Proračun protoka plina. Suvremeni problemi znanosti i obrazovanja. Dupuisov izračun

Jedna od karakteristika izbušene bušotine je brzina proizvodnje iz izbušene podzemne formacije, odnosno omjer volumena prema određenom vremenskom razdoblju. Ispada da je protok bušotine njegova izvedba, mjerena u m 3 / sat (sekunda, dan). Vrijednost protoka bušotine mora biti poznata pri odabiru produktivnosti bušotine.

Čimbenici koji određuju brzinu punjenja:

Debit: metode obračuna

Snaga crpke za arteški bunar mora odgovarati njegovoj produktivnosti. Prije bušenja potrebno je izračunati volumen potreban za opskrbu vodom i usporediti dobivene podatke s pokazateljima istraživanja geološke službe u odnosu na dubinu ležišta i njegov volumen. Stopa protoka bušotine određena je preliminarnim proračunom statističkih i dinamičkih pokazatelja u odnosu na razinu vode.

Bušotine s produktivnošću manjom od 20 m 3 / dan smatraju se niskim protokom.

Razlozi malog protoka bunara:

Izračun protoka bušotine provodi se u fazi određivanja dubine vodonosnika, izrade projekta bušotine, odabira vrste i marke crpne opreme. Na kraju bušenja provode se eksperimentalni radovi filtracije s pokazateljima zabilježenim u putovnici. Ako se tijekom puštanja u pogon dobije nezadovoljavajući rezultat, to znači da su napravljene pogreške u određivanju dizajna ili odabiru opreme.

Mali protok bunara, što učiniti? Postoji nekoliko opcija:

Osnovni parametri za proračun protoka

Formula za izračun zaduženja temelji se na točnom matematičkom izračunu:

D \u003d V x V / (Hd - Hst), brojilo:

Primjer izračuna stope bušotine:

Zamjenom podataka dobivamo procijenjeni protok - 5,716 m 3 / h.

Za provjeru se koristi probno pumpanje s većom pumpom, što će poboljšati očitanja dinamičke razine.

Drugi izračun mora se izvesti prema gornjoj formuli. Kada su obje vrijednosti zaduženja poznate, bit će priznato specifični pokazatelj, što daje točnu ideju o tome koliko se performanse povećavaju s povećanjem dinamičke razine za 1 metar. Za to se primjenjuje formula:

Dsp = D2 – D1/H2 – H1, gdje:

Protok bušotine je glavni parametar bušotine, pokazujući koliko se vode može dobiti iz njega u određenom vremenskom razdoblju. Ova vrijednost se mjeri u m 3 / dan, m 3 / sat, m 3 / min. Stoga, što je veći protok bušotine, to je veća njena produktivnost.

Prije svega, morate odrediti protok bušotine kako biste znali na koliko tekućine možete računati. Na primjer, ima li dovoljno vode za nesmetano korištenje u kupaonici, u vrtu za zalijevanje itd. Osim toga, ovaj parametar je od velike pomoći pri odabiru pumpe za vodoopskrbu. Tako, što je veći, pumpa je učinkovitija može se koristiti. Ako kupite crpku bez obraćanja pozornosti na protok bunara, tada se može dogoditi da će isisati vodu iz bunara brže nego što će se napuniti.

Statički i dinamički vodostaji

Da bi se izračunao protok bunara, potrebno je poznavati statički i dinamički vodostaj. Prva vrijednost označava razinu vode u mirnom stanju, tj. u vrijeme kada crpljenje vode još nije izvršeno. Druga vrijednost određuje utvrđeni vodostaj dok pumpa radi, tj. kada je brzina njenog crpljenja jednaka brzini punjenja bunara (voda se prestaje smanjivati). Drugim riječima, ovo zaduženje izravno ovisi o performansama crpke, što je naznačeno u njezinoj putovnici.

Oba ova pokazatelja mjere se od površine vode do površine zemlje. Mjerna jedinica je obično metar. Tako je npr. vodostaj bio fiksiran na 2 m, a nakon uključivanja crpke ustalio se na 3 m, dakle, statički vodostaj je 2 m, a dinamički 3 m.

Ovdje također želim napomenuti da ako razlika između ove dvije vrijednosti nije značajna (na primjer, 0,5-1 m), tada možemo reći da je protok bunara velik i najvjerojatnije veći od pumpe izvođenje.

Proračun protoka bušotine

Kako se određuje protok bušotine? To zahtijeva pumpu visokog učinka i mjerni spremnik za dizanu vodu, po mogućnosti što veći. Sam izračun najbolje je razmotriti na konkretnom primjeru.

Početni podaci 1:

• Dubina bunara - 10 m.

• Početak razine filtracijske zone (zona unosa vode iz vodonosnika) - 8 m.

• Statička razina vode - 6 m.

• Visina vodenog stupca u cijevi - 10-6 = 4m.

• Dinamički vodostaj - 8,5 m. Ova vrijednost odražava preostalu količinu vode u bunaru nakon ispumpavanja 3 m 3 vode iz njega, pri čemu je vrijeme utrošeno na to 1 sat. Drugim riječima, 8,5 m je dinamički vodostaj pri debitu od 3 m 3 / h, koji se smanjio za 2,5 m.

Izračun 1:

Protok bušotine izračunava se formulom:

D sk \u003d (U / (H dyn -H st)) H in \u003d (3 / (8,5-6)) * 4 \u003d 4,8 m 3 / h,

Zaključak: dobro zaduženje je jednako 4,8 m3/h.

Predstavljeni izračun vrlo često koriste bušilice. Ali nosi vrlo veliku grešku. Budući da ovaj izračun pretpostavlja da će dinamička razina vode rasti izravno proporcionalno brzini crpljenja vode. Na primjer, s povećanjem pumpanja vode na 4 m 3 / h, prema njegovim riječima, razina vode u cijevi pada za 5 m, što nije točno. Stoga postoji točnija metoda s uključivanjem u izračun parametara drugog vodozahvata za određivanje specifične brzine protoka.

Što treba učiniti u vezi s tim? Potrebno je nakon prvog zahvata vode i snimanja podataka (prethodna opcija), omogućiti da se voda slegne i vrati na statičku razinu. Nakon toga ispumpajte vodu drugom brzinom, na primjer 4 m 3 / sat.

Početni podaci 2:

• Parametri bunara su isti.

• Dinamički vodostaj - 9,5 m. S intenzitetom unosa vode od 4 m 3 / h.

