Газлифт ұңғыманы пайдалануға жіберу

Ұ ң ғ ыманы пайдалану ү здіксіз жү рмейді. Ә ртү рлі себеп бойынша оларды жө ндеу ү шін жә не пайдалануғ а қ айтадан тү сіру ү шін тоқ тату қ ажет болады. Газлифт ұ ң ғ ымасын жіберудің, оның жұ мыс принципімен байланысты кейбір ерекшеліктері бар. Сақ иналы жуйе бойынша істейтін, бірқ атарлы кө тергішпен жабдық талғ ан газлифтті ұ ң ғ ыманы жіберуді қ арастырайық. Жіберу процесайдалатын газды кө теру қ ұ бырдың башмагына дейін жеткізу яғ ни, газдың сұ йық дең гейін башмакқ а дейін ығ ыстыру арқ ылы жү реді. Оның білдіретіні, қ ұ быр аралық кең істікте сұ йық кө лемі айдалғ ан газбен ығ ыстырылуы қ ажет. Ығ ысқ ан сұ йық кө теру қ ұ бырына ағ ып, нә тижесінде оның дең гейі статикалық дең гейден жоғ ары болады. Қ абатқ а репрессия пайда болып, сұ йық бағ анасының h статикалық дең гейден асуымен анық талады. Соның ә серінен сұ йық тың қ абатпен біршама жұ тылуы жү реді. Қ абаттың нашар ө ткізгіштігі кезінде немесе тү пте лайлы тұ нбаның болуы, кері клапан ролін ойнайды, яғ ни қ абаттан сұ йық ты ө ткізіп жә не оны жұ туғ а бө гет болады, барлық ығ ысқ ан сұ йық кө теру қ ұ бырына ағ ады, сонда V₁ кө лемі қ ұ бырғ а ақ қ ан V₂ сұ йық кө леміне тең болады. Сұ йық тың қ абатпен бірен-саран жұ тылу кезінде

V₂ V₁. Жалпы жағ дайда

V₂= V₁ (1)

мұ ндағ ы 1 жұ ту кезінде жә не =1 жұ тылу жоқ. Белгіленуді ендірейік: h-кө теру қ ұ бырының башмагын статикалық дең гейден тө мен тү сіру; -кө теру қ ұ бырларда дең гейді кө теру (статикалық жоғ ары); ƒ _г- газ айдалатын қ ұ быр аралық кең істіктің қ има ауданы; ƒ _ж- сұ йық ағ атын, кө теру қ ұ бырының қ има ауданы.

Сонда V₁= ƒ _г h (2)

V₂= ƒ _ж h

(2)-ден (1)-ге қ щйып жә не h қ атысты шығ ара отырып аламыз:

h = hƒ _г/ƒ _ж (3)

Газлифт ұ ң ғ ымасын жіберу сә тінде, яғ ни қ ұ быр аралық кең істікте сұ йық дең гейі башмакқ а дейін ығ ысқ ан кезде, осы дең гейге ә сер ететін газ қ ысымы, кө теру қ ұ бырында биіктігі h+ h сұ йық бағ анасының гидростатикалық қ ысымымен тең еседі. Бұ л газлифт ұ ң ғ ымасын жіберуге қ ажетті, жіберу деп аталатын, газдың максималды қ ысымы.

Осылай, Р_пуск=(h+ h) g (4)

(4). Тең деуіне h мә нін (3) сә йкес қ ойып, һ жақ ша сыртына шығ арып, аламыз

Р_пуск= h g(1+ƒ _г/ ƒ _ж) (5)

Бұ л жіберу қ ысымын анық тауғ а арналғ ан тең деу. Ұ қ сас қ орытынды қ айталай отырып орталық жү йе бойынша газлифт жұ мысы ү шін, мұ ндағ ы белгілену бұ рынғ ысынша, ƒ _г- сұ йық кө терілетін (бұ л жағ дайда қ ұ быр аралық кең істік) қ има тура, сондай тең деу аламыз. (5) Сонымен қ атар, екі қ атарлы кө тергіш ү шін, ƒ _г – газ айдалатын кең істіктің қ имасы, ƒ _ж-сұ йық ағ атын кең істіктің (қ ұ быр аралық кең істіктің қ осындысы) қ имасы деп белгілей отырып, 5 тең деумен сә йкес келетін тең деуны аламыз.

