Расчет массы плунжера для лифтовой колонны скважины №623 Медвежьего

нефтегазоконденсатного месторождения

Уренгойское газовое месторождение

Буровая вышка на Ямбургском месторождении

Дебиты скважин Медвежьего месторождения

Составляющие плунжера

Принцип действия плунжерного лифта

Циклограмма работы плунжерного лифта

Анимация работы плунжерного лифта

Гидравлическая модель

mg – вес плунжера,

ρVg – Архимедова сила,

W – средняя скорость потока газа под плунжером,

Wзаз – средняя скорость потока газа в зазорах между плунжером и стенками лифтовой колонны,

ν - скорость плунжера

Формула Дарси-Вейсбаха

ΔP – потери давления, ξ – гидравлическое сопротивление (или коэффициент потерь Дарси),ρ – плотность среды, V – средняя скорость течения жидкости

Уравнение движения плунжера

m – масса плунжера,

V – его объем,

ρ - плотность среды, омывающей движущийся элемент, в рабочих условиях

ξ – гидравлическое сопротивление плунжера,

f – площадь его поперечного сечения

Условие неразрывности

S - площадь проходного сечения труб лифтовой колонны,

F= S – f - площадь проходного сечения канала (зазора в наиболее узкой части), по которому протекает среда во время подъема или зависания плунжера

Масса плунжера

Уравнение реального газа

Тс = 293,16 К, Рс = 0,1013 МПа – температура и давление при стандартных условиях, Т, Р – температура и давление в рабочих условиях,z = z(T,P) – коэффициент сверхсжимаемости в рабочихусловиях при T и P

w = V – νw – скорость среды, омывающей движущейся в ней плунжер,

V - скорость потока газа по

трубе, ν – скорость плунжера

- дебит газа по лифтовой колонне в стандартных условиях

Окончательная формула для массы плунжера

d – диаметр плунжера,D – диаметр проходного сечения труб лифтовой колонны,ξ – гидравлическое сопротивление, - плотность газа при стандартных условиях,B - комплексный коэффициент, учитывающий соотношение температуры, давление и коэффициент сверхсжимаемости газа в рабочих условиях,g – напряженность гравитационного поля Земли, - дебит газа по лифтовой колонне в стандартных условиях, ν – скорость плунжера

Результаты расчета массы плунжера

d = 146,8 мм, D = 153 мм, ξ = 0,012, T = 293 K, ρ = 0,67 кг/м^3

Q, м^3/сек

P, МПа ν, м/сек B m, кг

2,367 1,76 6 0,245 5,5612

2,2202 1,738 5 0,2474 5,7896

1,985 1,68 3,75 0,2517 5,1247

1,787 1,6 3,16 0,2579 5,3587

1,598 1,548 3 0,2622 5,7452

1,416 1,497 2,31 0,2666 5,5214

1,244 1,456 2 0,2703 5,6421

0,9094 1,388 0,73 0,277 5,4278

Результаты реальных испытаний на экспериментальном стенде. m = 5,35 кг№ Q,

м^3/сек

P, МП

а

Скорость газа

V,м/с

Время подъема

плунжера, сек

ν, м/с Расход утечки газа в зазоре,

м3/с

Скоростьутечки газа в зазоре,

м3/с

ξ

12,367

1,760 7.10 0.50 6.00 0.0202 13.01 0.0237

22,2202

1,738 6.73 0.60 5.00 0.0320 20.60 0.0217

31,985

1,680 6.22 0.80 3.75 0.0456 29.33 0.0110

41,787

1,600 5.86 0.95 3.16 0.0499 32.10 0.0096

51,598

1,548 5.41 1.00 3.00 0.0445 28.61 0.0125

61,416

1,497 4.95 1.30 2.31 0.0488 31.36 0.0108

71,244

1,456 4.46 1.50 2.00 0.0454 29.21 0.0127

80,9094

1,388 3.41 4.10 0.73 0.0494 31.79 0.0112