Izračun 2:

Specifični protok bušotine izračunava se formulom:

D y \u003d (U 2 -U 1) / (h 2 -h 1) \u003d (4-3) / (3,5-2,5) \u003d 1 m 3 / h,

Kao rezultat toga, ispada da povećanje dinamičke razine vode za 1 m doprinosi povećanju protoka za 1 m 3 / h. Ali to je samo pod uvjetom da se pumpa ne nalazi niže od početka zone filtriranja.

Stvarni protok se ovdje izračunava formulom:

D sc \u003d (N f -H st) D y \u003d (8-6) 1 \u003d 2 m 3 / h,

• H f = 8 m- početak razine filtracijske zone.

Zaključak: dobro zaduženje je jednako 2 m 3 /h.

Nakon usporedbe, može se vidjeti da se vrijednosti protoka bušotine, ovisno o metodi izračuna, razlikuju jedna od druge više od 2 puta. Ali ni drugi izračun nije točan. Protok bušotine, izračunat preko specifičnog protoka, samo je blizu stvarne vrijednosti.

Načini povećanja proizvodnje bušotine

Zaključno, želio bih spomenuti kako se može povećati protok bušotine. U biti postoje dva načina. Prvi način je čišćenje proizvodne cijevi i filtera u bušotini. Drugi je provjeriti rad crpke. Odjednom se iz njegovog razloga smanjila količina proizvedene vode.

Jedan od glavnih zadataka nakon završetka bušenja bušotine je izračunati njen protok. Neki ljudi ne razumiju baš što je protok bušotine. U našem članku ćemo vidjeti što je to i kako se izračunava. Ovo je neophodno kako bi se razumjelo može li zadovoljiti potrebu za vodom. Izračun protoka bušotine utvrđuje se prije nego što vam organizacija za bušenje izda putovnicu objekta, budući da podaci koje su oni izračunali i stvarni možda neće uvijek odgovarati.

Kako odrediti

Svi znaju da je glavna svrha bunara pružiti vlasnicima kvalitetnu vodu u dovoljnoj količini. To se mora učiniti prije završetka bušenja. Zatim se ti podaci moraju usporediti s onima dobivenim tijekom geoloških istraživanja. Geološka istraživanja pružaju informacije o tome postoji li vodonosnik na određenom mjestu i koliko je moćan.

Ali ne ovisi sve o količini vode koja leži na mjestu, jer mnogo toga određuje pravilan raspored samog bunara, kako je projektiran, na kojoj dubini, koliko je kvalitetna oprema.

Glavni podaci za utvrđivanje zaduženja

Pomoći će vam da odredite produktivnost bunara i njegovu usklađenost s potrebama za vodom ispravna definicija protok bušotine. Drugim riječima, hoćete li iz ovog bunara imati dovoljno vode za domaće potrebe.

Dinamička i statička razina

Prije nego što saznate koliki je protok vode u bunaru, morate pribaviti još neke podatke. U ovom slučaju govorimo o dinamičkim i statičkim pokazateljima. Što su i kako se izračunavaju, sada ćemo reći.

Važno je da zaduženje nije konstantna vrijednost. To u potpunosti ovisi o sezonskim promjenama, ali i nekim drugim okolnostima. Stoga je nemoguće točno utvrditi njegove pokazatelje. To znači da trebate koristiti približne brojke. Ovim radom potrebno je utvrditi je li određena količina vode dovoljna za normalne životne uvjete.

Statička razina pokazuje koliko je vode u bušotini bez uzorkovanja. Takav se pokazatelj smatra mjerenjem od površine zemlje do razine vode. Mora se utvrditi kada voda prestane rasti od sljedeće ograde.

Stope proizvodnje na terenu

Da bi informacije bile objektivne, potrebno je pričekati trenutak kada se voda skupi na prethodnu razinu. Tek tada možete nastaviti svoje istraživanje. Da bi informacije bile objektivne, sve se mora raditi dosljedno.

Da bismo odredili brzinu protoka, moramo postaviti dinamičke i statičke pokazatelje. S obzirom da će za točnost biti potrebno nekoliko puta izračunati dinamički pokazatelj. Tijekom izračuna potrebno je izvršiti crpljenje različitim intenzitetom. U ovom slučaju, pogreška će biti minimalna.

Kako se obračunava zaduženje?

Kako ne biste razmišljali o tome kako povećati protok bušotine nakon što je puštena u rad, potrebno je izvršiti izračune što je točnije moguće. U suprotnom, možda nećete imati dovoljno vode u budućnosti. A ako se s vremenom bušotina počne taložiti i količina vode još više opadne, problem će se samo pogoršati.

Ako je vaš bunar dubok oko 80 metara, a zona izviranja vode nalazi se na 75 metara od površine, statički indikator (Hst) bit će na dubini od 40 metara. Takvi podaci pomoći će nam da izračunamo koja je visina vodenog stupca (Hw): 80 - 40 \u003d 40 m.

Postoji vrlo jednostavan način, ali njegovi podaci nisu uvijek istiniti, način utvrđivanja zaduženja (D). Za ugradnju je potrebno ispumpavati vodu sat vremena, a zatim izmjeriti dinamičku razinu (Hd). Sasvim je moguće to učiniti sami, koristeći sljedeću formulu: D \u003d V * Hw / Hd - Hst. Intenzitet crpljenja m 3 / sat označen je sa V.

U ovom slučaju, na primjer, ispumpali ste 3 m 3 vode u sat vremena, razina je pala za 12 m, tada je dinamička razina bila 40 + 12 = 52 m. Sada možemo prenijeti naše podatke u formulu i dobiti protok od 10 m 3 / sat.

Gotovo uvijek se ova metoda koristi za izračun i unos u putovnicu. Ali to nije baš točno, jer ne uzimaju u obzir odnos između intenziteta i dinamičkog indeksa. To znači da ne uzimaju u obzir važan pokazatelj - snagu crpne opreme. Ako koristite više ili manje snažnu pumpu, tada će se ovaj pokazatelj značajno razlikovati.

Konopom s viskom možete odrediti razinu vode

Kao što smo već rekli, kako bi se dobili pouzdaniji izračuni, potrebno je izmjeriti dinamičku razinu nekoliko puta pomoću pumpi različitih kapaciteta. Samo na taj način rezultat će biti najbliži istini.

Da biste izvršili izračune ovom metodom, nakon prvog mjerenja morate pričekati dok se razina vode ne vrati na prethodnu razinu. Zatim ispumpajte vodu sat vremena pumpom druge snage, a zatim izmjerite dinamički indikator.