Осылай (5) тең деу газлифт ұ ң ғ ымасының жіберу қ ысымын анық тау ү шін жалпы болып келеді. Ол бірқ атарлы жә не екі қ атарлы кө тергішпен жабдық талғ ан, сақ иналы жә не орталық жү йе бойынша жұ мыс жасайтын ұ ң ғ ымаларғ а келеді.

Сақ иналы жү йе бойынша істейтін біқ атарлы кө тергішке қ атысты мынаны аламыз

ƒ _г= (D_в²-d_н²) (6)

мұ ндағ ы D_в – шегендеу бағ анасының ішкі диаметрі; d_н, d_в- кө тер қ ұ бырының сыртқ ы жә не ішкі диаметрі.

(6)-ғ а (5) тең деуны қ айтып, аламыз.

Р_пуск= h g(1+ ) (7)

Қ ұ быр қ абырғ асының қ алың дығ ын ескермейміз, яғ ни d_н=d_в=d деп аламыз, жә не =1 (жұ ту жоқ –жіберу қ ысымдағ ы қ иын жағ дай) деп аламыз

Р_пуск= h g (8)

Орталық жү йе бойынша істейтін бірқ атарлы кө тергіш ү шін

ƒ _г= d_в ², ƒ _ж= (9)

(9)-негізі тең деуғ а (5) қ оя отырып аламыз

Р_пуск= h g(1+ ) (10)

=1, d_н=d_в=d кезінде

Р_пуск= h g (11)

Сақ иналы жү йе бойынша істейтін екі қ атарлы лифт ү шін

ƒ _г= (d_1b²-d_2н²), ƒ _ж= + d_2b² (12)

мұ ндағ ы d_1b, d_1н- бірінші қ атар қ ұ бырдың (диаметрі ү лкен) ішкі жә не сыртқ ы диаметрі, d_2b, d_2н-екінші қ атар (қ атар диаметрі кіші) ү шін тура сол (12)-ні (5) тең деуғ а қ ойғ анда

Р_пуск=h g() (13)

Қ абырғ а қ алың дығ ын ескермей, d₁₆=d₁₄=d₁ жә не d_1в=d_2н=d₂ деп аламыз жә не =1 қ абылдап аламыз

Р_пуск=h g (14)

Сол орталық жү йе бойынша істейтін екіқ атарлы кө тергіш ү шін

ƒ _г= ƒ _ж= (15)

немесе

Р_пуск= h g() (16)

=1, d_н=d_1в=d₁, d_2н=d_2в=d₂ деп алып аламыз.

Р_пуск= h g (17)

(17) тең деу (11) сә йкес, себебі орталық жү йе бойынша істейтін екіқ атарлы кө тергіш жұ мыс ү шін, қ ұ бырдың бірінші қ атарының қ абырғ а қ алың дығ ын ескермеу, оның жоқ болуы деп есептеледі.

Орташа зенит қ исаю бұ рышы бар кө лбеу ұ ң ғ ымалар ү шін жіберу қ ысымының тең деусы cos кө бейткіші тү рінде тү зету енгізіледі, себебі сұ йық бағ анасының гидростатикалық қ ысымы оның вертикальғ а проекциясымен анық талады, яғ ни

Р_пус=(h+ h) gcos

Айтылғ анды ескере отырып, жалпы тең деу келесі тү рде болады

Р_пуск=h g(1+ (18)

Сә йкесінше барлық жеке жағ дайлар ү шін тең деулар тү рлендіріледі, яғ ни барлық тең деуларда (7, 8, 10, 11, 13, 14, 16, 17) cos кө бейткіші болады. Қ ұ быр қ абырғ асының қ алың дығ ын ескермеу жіберу қ ысымын 3-6%-ке азайтады.

Газлифт ұ ң ғ ымасын жіберу кезінде, басу кезінде биіктігі һ + һ тең сұ йық бағ анасы –кө теру қ ұ быры бағ анасының жалпы ұ зындығ ынан, асатын жағ дайлар болуы мү мкін.

Бұ л кезде, сұ йық сағ ада қ ысымы Р_л мұ най жинау жү йесіне ағ ып кетеді. Мұ ндай жағ дайда жіберу қ ысымы –биіктігі қ ұ быр ұ зындығ ына тең, лифт қ ұ бырларындағ ы сұ йық бағ анасының гидростатикалық қ ысымынан аспау қ ажет, ол сағ адағ ы қ ысыммен Р_л қ осылғ ан. Қ исаюдың орташа бұ рышын ескере отырып, бұ л қ ысым тең болады

(Р_пуск)_max g cos +P_л (19)

Осылай егер жіберу қ ысымын жалпы тең деу (5) бойынша немесе кез-келген жеке жағ дай ү шін есептеу кезінде Р_пуск (Р_пуск)_max берсе, онда (19) тең деу арқ ылы есептеу дұ рыс. Егер нә тижесі кері болса, яғ ни Р_пуск (Р_пуск)_max онда жалпы тең деу (5) немесе оның туындысы арқ ылы есептеу дұ рыс, Барлық алынғ ан жіберу қ ысымы тең деулар кө теру қ ұ бырының башмагына келтірілген шамасын береді. Ұ ң ғ ы сағ асындағ ы нақ ты жіберу қ ысымы ү шін тең деулар кө теру қ ұ бырының шамасына келтірілген шамасын береді. Ұ ң ғ ы сағ асындағ ы нақ ты жіберу қ ысымы есептелгеннен коллоннадағ ы газ бағ анасының гидростатикалық қ ысымғ а (газдың ү йкенісі ескерілмейді) аз болады. Ұ ң ғ ыманың қ исаюын ескере отырып жә не сағ адағ ы газ тығ ыздығ ы бойынша газ бағ анасының гидростатикалық қ ысымын анық тай отырып, сағ адағ ы жіберу қ ысымын былай анық таймыз

(Р_пуск)у=Р_пус- Р (20)

мұ ндағ ы

Р=Р_гghcos (21)

Р_г= (22)

мұ ндағ ы -қ алыпты жағ дай (, ) кезінде айдалатын газ тығ ыздығ ы; Т_ср- ұ ң ғ ымадағ ы орташа температура; Т₀- қ алыпты температура; Z_cp-Т₀ жә не Р_ср шарты ү шін газдың орташа сығ ылу коэффициенті.

(22)-ні (21) қ оя отырып, содан кейін (20) қ оямыз. Соң ынан сағ адағ ы жіберу қ ысымын аламыз

(Р_пуск)_у = Р_пус- g cos (23)

мұ ндағ ы - абсалют қ ысымы, ал Р_пуск алдымен (18) жалпы тең деу бойынша анық талады, ал қ ұ йылу кезінде (19) тең деу бойынша.

Кесте 1 m коэффициенттің мә ні (тең деу (24))

Ескерту. Берілген мә ндер кө п қ олданылатын диаметр D_в= 150.3мм, d_1н=101, 6мм, d_1в=88, 9мм, d_2в=50, 3мм, d_2в=50, 3мм 8ш3н келтірілген мұ ндағ ы =1.

Келтірілген тең деудан, жіберу қ ысымы –башмакты сұ йық тың статикалық дең гейін тө мен тү сіруіне, қ ұ быр жә не шегендеу бағ анасы диаметрінің қ атынасына жә не сонымен қ атар лифттің жұ мыс жасау жү йесіне (орталық немесе сақ иналы) байланысты екенін кө реміз. Бұ рын кө рсеткендей, газлифт ұ ң ғ ыманың жұ мыс қ ысымы динамикалық дең гейден тө мен тү сіру арқ ылы анық талады, ол стстикалық дең гейден тү сіруден ә рқ ашан тө мен болады. Сол ү шін жіберу қ ысымы ә рқ ашан жұ мыс қ ысымынан ү лкен. Бұ л кенішті жабдық тауды қ иындатады жә не газлифт ұ ң ғ ымаларын пайдалану техникасын қ иындатады, себебі оны жіберу ү шін газдың жоғ ары қ ысым кө зінің болуы қ ажет, бұ л аранайы компрессор немесе жіберу қ ысымына есептелген газ желісі тү рінде болады.

