Работы А.П. Крылова по изучению особенностей работы фонтанных скважин

В 1934 г. А.П. Крыловым были выполнены экспериментальные исследования движения воздухо-водяных смесей в вертикальных трубах на специальной установке, схема которой представлена на рис. 6.21.

Установка состоит из вертикальной трубы 1 диаметром d и дли-ной 18-20 м, воспроизводящей элементарный подъемник, систем подачи воды и воздуха, устройства 5 для изменения противодавления, отсекателей потока 2, приемной системы 9 и комплекса контрольно-измерительных приборов.

Эта установка позволяет:

1. изучать движение смесей различных свойств по трубам различного диаметра;

2. воспроизводить реальные подъемники значительной длины;

3. замерять фактическую плотность движущейся смеси;

4. осуществлять процесс движения газожидкостной смеси с постоянным расходом жидкости q и газа V независимо от противодавления Р2;

5. производить точные замеры давлений P1 и Р2, или ΔР в процессе установившегося движения газожидкостной смеси между сечениями 1—1 и 2—2.

Воспроизведение реальных подъемников значительной длины осуществлялось с помощью регулировочного устройства 5: при изучении каждого последующего элементарного подъемника давление Р2 в нем устанавливалось равным давлению Р1 в предыдущем элементарном подъемнике.

Методически исследование проводилось следующим образом. Для экспериментальной трубы заданного диаметра d устанавливали определенный режим движения смеси: q = const и V = const. Расход воздуха от поршневого компрессора 7 замеряли измерителем расхода газа 8, а расход воды от поршневого насоса 9 — объемным способом в емкости 11. При установившемся движении воздухо-водяной смеси давления P1 и Р2 (ΔР) определяли манометром 3. Затем с помощью быстродействующих отсекателей потока 2 отсекался объем воздухо-водяной смеси. После разделения смеси lифференциальным манометром 4 измеряли перепад давлений столба жидкости и газа в статических условиях. Затем движение смеси возобновлялось (после открытия отсекателей 2), давление Р2 в сечении 2—2 с помощью устройства 5 устанавливалось равным давлению Р1 в предыдущем случае и цикл повторялся. Исследования проведены при четочной структуре.

Одной из основных задач при фонтанной эксплуатации скважин (как, впрочем, и для других способов эксплуатации) является задача расчета проектных дебитов скважины, соответствующих режимам максимальной и оптимальной подач подъемника, что предопределяет устойчивую работу системы (пласт+подъемник) и высокий КПД подъемника.

Как уже отмечалось, со временем дебит скважины может снижаться. Именно поэтому, проектируя фонтанную эксплуатацию, необходимо рассчитывать фонтанный подъемник для режима максимальной подачи в начальный период работы скважины и для режима оптимальной подачи — в период фонтанирования, когда дебит скважины снижается.

 Характеристические кривые подъемника строят:

— при постоянных диаметре подъемника и обводненности добываемой продукции, но при переменном давлении на устье;

— при постоянных давлении на устье и обводненности добываемой продукции, но при переменном диаметре подъемника;

     — при постоянных диаметре подъемника и устьевом давлении, но при переменной обводненности продукции

В этих случаях длина подъемника может приниматься как постоянной, так и переменной.