Na primjer, iznosio je 64 m, a volumen ispumpane vode bio je 5 m 3. Podaci koje smo dobili tijekom dva uzorkovanja omogućit će nam da dobijemo informacije pomoću sljedeće formule: Du = V2 - V1 / h2 - h1. V - kojim je intenzitetom crpljenje učinjeno, h - koliko je razina pala u usporedbi sa statičkim pokazateljima. Za nas su iznosili 24 i 12 m. Dakle, dobili smo protok od 0,17 m 3 / sat.

Specifični protok bušotine će pokazati kako će se stvarni protok promijeniti ako se dinamička razina poveća.

Za izračun stvarnog duga koristimo sljedeću formulu: D = (Hf - Hst) * Du. Hf pokazuje gornju točku gdje počinje dovod vode (filter). Za ovaj pokazatelj smo uzeli 75 m. Zamjenom vrijednosti u formulu dobivamo pokazatelj koji je jednak 5,95 m 3 / sat. Dakle, ovaj pokazatelj je gotovo dva puta manji od onog zabilježenog u putovnici bušotine. Pouzdaniji je, pa se na njega morate usredotočiti kada utvrđujete imate li dovoljno vode ili vam je potrebno povećanje.

Pomoću ove informacije možete postaviti prosječni protok bušotine. Pokazat će kolika je dnevna produktivnost bušotine.

U nekim slučajevima izgradnja bunara obavlja se prije izgradnje kuće, tako da nije uvijek moguće izračunati hoće li biti dovoljno vode ili ne.

Kako ne biste riješili pitanje kako povećati zaduženje, morate to zahtijevati ispravne kalkulacije učinio odmah. U putovnicu moraju biti uneseni točni podaci. Ovo je neophodno kako bi se u budućnosti, ako se pojave problemi, moglo vratiti prethodnu razinu unosa vode.

DaNe

Ovaj koncept označava količinu vode, nafte ili plina koju izvor može dati za konvencionalnu jedinicu vremena - jednom riječju, njegovu produktivnost. Ovaj se pokazatelj mjeri u litrama po minuti ili kubnim metrima po satu.

Izračun brzine protoka neophodan je kako za uređenje domaćih vodonosnika, tako i za proizvodnju plina i naftna industrija- svaka klasifikacija ima određenu formulu za izračun.

1 Zašto trebate izračunati protok bušotine?

Ako znate protok vašeg bunara, lako možete odabrati optimalni pumpna oprema, budući da snaga crpke mora točno odgovarati produktivnosti izvora. Osim toga, u slučaju bilo kakvih problema, ispravno popunjena putovnica bušotine uvelike će pomoći timu za popravak da odabere odgovarajući način za obnovu.

Na temelju protoka bunari se dijele u tri skupine:

• Niska brzina (manje od 20 m³/dan);
• Prosječne brzine protoka (od 20 do 85 m³/dan);
• Visoki prinos (preko 85 m³/dan).

U plinskoj i naftnoj industriji rad marginalnih bušotina je nerentabilan. Stoga je preliminarna prognoza njihovog protoka ključni čimbenik koji određuje hoće li se u razvijenom području bušiti nova plinska bušotina.

Za određivanje takvog parametra u plinskoj industriji postoji određena formula (koja će biti dana u nastavku).

1.1 Kako izračunati protok arteške bušotine?

Da biste izvršili izračune, morate znati dva parametra izvora - statičku i dinamičku razinu vode.

Da biste to učinili, trebat će vam uže s glomaznim utegom na kraju (tako da se prilikom dodira s vodenom površinom jasno čuje pljusak).

Indikatore možete mjeriti jedan dan nakon završetka. Nakon završetka bušenja i ispiranja potrebno je pričekati dan da se količina fluida u bušotini stabilizira. Ne preporučuje se mjerenje ranije - rezultat može biti netočan, jer prvog dana dolazi do stalnog povećanja maksimalne razine vode.

Izvršite mjerenja nakon isteka potrebnog vremena. To trebate učiniti dubinski – odrediti koliko je dugačak dio cijevi u kojem nema vode. Ako je bunar izrađen u skladu sa svim tehnološkim zahtjevima, tada će statička razina vode u njemu uvijek biti viša od gornje točke filterskog dijela.

Dinamička razina je varijabilni pokazatelj koji će se mijenjati ovisno o radnim uvjetima bušotine. Kada se voda uzima iz izvora, njena količina u kućištu se stalno smanjuje.U slučaju kada intenzitet zahvata vode ne prelazi produktivnost izvora, tada se nakon nekog vremena voda stabilizira na određenoj razini.

Na temelju toga, dinamička razina tekućine u bušotini pokazatelj je visine vodenog stupca, koja će se održati konstantnim unosom tekućine zadanim intenzitetom. Kada koristite različitu snagu, dinamička razina vode u bušotini bit će drugačija.

Oba ova pokazatelja mjere se u "metrima od površine", to jest, što je niža stvarna visina stupca vode u opsadnom stupcu, niža će biti dinamička razina. U praksi, izračun dinamičke razine vode pomaže saznati do koje se najveće dubine može spustiti potopna pumpa..

Izračun dinamičke razine vode provodi se u dvije faze - morate izvršiti prosječni i intenzivni unos vode.Napravite mjerenje nakon što je crpka neprekidno radila jedan sat.

Određivanjem oba faktora već možete dobiti indikativne informacije o brzini protoka izvora - što je manja razlika između statičke i dinamičke razine, veća je brzina protoka bušotine. Za dobar arteški bunar ti će pokazatelji biti identični, a prosječni izvor produktivnosti ima razliku od 1-2 metra.

Proračun protoka bušotine može se napraviti na nekoliko načina. Protok je najlakše izračunati pomoću sljedeće formule: V * Hv / Hdyn - Hstat.

pri čemu:

• V je intenzitet povlačenja vode pri mjerenju dinamičke razine bušotine;
• H dyn - dinamička razina;
• H stat - statička razina;
• H in - visina vodenog stupca u kućištu (razlika između ukupne visine kućišta i statičke razine tekućine)

Kako odrediti protok bunara u praksi: uzmite kao primjer bunar čija je visina 50 metara, dok se perforirana zona filtracije nalazi na dubini od 45 metara. Mjerenje je pokazalo statičan vodostaj s dubinom od 30 metara. Na temelju toga određujemo visinu vodenog stupca: 50-30 \u003d 20 m.

