Главная Коллекция "Revolution" Геология, гидрология и геодезия Надежность эксплуатации обратного клапана сброса газа из затрубного пространства скважины в условиях Крайнего Севера

Надежность эксплуатации обратного клапана сброса газа из затрубного пространства скважины в условиях Крайнего Севера

Оценка влияния величины открытия обратного клапана на основные газодинамические параметры течения водяного пара: температура, давление, скорость потока, а также на образование конденсата. Формализованная геометрическая модель фрагмента трубопровода.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 11.05.2022
Размер файла 586,7 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Надежность эксплуатации обратного клапана сброса газа из затрубного пространства скважины в условиях Крайнего Севера

Габбасова А.Х., кандидат технических наук, доцент доцент кафедры «Технологические машины и оборудование»

Ильясов Р.М., студент магистратуры 3 курс, кафедра «Технологические машины и оборудование»

Аннотация

Работа посвящена влиянию величины открытия обратного клапана на основные газодинамические параметры течения водяного пара: температура, давление, скорость потока, а также на образование конденсата.

Ключевые слова. Эксплуатация нефтяных скважин, обратный клапан, сбрасываемый газ, затрубная полость, пластовая жидкость, математическая модель, конечно-объемный метод, решение уравнений гидродинамики, фазовые переходы, водяной пар, конденсат.

Annotation

This article is devoted to the influence of the value of the opening of the check valve on the main gas-dynamic parameters of the flow of water vapor: temperature, pressure, flow rate, as well as on the formation of condensate. Keywords: Operation of oil wells, check valve, discharged gas, annular cavity, finite-volume method, solution of equations of hydrodynamics oil and gas collector pipe, phase transitions, water vapor, condensate.

Keywords. Operation of oil wells, non-return valve, discharged gas, tube cavity, reservoir fluid, mathematical model, finite volumetric method, solution of hydrodynamic equations, phase transitions, water vapor, condensate.

Объекты нефтяной и газовой промышленности в зимний период подвергаются воздействию низких температур окружающей среды (воздуха), ветра, осадков, что часто приводит к его замерзанию и как следствие, к нарушению режимов технологического процесса, потери нефтяных и газовых продуктов, ухудшению экологической обстановки за счет загрязнения о

к Поэтому для обеспечения бесперебойной работы нефтепромыслового роборудования добывающих скважин, например, при эксплуатации обратных улапанов, необходимо создать условия, исключающие замерзание его крышки ж седла, что может привести к повышению затрубного давления, и затем, к аотдавливанию уровня столба пластовой жидкости в скважине и снижению добычи за счет увеличения времени простоя скважины [2]. щ Прохождение парообразной компоненты добываемой среды по сложной етраектории проходных сечений обратного клапана оказывает влияние на йсновные параметры ее газодинамического течения: температуру Т; давление Р и скорость течения многофазной среды V. В свою очередь, изменение Т, Р и V приводит к разделению компонентов среды и образованию конденсата. Далее в условиях эксплуатации трубопровода при пониженных температурах еконденсат замерзает на поверхности клапана и нарушает его работу в штатном режиме.

В этой связи установление связи режимов работы обратного клапана и основных газодинамических параметров Т, Р, V течения 2-х фазной среды, а также их влияние на процесс разделения фаз путем образования конденсата является актуальной задачей.

В процессе выполнения работы была создана математическая модель задачи: течение 2-х фазной газообразной среды - «влажный пар» на основе решенной и представленной в библиотеке программного комплекса FlowVision «Помощь-Учебное пособие» задачи: «Фазовые переходы-

Конденсация» [3].

Формализованная геометрическая модель фрагмента трубопровода с клапаном представлена на рисунке 1.

При выполнении формализации учитывалась осевая симметрия системы: трубопровод / обратный клапан, а также пяти канальный проход клапана. В результате чего в модель вошла только 1/5 часть сектора системы: клапан /фрагмент трубы с углом при вершине 72 градуса. Длина фрагмента выбрана равной 0,5 м.

обратный клапан скважина

Рисунок 1 - Формализованная геометрическая модель участка

Трубопровода с обратным клапаном, открытым на величину 20,0 мм

Все используемые в работе параметры математической модели, а также физические свойства среды взяты из библиотеки базы данных программного комплекса FlowVision [3].

Модуль конденсация доступен при использовании модели полностью сжимающаяся жидкость. В качестве базовой математической модели использована модель «Полностью сжимаемой жидкости». В модели учитывается Энергия, Концентрация, Скорость, Турбулентность потока.

Это означает, что при решении задачи будут решаться уравнение переноса энергии, а также конвективно-диффузионное уравнение для вещества второй фазы (Вещество 1 - вода) в 2-х компонентной среде (Вещество 0 - пар), уравнение Навье-Стокса и уравнение переноса турбулентных функций.

Параметры модели вещества заданы путем загрузки из базы данных программного комплекса Flow Vision:

вещество 0- водяной пар;

вещество 1 - вода (чистая).

Первое вещество всегда представляет несущую фазу, в нашей задаче это газ, второе вещество представляет дисперсную фазу в нашем случае это капли жидкости.

Граничные условия в задаче приложены к поверхностям формализованной геометрической модели (рисунок 2). В задаче использованы 4 типа граничных условий: стенка; вход/выход; свободный выход и симметрия.

Рисунок 2 - Схема приложения граничных условий к геометрической

модели

При выполнении моделирования была использована только начальная нерегулярная расчетная сетка. Размеры ячеек сетки, следующие 23:30:20. Общее число ячеек 16962. Из них 7819 - расчетных.

Использованные источники

Смирнов, В.В. Локальные зоны электрообогрева. Проблема замерзания обратных клапанов устьевой арматуры [Текст] // ЭНЖ «Нефтегазовое дело». - 2012. - № 5.

Шевцов, А.П. Обратный незамерзающий клапан/А.П. Швецов// Экспозиция Нефть Газ. - 2011. - №1 (13). - С. 26.

FlowVision - руководство пользователя версии 3.09.05 // Официальный сайт

FlowVision. [Электронный ресурс]. - URL:

https://flowvision.ru/webhelp/fvru_30905/ (дата обращения: 14.10.2021).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены