Полная версия

Главная arrow География arrow Защита насосного оборудования нефтяных скважин в осложненных условиях эксплуатации

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Перфорационный фильтр

Для фильтра перфорационного типа уравнение дебита решается аналогично расчетам дебита каркасно-стержневых и кольчатых фильтров с учетом его особенностей (рис. 20).

Отверстия в цилиндрическом корпусе данного типа фильтров могут иметь различную геометрическую форму и размеры. Рассмотрим решение задачи расчета дебита для рядного расположения перфорационных отверстий, имеющих две перпендикулярные оси симметрии, одна из которых параллельна оси скважины. К таким отверстиям относятся прямоугольник, круг, эллипс и другие (рис. 20).

В силу этой симметрии поверхности ABCD, ABCD, ААВВ iDDCC будут поверхностями тока. Круговая цилиндрическая поверхность AADD, является эквипотенциальной поверхностью, на которой потенциал скорости фильтрации ф равен заданной постоянной. Как и в двух предыдущих случаях, задача сводится к решению уравнения Лапласа в цилиндрических координатах г, 0, z:

При начальных условиях

кРс

где ерс =--L = const.

Ц

Схема фрагмента фильтра перфорационной конструкции с рядным расположением перфорационных отверстий

Рис. 20. Схема фрагмента фильтра перфорационной конструкции с рядным расположением перфорационных отверстий (слева сегмент фильтра элементарной области притока жидкости); ВВСС - область D поверхности фильтра; 00 - ось симметрии ствола скважины; h - высота сегмента; 0О - угол раствора сегмента; а - четвертая часть перфорационного отверстия

Окончательный результат по определению дебита будет иметь

вид

где N - общее количество перфорационных отверстий; S = SGгс - площадь перфорационного отверстия; Н- высота фильтра.

Вычислительные эксперименты, выполненные на основании полученных формул для дебитов скважин, показали (рис. 21), что дебит фильтра перфорационного типа приближается к асимптотическому значению при 20-25 % скважности. Поэтому практической необходимости в создании фильтров перфорационной конструкции со скважностью большей, чем 20-25 %, нет. Этот вывод соответствует практике, в которой действительно фильтры данной конструкции применяют со скважностью от 17 % до 23 %.

Сопоставление фильтров различных конструкций

Рис. 21. Сопоставление фильтров различных конструкций: 1 - фильтр перфорационной конструкции (количество перфорационных отверстий по окружности 32, угол раствора отверстия 2,83 град., высота отверстия 115 мм, количество отверстий на 1 м по вертикали от 1 до 8); 2 - фильтр кольчатой конструкции (высота щели 1,5 мм, количество щелей на 1 м высоты от 1 до 666); 3 - фильтр каркасно-стержневой конструкции (угол раствора щели 25 град., количество щелей от 1 до 14)

По полученным аналитическим результатам можно рекомендовать на практике использовать фильтры перфорационной конструкции. Для данной конструкции характерна высокая пропускная способность при малой скважности, что позволяет обеспечить фильтру необходимые прочностные качества.

На рис. 21 показаны графики зависимостей удельных дебитов от скважности при оснащенности скважин различными фильтрами.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>