Za određivanje dinamičkog pokazatelja, pretpostavimo da su dva kubična metra vode ispumpana iz izvora u jednom satu rada crpke. Nakon toga mjerenje je pokazalo da se visina vodenog stupca u bušotini smanjila za 4 metra (došlo je do povećanja dinamičke razine za 4 m)

Odnosno, N dyn \u003d 30 + 4 \u003d 34 m.

Kako bi se moguće pogreške u proračunu svele na najmanju moguću mjeru, nakon prvog mjerenja potrebno je izračunati specifični protok, s kojim će biti moguće izračunati stvarni pokazatelj. Da biste to učinili, nakon prvog unosa tekućine, potrebno je dati izvoru vremena da se napuni tako da se razina vodenog stupca podigne na statičku razinu.

Nakon toga uzimamo vodu s većim intenzitetom nego prvi put i ponovno mjerimo dinamički indikator.

Za demonstraciju izračuna specifične brzine protoka koristimo sljedeće uvjetni pokazatelji: V2 (intenzitet crpljenja) - 3 m³, ako pretpostavimo da je s intenzitetom crpljenja od 3 kubna metra na sat, Hdyn 38 metara, tada je 38-30 = 8 (h2 = 8).

Specifični protok izračunava se formulom: Du = V 2 - V 1 / H 2 - H 1, gdje je:

• V1 - intenzitet prvog vodozahvata (manji);
• V2 - intenzitet drugog unosa vode (veliki);
• H1 - smanjenje vodenog stupca pri ispumpavanju nižim intenzitetom;
• H2 - smanjenje vodenog stupca tijekom crpljenja većeg intenziteta

Izračunavamo specifičnu brzinu protoka: D y \u003d 0,25 kubnih metara na sat.

Specifični protok pokazuje da povećanje dinamičke razine vode za 1 metar povlači povećanje protoka bušotine za 0,25 m 3 /sat.

Nakon što se izračuna specifični i uobičajeni pokazatelj, moguće je odrediti stvarni protok izvora pomoću formule:

Dr \u003d (H filter - H stat) * Du, gdje:

• H filtar - dubina gornjeg ruba filtarskog dijela kolone kućišta;
• H stat - statički indikator;
• Du - specifično zaduženje;

Na temelju prethodnih izračuna imamo: Dr = (45-30) * 0,25 = 3,75 m 3 / sat - ovo je visoka razina proizvodnje za (klasifikacija izvora visokog protoka počinje od 85 m³ / dan, za našu bušotinu to je 3,7 * =94 m³)

Kao što vidite, pogreška preliminarnog izračuna u usporedbi s konačnim rezultatom iznosila je oko 60%.

2 Primjena Dupuisove formule

Klasifikacija bušotina u industriji nafte i plina zahtijeva izračun njihove brzine protoka pomoću Dupuisove formule.

Dupuisova formula za plinsku bušotinu ima sljedeći oblik:

Za izračun stope proizvodnje nafte postoje tri verzije ove formule, od kojih se svaka koristi za različiti tipovi bunari - budući da svaka klasifikacija ima niz značajki.

Za naftnu bušotinu s nestabilnim režimom opskrbe.

Izum se odnosi na plinsku industriju, posebno na tehnologiju za mjerenje brzine protoka (brzine protoka) plina za plinske bušotine pri provođenju plinodinamičkih studija pri utvrđenim načinima filtracije pomoću tipičnog mjerača kritičnog protoka s otvorom (DICT). Tehnički rezultat sastoji se u dobivanju rezultata mjerenja s pouzdanošću u rasponu od minus 5,0 do plus 5,0% bez prisutnosti jasno izraženih sustavnih pogrešaka koje su tipične za poznate načine. Metoda uključuje: organizaciju toka prirodni gas plinske bušotine u režimu kritičnog istjecanja kroz DICT dijafragmu, mjerenje odobrenim mjernim instrumentima temperature i tlaka protoka prirodnog plina u DICT kućištu ispred dijafragme, uzorkovanje protoka prirodnog plina, određivanje komponente sastav uzorkovanog protoka prirodnog plina. Formiranje niza početnih podataka za određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara protoka prirodnog plina koji se koristi za određivanje brzine protoka plina za plinsku bušotinu, koji uključuje informacije: materijal od kojeg je izrađena korištena dijafragma u ICTS-u , temperaturni koeficijent linearnog širenja materijala dijafragme; materijal od kojeg je izrađen linearni dio omotača rabljenog DICT-a, temperaturni koeficijent linearnog rastezanja materijala omotača DICT-a; promjer unutarnjeg otvora korištene dijafragme u dict na 20°C; unutarnji promjer cilindričnog dijela tijela korištenog DICT-a pri 20°C; temperatura i tlak protoka plina u linearnom dijelu kućišta DICT ispred dijafragme; komponentni sastav protoka prirodnog plina koji prolazi kroz VCT. Određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara strujanja prirodnog plina u cilindričnom dijelu tijela ICTS ispred dijafragme i na mjestu najveće kompresije njegovog mlaza iza dijafragme ICTS, određivanje brzine protoka plina za plinska bušotina, uzimajući u obzir ε - omjer kompresije mlaza protoka plina u mjestu maksimalne kompresije njegovog mlaza iza diktatne dijafragme, frakcije jedinica; d - promjer otvora dijafragme DICT, m; z 1 i z 2 - koeficijenti kompresibilnosti plina ispred ICTS dijafragme i na mjestu najveće kompresije njegovog mlaza iza ICTS dijafragme, jedinice; z CT - koeficijent kompresibilnosti plina u standardnim uvjetima, jedinice; p 1 - apsolutni tlak plina ispred DICT dijafragme, MPa; p CT - tlak koji odgovara standardnim uvjetima p CT \u003d 1,01325⋅10 5 Pa; T ST - temperatura koja odgovara standardnim uvjetima T ST =293,15 K; T 1 - apsolutna temperatura plina ispred dijafragme DICT, K; R - molarna plinska konstanta R=8,31 ​​J/(mol⋅K); M - molekulska masa plin, kg/mol; k - indeks adijabate plina, jedinice; β - relativni promjer otvora dijafragme DICT (β=d/D), udjeli jedinica; D - unutarnji promjer cilindričnog dijela tijela LDCT ispred uređaja za sužavanje, dok se omjer kompresije mlaza protoka plina na mjestu njegovog maksimalnog suženja iza dijafragme LDCT određuje uzimajući u obzir smanjenu temperaturu plina u ispred LDCT dijafragme i smanjeni tlak plina ispred LDCT dijafragme. 8 ilustr., 3 tab.