Жберу қ ысымының кез-келген тең деусын мына тү де кө рсетуге болады

Р_пус=h gm, (24)

мұ ндағ ы m-қ ұ быр диаметрінің қ атынасымен анық талатын коэффициент, қ абырғ а жылдамдығ ын ескергенде немесе ескермегенде. (1 кесте)

Сақ иналы жү йе бойынша істейтін бірқ атарлы кө тергіш, жіберу қ ысымының –кө теру қ ұ бырының башмагында статикалық қ ысыммен (h g) салыстырғ анда кө бірек артуы. Сол кө тергіш орталық жү йеге ө ткен кезде жіберу қ ысымын елеулі тө мендетуге мү мкіндік береді. Екіқ атарлы кө тергіш кезінде жіберу қ ысымы артады, максимум 30, 8%.жә не орталық жү йеге ө ткен кезде, оны елеусіз азайтады. (12, 61%).

Қ ұ быр қ абырғ асының қ алың дығ ын ескермеу – жіберу қ ысымын анық тау кезінде 5% аспайтын қ ателік енгізеді (бір қ атарлы кө тергіш ү шін). Сұ йық тың қ абатпен жұ тылуы жағ дайында () жіберу қ ысымы барлық жағ дайда тө мен болады.

1-сурет Газлифт ұ ң ғ ымасын жіберу кезіндегі сағ адағ ы газ қ ысымының ө згеруі.

Жұ тылу коэффициенті кө птеген факторларғ а байланысты. Бұ л жұ ту кезінде ұ ң ғ ыманың ө німділік коэффициенті, m шамасымен анық талатын репрессия, жіберу ұ зақ тығ ы, сұ йық тұ тқ ырлығ ы жә не т.б. Бірақ ә рқ ашан нақ ты ұ ң ғ ыма ү шін факытылы жіберу қ ысымы бойынша анық талады. Жіберу қ ысымы тең деусының (20) оң жағ ын, фактылы ө лшенген жіберу қ ысымына (Р_пус)_ф тең естіріп, жә не қ атысы тең деуін шығ ара отырып табамыз

(Р_пус)_ф= h g(1+ )cos

осыдан

(25)

Бір ұ ң ғ ыны ү шін шамасы тұ рақ ты емес жә не ұ ң ғ ыманы жіберуі қ арқ ынына байланысты. Жіберу неғ ұ рлым шапшаң болса, соғ ұ рлым шамсы ұ мттылады жә не керісінше, себебі шапшаң жіберу кезінде қ абат сұ йық тық тың біраз мө лшерін жұ туғ а ү лгермейді. Себебі анық талғ аны бойынша (тең деу (1)), онда фактылық ты біле отырып (тең деу (25)), ұ ң ғ ыманы жіберу кезінде қ абатпен сұ йық тың жұ тылу кө лемін анық тауғ а болады.

Мұ ндағ ы V₁-ұ ң ғ ымадағ ы газбен ығ ыстырылғ ан сұ йық тық тың кө лемі, газдың кө теру қ ұ бырының башмагы арқ ылы ө ту сә тіне дейін. Газлифт ұ ң ғ ымасын жіберудің процессі уақ ыт функциясында 5-суретте кө рсетілген. Газ кө теру қ ұ бырының башмагы арқ ылы ө туінен кейін жә не сұ йық бө лігінің шығ арудан кейін, ұ ң ғ ыма, таң дауына сә йкес динамикалық дең гейі бар, яғ ни осы дең гейге сә йкес жұ мыс қ ысымы Р_р бар қ алыптасқ ан жұ мыс режиміне ө теді.

Негізгі.: 1. [302-308], 3. [536-544]

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Жіберу қ ысымы деген не?

2. Кө лбеу ұ ң ғ ымалар ү шін жіберу қ ысымын қ алай анық тайды?

3. Сақ иналы жү йе бойынша істейтін екі қ атарлы лифт ү шін жіберу қ ысымы қ алай аталады?