítás:

A fajlagos kút áramlási sebességét a következő képlettel számítjuk ki:

D y \u003d (U 2 -U 1) / (h 2 -h 1) \u003d (4-3) / (3,5-2,5) \u003d 1 m 3 / h,

Ennek eredményeként kiderül, hogy a dinamikus vízszint 1 m-rel történő növekedése hozzájárul az áramlási sebesség 1 m 3 / h-val történő növekedéséhez. De ez csak azzal a feltétellel történik, hogy a szivattyú nem alacsonyabban helyezkedik el, mint a szűrési zóna kezdete.

A valós áramlási sebességet a következő képlettel számítjuk ki:

D sc \u003d (N f -H st) D y \u003d (8-6) 1 = 2 m 3 / h,

• H f = 8 m- a szűrőzóna szintjének kezdete.

Következtetés: jól terhelés egyenlő 2 m 3 /h.

Összehasonlítás után látható, hogy a kút áramlási sebességének értékei a számítási módszertől függően több mint 2-szer térnek el egymástól. De a második számítás sem pontos. A fajlagos áramlási sebességgel számított kút áramlási sebessége csak közel van a valós értékhez.

A kúttermelés növelésének módjai

Befejezésül szeretném megemlíteni, hogyan lehet a kút áramlási sebességét növelni. Lényegében két út létezik. Az első módszer a gyártócső és a szűrő tisztítása a kútban. A második a szivattyú teljesítményének ellenőrzése. Hirtelen az ő oka volt, hogy csökkent a termelt víz mennyisége.