Izum se odnosi na plinsku industriju, posebno na tehnologiju za mjerenje brzine protoka (brzine protoka) plina za plinske bušotine pri provođenju plinodinamičkih studija pri utvrđenim načinima filtracije pomoću tipičnog mjerača kritičnog protoka s otvorom (DICT).

Pouzdano određivanje protoka plina za plinske bušotine ima značajan utjecaj na kontrolu razvoja plinskih polja, formiranje skupa mjera za njegovo poboljšanje i ocjenu učinkovitosti remonti bunari.

Mjerenje brzine protoka plina (brzine protoka) za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih studija pomoću DICT-a provodi:

Mjerenje parametara termobaričkog strujanja ispred DICT dijafragme instrumentima za mjerenje temperature i tlaka;

Određivanje ili prihvaćanje sastava komponenata protoka plina za izračun potrebnih termobaričkih parametara razmatranog protoka, koji će se koristiti u izrazu za određivanje brzine protoka plina za plinsku bušotinu;

Proračun potrebnih termodinamičkih parametara za protok plina na temelju njegovog poznatog sastava komponenti i termobaričkih parametara;

Proračun brzine protoka (protoka) plina za plinske bušotine prema funkcionalnim ovisnostima odnosa protoka razmatranog protoka s njegovim termobaričkim, termodinamičkim i plinodinamičkim parametrima koji odgovaraju režimu kritičnog istjecanja strujanja kroz ICTS, koji se temelje na zajedničkom rješavanju jednadžbi kontinuiteta strujanja medija i Prvog zakona termodinamike.

U opisanom nizu mjerenja, na točnost rezultirajuće brzine protoka plina za plinske bušotine značajno utječe izbor:

Računski izraz korišten za određivanje;

Metode za pronalaženje potrebnih termodinamičkih i plinodinamičkih parametara za protok prirodnog plina, čije se vrijednosti koriste u odabranom proračunskom izrazu za određivanje protoka.

Postoji poznata metoda za izračunavanje brzine protoka plina za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih studija korištenjem DICT-a kao što je opisano u radu E.L. Rawlins i M.A. Shelhardtov izraz (Dodatak 2, str. 120)

S - koeficijent potrošnje (debit), jedinica;

p je apsolutni tlak protoka plina ispred DICT dijafragme, MPa;

T je apsolutna temperatura protoka plina ispred DICT dijafragme, K.

Relativna gustoća plina u zraku, udjeli jedinica

Koeficijent protoka (C) uključen u izraz (1) određen je empirijski tabelarnom funkcijom promjera otvora DICT dijafragme, danom u radu E.L. Rawlins i M.A. Shelhardt (Tablica 26 Dodatka 2, str. 122).

Nedostaci poznate metode za određivanje brzine protoka plina pomoću izraza (1) uključuju:

Tabelarni prikaz koeficijenta protoka (C) (nema podataka o vrijednostima koeficijenta protoka (C) koji nisu prikazani u tablici 26 Dodatka 2, str. 122 rada E.L. Rawlins i M.A. Shelhardt);

Ovisnost koeficijenta protoka (C) uključenog u izraz (1), kao tablična funkcija, o promjeru otvora DICT dijafragme , gdje je dim d=L, ne može pokriti cjelokupni raspon promjena termodinamičkih i plinodinamičkih parametara protoka prirodnog plina koji utječu na rezultat izračuna njegove brzine protoka, budući da dimenzija koeficijenta (C) izvedena iz izraza ( 1) je
;

Mala proba izračunatog izraza tijekom njegovog formiranja (proba je provedena na jednoj bušotini);

Nedostatak korekcije za odstupanje svojstava prirodnog plina od zakona idealnog stanja;

Nedostatak eksplicitnog razmatranja termodinamičkih i plinodinamičkih parametara u mjestu maksimalne kompresije strujnog mlaza plina iza DICT dijafragme;

Opisani nedostaci dovode do sustavno podcijenjenog rezultata mjerenja brzine protoka (protoka) plina za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih istraživanja pomoću ICTS-a u rasponu od minus 14,0 do minus 1,5%, ovisno o promjeni relativnog otvora dijafragme koristi se. Ovaj zaključak donesen je na temelju usporedbe rezultata mjerenja protoka plina za plinske bušotine prema poznatoj metodi opisanoj u radu E.L. Rawlins i M.A. Shelhardt s rezultatima mjerenja ovog parametra pomoću odobrenih tipa mjerača protoka koji se temelje na dobro poznatoj metodi za mjerenje protoka plina, navedenoj u GOST 5.586.5-2005 [ Državni sustav osiguranje jednolikosti mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 5. Postupak mjerenja. - M.: Standardinform, 2007. - 94 str.]. Usporedba koja se razmatra napravljena je za niz plinskih bušotina na poluotoku Yamal. Njegovi sažeti rezultati prikazani su na sl. jedan.

Postoji metoda za izračunavanje brzine protoka plina za plinske bušotine kada se provode hidrodinamičke studije korištenjem DICT-a kako je navedeno u radu D.L. Katza [D.L. Katz. Smjernice za proizvodnju, transport i preradu prirodnog plina. - M.: Nedra, 1965. - 677 str.] izraz (formula VIII. 28, str. 320)

gdje je Q volumetrijski protok (debit) plina, reduciran na apsolutni tlak od 1,033 am i temperaturu od 15,6°C, m 3 /h;

z l i z 2 - koeficijenti kompresibilnosti plina u dijelovima ispred i iza dijafragme DICT, jedinice;

F 2 - površina poprečnog presjeka otvora dijafragme DICT, mm 2;

Sr - specifični toplinski kapacitet plina, kcal/(kg⋅°C);

p 1 - apsolutni tlak ispred diktata dijafragme, am;

T1 je apsolutna temperatura plina ispred DICT dijafragme, K.

Termodinamički parametri strujanja prirodnog plina uključeni u izraz (2) određeni su nomogramskim ovisnostima o reduciranim termobaričkim parametrima, koji su prikazani u D.L. Katz [D.L. Katz. Smjernice za proizvodnju, transport i preradu prirodnog plina. - M.: Nedra, 1965. - 677 str.], naime

Indeks adijabate prema nomogramu prikazanom na sl. IV. 56, str. 124;

Koeficijent stlačivosti prema nomogramu prikazanom na slikama IV. 16. i IV. 17, str. 98;

Specifični toplinski kapacitet plina prema nomogramu prikazanom na sl. IV. 55, str. 125.

