Выбор оборудования для очистки скважин от песчаной пробки

Оборудование для очистки скважин от песчаной пробки зависит от технологической схемы (рис. 32 и 33). Промывочный насос определяется исходя из требуемых давления и подачи (производительности).

Рис. 32. Схема прямой (а) и обратной (б) промывок скважин:

1 – колонна; 2 – НКТ; 3 – устьевой тройник; 4 – промывочный вертлюг; 5 – промывочный насосный агрегат; 6 – устьевой сальник; 7 – переводник со шлангом

Рис. 33. Оборудование скважины при промывке ее аэрированной жидкостью с добавкой ПАВ:

1 – обратный малан; 2 – манифольд; 3 – устьевой сальник; 4 – НКТ; 5 – шланг; 6 – вентили; 7 ‑ манифольд; 8 – манометр; 9 – смеситель-аэратор; 10 – обратные клапаны; 11 – вентиль; 12 ‑ расходомер; 13 – насос; 14 - емкость

Производительность первоначально целесообразно принять: из условий минимальной подачи насоса (1 передача коробки перемены передач двигателя); из условий размыва песка струей жидкости из насадки.

Для определения необходимого давления следует провести гидравлический расчет промывки.

Способ промывки: 1 - прямая; 2 - обратная; 3 - комбинированная; 4 - непрерывная.

При гидравлическом расчете промывки подлежат определению следующие параметры, которые устанавливают технологические характеристики проведения работ с оценкой требуемого давления и расхода жидкости, а также времени на осуществление процесса.

1. Скорость восходящего потока жидкости должна быть больше скорости падения в ней частичек песка:

n_n = n_в - w,

где n_n - скорость подъёма песчинок; n_в - скорость восходящего потока жидкости; w - средняя скорость свободного падения песка в жидкости, определяемая в зависимости от диаметра частиц песка.

Диаметр частиц песка, мм	0,3	0,25	0,2	0,1	0,01
w, см/с	3,12	2,53	1,95	0,65	0,007

Обычно принимается, что n_в = 2×w, тогда n_n = n_в - (n_в /2) = n_в /2.

2. Общие гидравлическое потери при промывке

h = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ + h₅ + h₆, м.

Здесь h₁ - потери напора в промывочных трубах

, (1.1)

где Н - длина промывочных труб, м; d - внутренний диаметр промывочных труб, м; V_н - скорость нисходящего потока жидкости в трубах, м/с; r_ж - плотность жидкости, т/м³, l - коэффициент гидравлических сопротивлении (таблица или расчет).

Условный диаметр труб, мм
l	0,040	0,037	0,035	0,034	0,032

, (1.2)

где j - коэффициент, учитывающий увеличение потерь вследствие содержания в жидкости песка (j = 1,12¸1,2); D_в - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м; d_н - наружный диаметр промывочных труб, м.

При определении гидравлических сопротивлении обратной промывки пользуются теми же формулами, только формула (1.1) используется для восходящего потока, а формула (1.2) - для нисходящего.

, (1.3)

где m - доля пустот между частицами песка, занимаемая жидкостью, m = 0,3¸0,45; F ‑ площадь сечения обсадной колонны, м²; l - высота пробки, прошиваемой за один прием (l = 6 или 12 м); f - площадь сечения кольцевого пространства, м²; r_n - плотность песка (для кварцевого песка r_n = (2,65¸2,7)т/м³.

h₄ и h₅ - потери, напора, соответственно, для вертлюга и шланга определяются по опытным данным и могут быть приняты следующие (см. ниже).

h₆ - потери напора в наконечнике: насадки диаметром Æ 10¸37 мм, фрезер и др.,

, (1.4)

где r_ж - плотность жидкости, г/см³; Q - подача жидкости, см³/с; g = 980 см/с²; a_н = 0,9 - коэффициент расхода насадки; f_н - сечение насадки, см².

3. Время, необходимое для подъема размытой породы на поверхность

T = H/V_n ,

где V_n - скорость подъема размытой породы.

При промывке нефтью изменения в расчет будут внесены только в определение коэффициента l:

при турбулентном режиме

,

при ламинарном режиме

,

где Re - число Рейнольдса;

при течении жидкости в трубе

Re = (V×d)/v;

при течении жидкости в кольцевом пространстве

,

где V - скорость течения жидкости, м/с; v - кинематическая вязкость жидкости, м²/с.

При Re < 2320 - режим движения жидкости ламинарный;

Re > 2800 - турбулентный.