Тұрақталмаған режимде ұңғымаларды зерттеу

Тұрақталмаған режимде ұңғымаларды гидравликалық әдіспен зерттеген кезде серпімді режим заңына сүйенеді. Қабаттың серпімділік қасиеттері мен сұйыққа қаныққан тәуелсіз газ өлшемі қабат жүйесінен байқалады. Мұндай жұмыс режимі кезінде жылдам өзгеретін ұңғымалардағы ауытқуды немесе ағынды ауытқудағы өзгерістер ауытқулар деп аталады [14].

Бір ұңғымадағы ауытқуды қарастырайық, ол үлкен тығыз қабатта үздіксіз жұмыс жасайды.

Ұңғыма айналасындағы воронка депрессиясы қоректендіру нұсқасы деп аталады, ал воронка радиусы - қоректендіру нұсқасының радиусы. Нұсқаға ( ) қысымы, ал ұңғыма түбіне Тұрақталған жұмыс кезінде (Р_с) қысымы әсер етеді.

Егер ұңғыманы бірден тоқтататын болсақ және жұмыс жасау режимін өзгертсек онда оның айналасында қысымды қайта бөлу процесі басталады. Нақты түсіндіріп айтатын болсақ, ол кезде жүретін құбылыс ұңғыма айналасындағы сұйық тығыздығының өзгеруін ескеру қажет. Ол қысым тығыздығының функциясы болып табылады .

Мұнай тығыздығының нұсқасы үлкен мәнге ие болады. Ұңғымадағы өндіріліп жатқан мұнайды тоқтату кезінде нұсқадан мұнайдың көлемі түсе береді, ұңғыманы тоқтатудың алдында ұңғыма шығымында тексеріледі.

Ұңғыманы түсіру кезінде осындай құбылыстар көп пайда болады, тоқтату кезіндегідей қысым түседі, воронка депрессиясы биіктігіне жеткенше өседі, айдау ұңғыманың жібергіштігі пайдаланумен сай келеді, ал айдау ұңғымасының тоқтатылуы пайдалану жіберуіне сай.

Қисықтарды қалпына келтіруді барлық ұңғымаларда кездестіруге болады, ол пайдалану мен белгілеуіне тәуелді емес. Қисықтарды қалпына келтіру ұңғыманы тоқтатқаннан кейін пайда болады. Оны режимнің жұмысы кезінде шығым төмендегенде алуға болады, керісінше шығым жоғарылаған кезде қысымның құлау қисығын аламыз. Осылайша қысым қисығын қалпына келтіру үшін ұңғыманы тоқтату міндетті емес. Ол үшін келесі формуланы қолданады, ұңғымадағы сұйық тығыздығының ағынын жер асты гидродинамикасы есептеулерінде пайда болған қисықты қалпына келтіру қысымы алынады.

= + (5.13)

мұндағы Q-ұңғыма шығымы, -тұтқырлық, өтімділік, h-қабат қалыңдығы, өткізгіштік, мұндағы орташа коэффициент тығыздығының көлемі, t-ұңғыманы тоқтатқанда немесе жіберген кездегі уақыт.

У= а= ln (5.14)

x=ln t, b= (5.15)

(5.13) теңдікті қайтадан былай жазамыз яғни бұл түзу теңдігі болып табылады [14].

Сондықтан, ұңғыма түбіндегі қысымды қалпына келтіру қисығы , жартылай графикалық координат: x=ln t, у және осіндегі ісінетін түзу түрінде болады; мағынасын (5.14) формула бойынша анықтаймыз, b бұрыштық коффициент, (5.15) формула бойынша анықталады [14].

Ұңғыма түбіне ұңғыманы белгілейтін RBD манометрі орналастырылады. Мұндай манометр ұңғыма түбіне түсіріледі де, өзгеру көрсеткіші t уақыт функциясында байқалады. Сондықтан шынында қисығын координатасына қайтадан өзгертеміз де а және в күнделікті коэффициентті табамыз. Бастапқы қысымды қалпына келтіру қисығының аймағы түзуге тиісті болмайды, ол соңғы ағынға байланысты болады және сұйық массасының инерциясы ол (5.13) формулада мүлде қарастырылмайды.

Қайтадан салынған қисығында түзу сызықты аймақ қарастырылады, және ол екі нүктелі коэффициент арқылы анықталады.

= (5.16)

b-анықтап, (5.15) формуладан сұйық өткізгіштікті -ды анықтауға болады.

(5.17)

Енді белгілі болған Е-нан өткізгіштік анықталады.

(5.18)

(5.13) формуладан ұңғымадағы анықталмаған радиусы табылады.

(5.19)

Анықталмаған режимде ұқсас әдіспен айдау ұңғымаларын зерттеген қысымды қалпына келтіру қисығынан айдау ұңғымаларын алу үшін шығыммен Q ұзақ уақыт жұмыс жасаған, ол үшін саға басында ысырманы жауып айдауды және қисық құлауды тоқтату керек. Ұзындық қысыммен сағадағы тұрақталған айдау режимі және т.б. айдау қысымы.

Аналитикалық аппарат айдау ұңғымаларымен анықталмаған режим үшін арналған, ол ұзындық шығымдағы сатылы өзгерісін өңдеу үшін тиімді. Шығымның сатылы өзгерісі штуцермен ысырманы өзгерткен кезде жүзеге асуы мүмкін. Бұл жағдайда ұңғыма манометірінде қысымды қалпына келтіру қисығы (КВД) (t) байқалады, сонда бастапқы шығым Q₁ жаңа шығымға Q₂ ұзындық өзгерісі Q=Q₁-Q₂ тәуелді. Берілген формуладағы Q–ға Q-ды қою керек. Нәтижесі өзгеріссіз қалады.

Анықталмаған режимдегі қабат айналасындағы өткізбейтін немесе өткізетін қасиетінің қаншалықты тиімді екені анықталады. Бұрышты коэффицент b аяғында өткізгіштік төмендесе, онда b өткізгіштігі жоғарылайды.

Бақылау сұрақтары:

1. Ұңғыма өнімі және түп қысымы қалай өлшенеді?

2. Уақыт өнімділік коэффиценті дегеніміз не?

3. Қысымды қалпына келтірудің үлкею коэффиценті неге тең?

5.4. Қабатты және ұңғыманы гидродинамикалық