Reducirani termobarički parametri strujanja prirodnog plina koji se koriste za određivanje njegovih termodinamičkih parametara određuju se na temelju poznatih:

Relativna gustoća plina u zraku;

Termobarički parametri, pri kojima se određuju termodinamički parametri strujanja prirodnog plina;

Kritični termobarički parametri za razmatrano strujanje.

Nedostaci poznate metode za određivanje brzine protoka plina pomoću izraza (2) uključuju:

Nedostatak razmatranja utjecaja na rezultat brzine protoka plina u pravocrtnom presjeku DICT tijela ispred dijafragme;

Prihvaćanje površine poprečnog presjeka protoka u mjestu njegove najveće kompresije iza DICT dijafragme, jednaka površina presjek otvora upotrijebljene naprave za sužavanje, što dovodi do neuvažavanja utjecaja na rezultat omjera kompresije mlaza razmatranog protoka tijekom kritičnog istjecanja kroz dijafragmu;

Opisani nedostaci dovode do sustavno podcijenjenog rezultata određivanja brzine protoka plina (brzine protoka) za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih istraživanja pomoću ICTS-a u rasponu od minus 17,5 do minus 12,5%, ovisno o promjeni relativnog otvora korištene dijafragme . Ovaj zaključak je donesen na temelju usporedbe rezultata mjerenja protoka plina za plinske bušotine prema opisanoj poznatoj metodi u radu D.L.Katz [D.L. Katz. Smjernice za proizvodnju, transport i preradu prirodnog plina. - M.: Nedra, 1965. - 677 str.] s rezultatima mjerenja ovog parametra pomoću odobrenih mjerača protoka koji se temelje na poznatoj metodi za mjerenje protoka plina, navedenoj u GOST 5.586.5-2005 [Državni sustav za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 5. Postupak mjerenja. - M.: Standardinform, 2007. - 94 str.]. Usporedba koja se razmatra napravljena je za niz plinskih bušotina na poluotoku Yamal. Njegovi sažeti rezultati prikazani su na sl. 2.

Poznata metoda za izračunavanje brzine protoka plina za plinske bušotine kada se provode hidrodinamičke studije korištenjem DICT-a kako je navedeno u radu J. P. Brill-a i X. Mukherjee-a [J. P. Brill, H. Mukherjee. Višefazno strujanje u bušotinama. - Moskva-Iževsk: Institut za računalna istraživanja, 2006. - 384 str.] izraz (formula 5.3, str. 195):

gdje je q SC volumenski protok (debit) protoka plina, smanjen na standardne uvjete, tisuća st. m 3 / dan;

C n - brzina napajanja, jedinice;

p 1 - apsolutni tlak plina ispred DICT dijafragme, MPa;

d ch - promjer otvora dijafragme DICT, m;

Relativna gustoća plina u zraku, udjeli jedinica;

z 1 - koeficijent kompresibilnosti plina ispred dijafragme DICT, frakcije jedinica;

k je indeks adijabate plina, jedinice;

y je omjer tlakova protoka plina iza i prije ICTA dijafragme, frakcije jedinica.

Količine uključene u izraz (3), prema radu J.P.Brilla i X. Mukherjeeja [J. P. Brill, H. Mukherjee. Višefazno strujanje u bušotinama. - Moskva-Iževsk: Institut za računalna istraživanja, 2006. - 384 str.], određuju:

Brzina napajanja prema formuli (formula 5.4 str. 195):

gdje je C s - faktor pretvorbe, ovisno o korištenom sustavu jedinica, dijelovi jedinica;

C D - brzina napajanja, udjeli jedinica;

T SC - vrijednost apsolutne temperature u standardnim uvjetima, K;

p SC - vrijednost tlaka u standardnim uvjetima, MPa;

Omjer tlakova protoka plina iza i prije DICT dijafragme prema formuli (formula 5.5 str. 195):

gdje je p 2 tlak plina iza DICT dijafragme, MPa.

Termobarički parametri strujanja plina prema prikazanim nomogramima u radu D.L. Katz [D.L. Katz. Smjernice za proizvodnju, transport i preradu prirodnog plina. - M.: Nedra, 1965. - 677 str.] ili prema jednadžbama stanja Soave-Redlich-Kwong i Peng-Robinson.

Uzimaju se vrijednosti uključene u formulu (4):

C S , T SC i P SC iz tablice 5.1 na str. 195 ovisno o korištenom sustavu jedinica;

C D iz raspona od 0,82 do 0,90 (str. 196).

Nedostaci poznate metode za određivanje brzine protoka plina pomoću izraza (3) uključuju:

Nedostatak uzimanja u obzir brzine protoka plina ispred dijafragme DICT;

Nedostatak uzimanja u obzir omjera kompresije mlaza protoka plina na mjestu maksimalne kompresije njegovog mlaza iza DICT dijafragme;

Korištenje empirijske brzine punjenja (C D), bez davanja preporuka o izboru njegove vrijednosti za primjenu;

Nedostatak informacija o karakteristikama točnosti dobivenog mjerenja protoka plina za plinske bušotine.

Opisani nedostaci dovode do sustavnog odstupanja rezultata određivanja brzine protoka (protoka) plina za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih istraživanja pomoću ICCT-a u rasponu od plus 3,0 do minus 15,5%, ovisno o promjeni relativnog otvora bušotine. dijafragmu koja se koristi i prihvaćenu vrijednost koeficijenta napajanja (C D). Ovaj zaključak je donesen na temelju usporedbe rezultata mjerenja protoka plina za plinske bušotine prema opisanoj poznatoj metodi u radu J. P. Brill i X. Mukherjee [J. P. Brill, H. Mukherjee. Višefazno strujanje u bušotinama. - Moskva-Izhevsk: Institute of Computer Research, 2006. - 384 str.] s rezultatima mjerenja ovog parametra korištenjem odobrenih tipa mjerača protoka koji se temelje na poznatoj metodi za mjerenje protoka plina, navedenoj u GOST 5.586.5-2005 [Državna sustav za osiguranje jedinstvenih mjera. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 5. Postupak mjerenja. - M.: Standardinform, 2007. - 94 str.]. Usporedba koja se razmatra napravljena je za niz plinskih bušotina na poluotoku Yamal. Njegovi sažeti rezultati prikazani su na sl. 3.

