Расчет количества цементированных агрегатов

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 15Следующая ⇒

Число цементировочных агрегатов определяю, исходя из условия получения скорости подъема цементного раствора в кольцевом пространстве у башмака колонны в момент начала продавки (не менее 15 м/с для кондуктора и промежуточных колонн инее менее 1,8 – 2,0 м/с для эксплуатационных колонн); это условие вытекает из предположения, что увеличение скорости движения цементного раствора в затрубном пространстве способствует более полному вытеснению глинистого раствора и замещению его цементным.

Часто ствол скважины искривлен, имеет локальные расширения, а колонна не строго сцементирована в нем. В подобных случаях целесообразно цементный раствор вытеснять из колонны, поддерживая небольшую скорость подъема цементного раствора в затрубном пространстве (ω = 0,1-0,4 м/с). Так же следует поступать и в том случае, если колонна хорошо центрирована, но создать турбулентный режим течения цементного раствора в затрубном пространстве невозможно. Так как продавка почти всегда начинается на высшей скорости (как правило, на IV), то количество агрегатов из условия обеспечения скорости (м. v/c) подъема цементного раствора в затрубном пространстве определяют по формуле:

N_ц.а= [0,785*К₁*(D² – d₁²)*ω/Q^IV] + 1,

где Q^IV – производительность цементировочного агрегата на IV скорости, м³/с.

Выбираем цементировочный агрегат типа ЦА-320М с установленными в его насосе 9Т цилиндровыми 127-мм втулками (с этими втулками можно работать при р_max в конце цементирования). Максимальная производительность при этом 0,9 м³/мин при давлении 6,1 МПа.

Для колонны диаметром 324 мм:

n_ц.а= [0,785*1,2*(0,3937² – 0,324²)*1,5/60] + 1 = 2 агрегата.

Учитывая установившуюся практику буровых работ в данном районе, принимаем n_ц.а. = 1 агрегат.

Для колонны диаметром 245 мм:

n_ц.а= [0,785*1,2*(0,2953² – 0,245²)*1,5/60] + 1 = 3 агрегата.

Учитывая опыт работ в данном районе, принимаем 2 агрегата.

Для колонны диаметром 146 мм:

n_ц.а= [0,785*1,2*(0,2159² – 0,146²)*2/(0,9/60)] + 1 = 5 агрегатов.

Учитывая установившуюся практику буровых работ в данном районе, принимаем n_ц.а= 9 агрегатов ЦА-320М.

Расчет производительности цементирования

Производительность цементирования (продолжительность процесса цементирования в мин) можно определить по формуле:

t_ц = [(V¹/Q_ца) + ((V_ц + V_пр – V¹)/Q_м)] + t_всп.

где V¹ = V_пр- ΔV, ΔV принимаем равным 1 – 2 м³;

Q_ца – суммарная производительность цементировочных агрегатов, м³/мин;

Q_м – производительность цементировочных агрегатов, при которой достигается наиболее полное вытеснение бурового раствора цементным, м³/мин.

Q_м = 0,785*(D² – d₁²)*К₁*ω,

t_всп – время, расходуемое при цементировании на вспомогательные операции, мм (t_всп + 10 – 15 мин.)

Для колонны диаметром 324 мм:

Q_м = 0,785*(0,3937² – 0,324²)*1,2*1,5 = 0,07 м³/с = 4,2 м³/мин.

t_ц = [(0,76/0,9*1) + ((2,02+ 2,26 – 0,76)/4,2)] + 15 = 16,68 мин.

Для колонны диаметром 245 мм:

Q_м = 0,785*(0,2953² – 0,245²)*1,2*1,5 = 0,04 м³/с = 2,4 м³/мин.

t_ц = [(19,12/0,9*2) + ((13,63+ 20,62 – 19,12)/2,4)] + 15 = 31,92 мин.

Для колонны диаметром 146 мм:

Q_м = 0,785*(0,2159² – 0,146²)*1,2*1,5 = 0,048 м³/с = 2,88 м³/мин.

t_ц = [(45,27/0,9*10) + ((78,96+ 46,77 – 45,27)/2,88)] + 15 = 57,43 мин.

Продолжительность цементирования не должна превышать 75% времени начала схватывания цементного раствора. Тогда допустимое время цементирования:

t_доп = 0,75*t_н.схв. = 0,75*120 = 90 мин.

Таким образом, выбранное число цементировочных агрегатов и произведенные расчеты удовлетворяют условиям цементирования обсадных колонн[6].

Расчет количества цементосмесительных машин

Исходя из условия обеспечения цементным раствором всех работающих агрегатов ЦА-320 М,

n_цсм = n_ца*Q_ца/Q_цсм

где Q_ца – средняя производительность одного работающего агрегата при закачке цементного раствора в колонну, м³/мин;

Q_цсм – средняя производительность одной цементосмесительной машины 2СМН-20, м³/мин.

