Расчет режимов работы насосного оборудования, страница 2

Если уравнение (15.8) продифференцировать по  и приравнять первую производную  нулю, то можно выявить ее экстремум в виде

 (15.9)

Поскольку величина второй производной  больше нуля, то функции  в точке  будет иметь минимум /23/.

Оптимальная величина , при которой функция  по уравнению (208) будет иметь минимальное значение, в соответствии с выражением (15.9) составит для  = 0,06 м  = 0,036 м; для = 0,073 м = 0,045 м; для = 0,08 м = 0,049 м, причем, для принятых при выводе формулы (15.8) допущений, величина  практически не зависит от массового расхода промывочной жидкости G (см. таблицу 15.1).

С целью установления правомерности использования в технических расчетах уравнения (15.8), не учитывающего изменения теплофизических параметров промывочной жидкости и теплообмен с окружающей средой, проведем уточненный расчет /24/ тепловой технологической системы с помощью пакета программ, приведенных в приложении 1. Результаты уточненного расчета тепловой технологической системы с учетом изменения теплофизических параметров промывочной жидкости и теплообмена с окружающей средой при исходных значениях, аналогичных параметрам к таблице 15.1, приведены в таблице 6.

Сопоставляя расчетные значения , полученные с помощью уравнения (15.8) и методом уточненного машинного счета (см. таблицы 5 и 6), следует отметить, что относительное расхождение результатов предложенных методов не превышает 3 %. Это позволяет рекомендовать формулу (15.8) для предварительной оценки гидравлических потерь в технологической схеме.

Поскольку каждая передвижная ремонтная установка характеризуется величиной массового расхода G, подаваемого насосной установкой, входящей в комплект оборудования, в КГТ с внутренним диаметром  и толщиной стенки , а также длиной КГТ , располагаемой на барабане, то возможность выполнения технологической операции в скважине, глубиной  и при внутреннем диаметре НКТ , будет ограничена предельным давлением промывочной жидкости на выходе из насоса. Преобразуя формулу (15.8) относительно  получим выражение, позволяющее при максимально допустимом уровне гидравлических потерь в тепловой технологической системе  = 30 МПа прогнозировать возможность подземного ремонта конкретной скважины имеющимся типоразмером мобильной передвижной ремонтной установки. Это выражение будет выглядеть следующим образом

 (15.10)

Предельные глубины подвергаемых ремонту скважин  при имеющемся массовом расходе насоса G и внутренних диаметрах КГТ  и НКТ  в соответствии с уравнением (15.10) представлены на рисунках 15.1 – 15.4.

d1

 

LСКВ

 

Рис. 15.1. Предельные глубины скважин, подвергаемых ремонту

при G = 3,5 кг/с и = 0,06 м; 0,073 м и 0,08 м

d1

 

LСКВ

 

Рис. 15.2. Предельные глубины скважин, подвергаемых ремонту

при G = 6,5 кг/с и = 0,06 м; 0,073 м и 0,08 м

LСКВ

 

d1

 

G=4,5

 

G=8,5

 

G=4,0

 

G=3,5

 

Рис. 15.3. Предельные глубины ремонтируемых скважин

при внутреннем диаметре НКТ  = 0,06 м

G=4,5

 

G=3,5

 

LСКВ

 

d1

 

Рис.15.4. Предельные глубины ремонтируемых скважин

при внутреннем диаметре НКТ  = 0,073 м


G=4,5

 

G=4,0

 

G=3,5

 

LСКВ

 

d1

 

Рис.15.5. Предельные глубины ремонтируемых скважин

при внутреннем диаметре НКТ  = 0,08 м

Таким образом, ясно, что каждому значению диаметров труб (НКТ или эксплуатационной колонны) может быть поставлено в соответствие значение условного диаметра КГТ.  Приведенные на рис.     ,   ,     графики построены с учетом только лишь факторов гидродинамических, однако они позволяют определить основные ограничения, возникающие при подборе внутрискважинного оборудования.