Postoji poznata metoda za izračunavanje brzine protoka plina za plinske bušotine kada se provode hidrodinamičke studije pomoću DICT-a kao što je opisano u radu A.I. Gritsenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Smjernice za proučavanje bušotina. - M.: Nauka, 1995. - 523 str.] izraz (formula 177.3, str. 169):

gdje je Q volumenski protok (debit) plina, tisuća st.m 3 / dan;

C - brzina protoka, jedinice;

δ - faktor korekcije za uzimanje u obzir promjena indeksa adijabate stvarnog plina, jedinice;

P D - apsolutni tlak ispred dijafragme DICT, ata;

Relativna gustoća plina u zraku, udjeli jedinica;

T D je apsolutna temperatura plina ispred DICT dijafragme, K.

Z - koeficijent kompresibilnosti plina ispred dijafragme DICT, udjeli jedinica.

Koeficijent protoka (C) uključen u izraz (6), ovisno o promjerima dijafragmi i mjernoj liniji, određuje se proračunom ili iz slike 67 rada A.I. Gritsenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Smjernice za proučavanje bušotina. -M.: Nauka, 1995. - 523 str.]. Za DICT s promjerom tijela od 50,8⋅10 -3 m u rasponu varijacije promjera dijafragme 1,59⋅10 -3 ≤d≤12,7⋅10 -3 m, vrijednost koeficijenta protoka (C) treba odrediti prema formula (formula 178.3 s 169 [A. I. Gritsenko, Z. S. Aliev, O. M. Ermilov, V. V. Remizov, G. A. Zotov. Upute za proučavanje bušotina. - M.: Nauka, 1995. - 523 str. ]):

gdje je d promjer otvora dijafragme DICT, mm.

U rasponu varijacije promjera dijafragme 12,7⋅10 -3 ≤d≤38,1⋅10 -3 m, vrijednost koeficijenta protoka (C) mora se izračunati prema formuli (formula 179,3 str. 169 [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O. M. Ermilov, V. V. Remizov, G. A. Zotov, Upute za istraživanje bušotina, Moskva: Nauka, 1995., 523 str.]):

Za DICT s promjerom tijela od 101,6⋅10 -3 m, vrijednost koeficijenta pražnjenja (C) u rasponu promjera otvora 6,35⋅10 -3 ≤d≤76,2⋅10 -3 m mora se izračunati pomoću formula (formula 180.3 169 [A. I. Gritsenko, Z. S. Aliev, O. M. Ermilov, V. V. Remizov, G. A. Zotov. Smjernice za proučavanje bušotina. - M.: Nauka, 1995.-523 str. .]):

Faktor korekcije (δ) uključen u izraz (6) prema formuli (formula 181.3 str. 170 [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Smjernice za proučavanje bušotina. - M.: Nauka , 1995. - 523 str.]):

gdje je k adijabatski indeks plina, jedinice.

Ako je vrijednost adijabatskog indeksa plina (k) nepoznata, tada se vrijednost (δ) može odrediti grafički sa slike 68 A.I. Gritsenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Smjernice za proučavanje bušotina. - M.: Nauka, 1995. - 523 str.] pri različitim smanjenim tlakovima i temperaturama prema formuli (formula 182,3 str. 171 [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G. A. Zotov Smjernice za proučavanje bušotina . - M.: Nauka, 1995. - 523 str.]):

Smanjeni tlak ispred DICT dijafragme, jedinice

Sniženi tlakovi i temperature određuju se prema odjeljku 2.2 A.I. Gritsenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Smjernice za proučavanje bušotina. - M.: Nauka, 1995. - 523 str.]

Nedostaci poznate metode za određivanje brzine protoka plina pomoću izraza (6) uključuju:

Ovisnost koeficijenta protoka (C) uključena u izraz (6), u obliku empirijske polinomske ovisnosti o promjeru otvora dijafragme DICT, gdje dimd=L, ne može pokriti cijeli raspon promjena u termodinamičkih i plinodinamičkih parametara protoka prirodnog plina koji utječu na rezultat izračuna njegove brzine protoka, budući da je dimenzija koeficijenta (C) izvedena iz izraza (6)
;

Nedostatak informacija o karakteristikama točnosti dobivenog mjerenja protoka plina za plinske bušotine.

Opisani nedostaci dovode do sustavnog odstupanja rezultata određivanja protoka (protoka) plina za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih istraživanja pomoću ICTS-a u rasponu od plus 55,0 do minus 10,0%, ovisno o:

Promjene u relativnom otvoru korištene dijafragme;

Izbor računskog izraza iz (8) i (9) za pronalaženje faktora korekcije (δ).

Ovaj zaključak je donesen na temelju usporedbe rezultata mjerenja protoka plina za plinske bušotine prema dobro poznatoj metodi opisanoj u radu A.I. Gritsenko, Z.S. Alieva, O.M. Ermilova, V.V. Remizova, G.A. Zotova [A.I. Gritsenko, Z.S. Aliev, O.M. Ermilov, V.V. Remizov, G.A. Zotov. Smjernice za proučavanje bušotina. - M.: Nauka, 1995. - 523 str.] s rezultatima mjerenja ovog parametra pomoću mjerača protoka odobrenog tipa koji se temelje na poznatoj metodi za mjerenje protoka plina, navedenoj u GOST 5.586.5-2005 [Državni sustav za osiguranje jednolikost mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 5. Postupak mjerenja. - M.: Standardinform, 2007. - 94 str.]. Usporedba koja se razmatra napravljena je za niz plinskih bušotina na poluotoku Yamal. Njegovi sažeti rezultati prikazani su na sl. četiri.

Poznata je metoda za izračunavanje brzine protoka plina za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih studija pomoću DICT-a kako je opisano u radu Z.S. Alieva, G.A. Zotova [Uputa za sveobuhvatno istraživanje ležišta i bušotina plina i plinskog kondenzata. ur. Z S. Zotova, G.A. Alijev. - M.: Nedra, 1980. - 301 str.] izraz (formula VI. 8, str. 201)

gdje je Q volumenski protok (debit) plina, tisuća st. m 3 / dan;

C - brzina protoka, jedinice;

Δ - faktor korekcije, jedinice;

p - apsolutni tlak ispred DICT dijafragme, MPa;

Relativna gustoća plina u zraku, udjeli jedinica;

T je apsolutna temperatura plina ispred DICT dijafragme, K.

z - koeficijent kompresibilnosti plina ispred DICT dijafragme, jed.

