Tải bản đầy đủ
4 Nguyên lý tính toán chiều sâu đặt van gaslift

4 Nguyên lý tính toán chiều sâu đặt van gaslift

Tải bản đầy đủ

56
Khi lắp van Gaslift số 1 (đang mở) khí nén đi vào ống nâng qua van số 1 trộn
với chất lỏng trong ống nâng làm cho tỷ trọng cột chất lỏng từ van 1 đến miệng giếng
giảm, tại thời điểm này áp suất ở đế ống nâng giảm dẫn đến mực chất lỏng trong ống
bơm ép tiếp tục giảm và dừng lại ở độ sâu h2 (ứng với công suất lớn nhất của máy nén
khí).
Cũng như trường hợp trên để khí nén đi vào ống nâng một cách dễ dàng người
ta lắp van Gaslift số 2 ở độ sâu H2.
H2 = h2 - 20m

Hình 4.5 Sơ đồ nguyên tắc tính toán chiều sâu đặt van
Khi lắp van Gaslift số 2 khí nén đi vào ống nâng qua cả van 1 và 2 làm cho áp
suất bên ngoài Png giảm nhanh. Sự chênh áp suất tại van 1(∆ P1 = Png1- Ptr1) giảm. Khi ∆
P1 đạt đến một giá trị nhất định (gọi là áp suất đóng van) thì van 1 đóng lại.
Quá trình trên lặp lại với van 3, 4 cho tới khi mực chất lỏng đạt đến van làm
việc. Cuối cùng chỉ có van làm việc mở còn các van khởi động đều đóng lại.
* Công thức xác định chiều sâu đặt van Gaslift như sau:

57
- Xác định vị trí đặt van thứ nhất:
Png1 = ρ L g ( H 1 + 20 ) + Pm
H1 =

Png1 − Pm

ρL g

− 20

(4.14)
- Xác định vị trí đặt van thứ hai:
Png2 = ρ L g ( H 2 − H 1 + 20) + Ptlm
H 2 = H1 +

P2 − Ptlm
− 20
ρL g

(4.15)

- Xác định vị trí đặt van thứ n:
H n = H n −1 +

P ng 2 − Pt ( n −1) min

ρLg

− 20

(4.16)

Trong đó:
Pm: Áp suất miệng giếng khi khởi động.
Ptlm: Áp suất cột chất lỏng trong ống nâng từ van 1 đến miệng giếng.
P (n-1)min : Áp suất cột chất lỏng trong ống nâng tạo ra tại độ sâu đặt van thứ n-1
khi khí nén đạt đến độ sâu của van khởi động thứ n.
Pngn : Áp suất khí nén tại ống nâng tại độ sâu đặt van Gaslift
Trong thực tế: Png1 – Png2 = … = PMNK
ρLg(H2 – H1 + 20) : Áp suất cột chất lỏng từ van 1 đến van 2, đến van n trong
các công thức trên là khoảng cách (m) cần thiết để tạo được chênh áp suất khi khí chảy
vào van và khi khí hoá cột hỗn hợp sản phẩm khai thác trên van. Giá trị này có thể
thay đổi tuỳ thuộc vào từng điều kiện khai thác cụ thể.
Song song với phương pháp pháp thiết kế dựa vào các công thức giải tích còn
có phương pháp thiết kế bằng đồ thị trên hệ trục toạ độ “áp suất P – độ sâu H” được sử
dụng rất rộng rãi và tiện lợi. Gọi là phương pháp đồ thị Camco. Phương pháp này sẽ
được trình bày vào thiết kế giếng một cách tỷ mỉ ở chương tiếp theo.

58
4.5 Phương pháp tính áp suất khởi động và các biện pháp làm giảm áp suất khởi
động
4.5.1 Phương pháp tính áp suất khởi động
a Tính toán áp suất khởi động đối với hệ vành xuyến hai cột ống
Các đại lượng cần thiết khi xác định áp suất khởi động.
- Đường kính ống nâng: d1(mm)
- Đường kính ống bơm ép: d(mm)
- Đường kính ống chống khai thác: D(mm).
- Độ nhúng chìm của ống nâng: h(m).
- Độ dâng cao của mực chất lỏng trong ống nâng khí ép đến đế ống nâng: ∆
h(m).
Khi ép khí vào khoảng không vành xuyến, cột chất lỏng trong khoảng không
vành xuyến bị ép đến đế cột ống nâng. Lúc đó mực chất lỏng trong ống nâng sẽ dâng
cao hơn mức thuỷ tĩnh một khoảng ∆ h. Khi đó ta có áp suất khởi động là:
Pkđ = (h - ∆ h) ρ L.g

(4.17)

Thể tích chất lỏng bị ép xuống trong khoảng không vành xuyến giữa ống nâng
và ống bơm ép.
V1 =

π 2
(
d 2 − d 12 ).h
4

(4.18)

Và thể tích của chất lỏng dâng lên trong ống nâng và khoảng không vành xuyến
giữa ống chống và bơm ép.
π 2 π
2
V2 =  d 1 + D 2 − d 1
4
4

(

)∆h

(4.19)



Nếu chất lỏng không xâm nhập vào vỉa thì V1 = V2
π 2 π
2
 4 d 1 + 4 D2 − d 1

(

⇒ ∆h =

)∆h =  π4 d


d 22 − d 12

(

d 12 + D 2 − d 22

)



h

2
2


− d 12 .h


59
Thay vào công thức trên ta có :
Pkđ

= (h - ∆ h). ρ L.g =

⇒ Pkđ

[

h=

d 22 − d 12
h ]ρL g
d 12 + D 2 − d 12

D2
h ] ρ L gh
= 2
D − d 22 − d 12

(

)

(

)

(4.20)

Khi ép khí vào khoảng không vành xuyến mực chất lỏng trong khoảng không
vành xuyến hạ xuống một khoảng là (h) và mực chất lỏng trong ống nâng dần lên một
khoảng là ( ∆ h), (h+ ∆ h) có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng chiều dài của cột ống
nâng L

Hình 4.6 Sơ đồ tính toán áp suất khởi động hệ thống vành xuyến 2 cột ống
+ Nếu (h + ∆ h) > L thì chất lỏng trào ra khỏi giếng. Nghĩa là áp suất khởi động
sẽ tương ứng với áp suất chất lỏng trong ống nâng.