Исходя из условия размещения цементного порошка, подвезенного к буровой в бункерах смесительных машин:

n_цсм = Q_ц¹/q_цб,

где Q_ц¹ – весовое количество сухого цемента, подвезенного к буровой с учетом предполагаемых потерь, т;

q_цб – весовое количество цемента, вмещаемого в бункер одной цементосмесительной машины

Для колонны диаметром 324 мм:

n_цсм = 1*0,9/1 = 0,9 = 1 машина.

n_цсм = 1,93/20 = 0,1 = 1 машина 2СМН-20.

Для колонны диаметром 245 мм:

n_цсм = 2*0,9/1 = 1,8 = 2 машины.

n_цсм = 13,03/20 = 0,65 = 1 машина 2СМН-20.

Принимаем 1 цементосмесительную машину 2СМН-20.

Для колонны диаметром 146 мм:

n_цсм = 10*0,9/1 = 9 машин.

n_цсм = 77,62/20 = 4 машины 2СМН-20.

Принимаем 4 цементосмесительные машины 2СМН-20

Цементировочное оборудование

Цементировочные агрегаты

Цементировочные агрегаты предназначены:

- для приготовления, закачки и продавки тампонажных (или других) растворов в скважины;

- для проведения различного рода промывок скважин через спущенные колонны труб;

- для обработки призабойной зоны скважин, закачки растворов изотопов, проведения гидропескоструйной перфорации и других технологических операций в скважинах;

- для перекачки различных жидкостей или растворов из емкостей колодцев и водоемов;

- для гидравлической опрессовки обсадных труб и колонн, а также различного оборудования.

Наиболее широкое распространение в промысловой практике нефтегазовых районов страны получили цементировочные агрегаты ЦА-320М и ЗЦА-400А.

При цементировании проектной скважины будут использоваться цементировочные агрегаты ЦА-320М.

Технологическая характеристика цементировочного агрегата ЦА-320М:

Монтажная база……………………………..шасси автомобиля КрАЗ-257

Цементировочный насос:

тип………………………………………………………………………….9Т

гидравлическая мощность, л.с………………………………………….125

ход поршня, мм…………………………………………………….…….250

максимальное давление, кгс/см²………………………………………..320

максимальная подача, л/с………………………………………………...23

привод от двигателя автомобиля КрАЗ-257

водоподающий насос:

тип………………………………………………………………………....1В

диаметр плунжера, мм…………………………………………………..125

ход плунжера, мм………………………………………………………..170

подача, л/с…………………………………………………………………13

давление, кгс/см²………………………………………………………….15

привод………………………………………………от двигателя ГАЗ-51А

емкость мерного бака, м……………………………………..…………..6,4

емкость цементного бачка, м…………………………………………..0,25

диаметр приемных трубопроводов, мм…………………………..…….100

диаметр нагнетательных трубопроводов, мм…………………………..50

общая длина разборного трубопровода, м………………………………22

Общая масса агрегата, т………………………………………………...17,5

Цементосмесительные машины

Цементосмесительные машины и агрегаты предназначены для транспортировки сухих тампонажных материалов (глинопорошков) и механизированного приготовления тампонажных (глинистых) растворов.

В промысловой практике применяются цементосмесительные машины 2СМН-20, СМП-20, СМ-10, СМ-4М и агрегаты 1АС-20, 2АС-20, ЗАС-30.

В данном случае будут применяться цементосмесительные машины 2СМН-20.

Техническая характеристика машины 2СМН-20:

Монтажная база……………………………..шасси автомобиля КрАЗ-257

Транспортная грузоподъемность, т………………………………….8 – 10

Объем бункера, м……………………………………………….……….14,5

Вместимость бункера (по цементу), т……………………..…………….20

Способ получения раствора…………..………механико-гидравлический

Производительность в м/мин при приготовлении:

Цементного раствора………………………………………………0,6 – 1,2

Цементно-бентонитового раствора……………………………….0,5 – 1,0

Глинистого раствора……………………………………………….1,0 – 2,0

Давление жидкости затворения, кгс/см²…………………………….8 – 20

Общая масса не загруженной машины, т……………………………...13,8

Способ погрузки в бункер………………………...шнековым погручиком

Плотность тампонажного раствора регулируются изменением количества подаваемой в смеситель воды при помощи устройства с набором насадок и крана на обводной линии, а также количества подаваемого сухого цемента посредством изменения скорости вращения вала двигателя и двух параллельных загрузочных шнеков, расположенных в днище бункера 2СМН-20[2].

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 729; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!