9.6. Принципы размещения клапанов

Пусковые клапаны должны обладать большим закрывающим перепадом давлений, чтобы закрыться тогда, когда оттесняемый уровень жидкости достигнет следующего клапана и даст доступ газу через второй клапан. В такой последовательности клапаны работают до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет башмака НКТ или рабочего клапана. После этого скважина переходит на нормальный режим работы, а давление газа становится равным рабочему давлению.

и ,.

и т. д.

Графический метод расчета размещения пусковых клапанов нагляднее и проще (рис. 9.13). Для его использования необходимо иметь кривые распределения давления Р(х) в НКТ при нормальной работе газлифта (кривая 1), изменения давления газа в межтрубном пространстве (кривая 2) и изменения температуры (кривая 3).

Рис. 9.13. Графический метод размещения пусковых клапанов

Линия 2 для газа строится по Р_к. Далее из точкиРу проводится линия 4 изменения гидростатического давления столба негазированной жидкости в НКТ до пересечения с линией давления газа 2 (точка а). Наклон этой линии зависит от плотности негазированной нефти и определяется простым уравнением (трением за малостью пренебрегаем)

где Рх - гидростатическое давление на глубине х, откладываемой по оси ординат. Ордината точки а определяет глубину установки первого клапанаL₁, так как при этом гидростатическос давление жидкости в НКТ равно давлению газа в межтрубном пространстве. Пересечение горизонтали, проведенной из точки а, с линией 1 даст давление в НКТРт₁на уровне первого клапана после разгазированияиработы газлифта через(как бы)башмак. После достижения в НКТ давленияРт₁уровень жидкости в межтрубном пространстве понизится до восстановления равенства давления в НКТ и межтрубном пространстве. Этому состоянию равновесия соответствует точка б. Указанный порядок графических построений продолжается до тех пор, пока глубина установки (i+1)- го клапанаLi+1 не станет больше длины НКТL. Из рис. 9.13 видно, что для данного случая необходимо установить пять пусковых клапанов на глубинахL₁;L₂;L₃;L₄;L₅. Шестой клапан будет уже ниже башмака труб, находящегося на глубинеL.

После того как газ достигнет башмака НКТ и начнется его поступление через башмак, давление в межтрубном пространстве может быть снижено до рабочего Рр, которое определяется нормальным режимом работы газлифтной скважины, характеризуемым расчетной линией распределения давления в НКТ 1. При нормальной работе газлифта черезбашмак давления в НКТ и межтрубном пространстве на уровне башмака практически равны Проводя линию 7, параллельную линии 2, до пересечения с горизонтальной линией на устье скважины, получим рабочее давление на устьеРр. Из принципов работы пусковых клапанов следует, что первый клапан закрывается при вступлении в работу второго, второй - при вступлении в работу третьего и т. д. Процесс разгазирования столба жидкости на участкеL₁, газом, поступающим через первый клапан, характеризуется перемещением точкиРт1 (по горизонтальной линии от точки а влево к линии 1, пока давление в НКТ не снизится доРт1. К этому времени уровень жидкости обнажает второй клапан, через который газ начинает поступать в НКТ на глубинеL₂. Верхний клапан должен закрыться. Следовательно, закрывающийперепад первого клапана должен равняться расстоянию между точками а и Рт₁ в соответствующем масштабе. Аналогично, для второго клапана закрывающий перепад будет равен расстоянию между точкамиб и Рт₂и т. д. Все клапаны должны быть отрегулированы на эти открываюшие перепады созданием соответствующих натяжения пружины или давления в сильфонных камерах при их зарядке на поверхности в специальной испытательной установке, с учетом температуры на глубине их установки (перепад давления в 20 м)