Predlaže se da se koeficijent protoka (C) uključen u izraz (12) odredi empirijski tabelarnom funkcijom promjera otvora korištene dijafragme u ICTS danoj u tablici VI. 9 radova Z.S. Alieva, G.A. Zotova [Uputa za sveobuhvatno istraživanje ležišta i bušotina plina i plinskog kondenzata. ur. Z S. Zotova, G.A. Alijev. - M.: Nedra, 1980. - 301 str.], a faktor korekcije (Δ) prema slici VI. 23 rada Z.S. Alieva, G.A. Zotova [Uputa za sveobuhvatno istraživanje ležišta i bušotina plina i plinskog kondenzata. ur. Z S. Zotova, G.A. Alijev. - M.: Nedra, 1980. - 301 str.] ili prema formuli (formula VI. 9, str. 204 [Upute za sveobuhvatnu studiju ležišta i bušotina plina i plinskog kondenzata. Uredili Z.S. Zotov, G.A. Alieva. - M.: Nedra, 1980. - 301 str.]):

gdje je T np smanjena temperatura plina ispred DICT dijafragme, jedinice;

p np - smanjeni tlak ispred DICT dijafragme, jedinice.

Zadana temperatura i tlak određuju se u skladu s Poglavljem II Z.S. Alieva, G.A. Zotova [Uputa za sveobuhvatno istraživanje ležišta i bušotina plina i plinskog kondenzata. ur. Z S. Zotova, G.A. Alijev. - M.: Nedra, 1980. - 301 str.].

Nedostaci poznate metode za određivanje brzine protoka plina pomoću izraza (12) uključuju:

Ovisnost koeficijenta protoka (C) uključena u izraz (12), u obliku empirijske polinomske ovisnosti o promjeru otvora DICT dijafragme, gdje dimd=L, ne može pokriti cijeli raspon promjena u termodinamičkih i plinodinamičkih parametara protoka prirodnog plina koji utječu na rezultat izračuna njegove brzine protoka, budući da je dimenzija koeficijenta (C) izvedena iz izraza (12)
;

Nedostatak uzimanja u obzir utjecaja na rezultat određivanja brzine protoka termodinamičkih parametara strujanja plina i omjera kompresije mlaza u točki najveće kompresije mlaza razmatranog protoka iza DICT dijafragme;

Nedostatak informacija o karakteristikama točnosti dobivenog mjerenja protoka plina za plinske bušotine.

Opisani nedostaci dovode do sustavnog precjenjivanja rezultata određivanja brzine protoka plina (brzine protoka) za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih istraživanja pomoću ICTS-a u rasponu od 30 do 70%, ovisno o promjeni relativnog otvora korištene dijafragme. . Ovaj zaključak je donesen na temelju usporedbe rezultata mjerenja protoka plina za plinske bušotine prema poznatoj metodi opisanoj u radu Z.S. Alieva, G.A. Zotova [Uputa za sveobuhvatno istraživanje ležišta i bušotina plina i plinskog kondenzata. ur. Z S. Zotova, G.A. Alijev. - M.: Nedra, 1980. - 301 str.] s rezultatima mjerenja ovog parametra pomoću mjerača protoka odobrenog tipa koji se temelje na poznatoj metodi za mjerenje protoka plina, navedenoj u GOST 5.586.5-2005 [Državni sustav za osiguranje jednolikost mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 5. Postupak mjerenja. - M.: Standardinform, 2007. - 94 str.]. Usporedba koja se razmatra napravljena je za niz plinskih bušotina na poluotoku Yamal. Njegovi sažeti rezultati prikazani su na sl. 5.

Tehnički problem riješen primjenom navedenog tehničko rješenje, je razvoj metode za određivanje brzine protoka plina (brzine protoka) za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih studija pri utvrđenim režimima filtracije pomoću ICTS-a, što će povećati pouzdanost rezultata.

Tehnički rezultat sastoji se u povećanju pouzdanosti određivanja protoka (brzine protoka) za plin za plinske bušotine pomoću DICT-a u rasponu od minus 5,0 do plus 5,0% uklanjanjem uzroka sustavnih pogrešaka pri korištenju poznatih metoda za izračunavanje indikatora u pitanje, postavljeno u radovima.

Navedeni tehnički rezultat postiže se činjenicom da predložena metoda za određivanje protoka (protoka) plina za plinske bušotine pomoću DICT-a uključuje korištenje:

a) instrumenti za mjerenje tlaka i temperature odobrenog tipa s utvrđenom dopuštenom greškom mjerenja za mjerenje termobaričkih parametara protoka prirodnog plina koji se kreće po ravnom presjeku tijela DICT do dijafragme;

b) mjerne metode (tehnike) standardizirane u području osiguranja jedinstvenosti mjerenja Ruske Federacije za uzorkovanje protoka prirodnog plina i određivanje njegovog sastavnog sastava;

c) proračunske metode (metode) mjerenja standardizirane u sustavu za osiguranje jedinstvenosti mjerenja Ruske Federacije pri određivanju termodinamičkih parametara protoka prirodnog plina (gustoća u standardnim uvjetima, molekularna težina, faktor kompresibilnosti u standardnim uvjetima i termobarički parametri u linearnom dijelu tijela DICT-a i na mjestu maksimalne kompresije protoka iza otvora DICT-a, indeks adijabate);

d) računski izraz za određivanje protoka plina za plinske bušotine, na temelju zajedničkog rješenja jednadžbi kontinuiteta protoka medija i Prvog zakona termodinamike, koji uzima u obzir:

Odstupanja termodinamičkih svojstava toka prirodnog plina od zakona idealnog plina uključivanjem u izraz kao njegovih komponenti gustoće u standardnim uvjetima, molekularne težine, faktora kompresibilnosti u standardnim uvjetima i termobaričkih parametara u linearnom dijelu DICT tijela a na mjestu maksimalne kompresije protoka iza DICT dijafragme indikator adijabati;

Formirana struktura hidrodinamičkog režima protoka prirodnog plina koji prolazi kroz ICTS dijafragmu u režimu kritičnog istjecanja uključivanjem u izraz kao njegove komponente relativnog promjera otvora dijafragme i omjera kompresije mlaza razmatranog protoka iza ICTS dijafragme kada izlazi iz atmosfere i uzimajući u obzir kao neisključenu vrijednost brzinu strujanja plinskog toka u linearnom dijelu DICT tijela pri izvođenju računskog izraza;

e) metoda izračuna za određivanje omjera kompresije mlaza protoka prirodnog plina iza DICT dijafragme, koja je uključena u izraz za izračun za određivanje brzine protoka plina za plinske bušotine, na temelju odnosa indikatora koji se razmatra s termodinamičkim parametri protoka (dani temperaturom i tlakom protoka prirodnog plina pri njegovim termobaričkim parametrima u linearnim dijelovima DICT tijela ispred dijafragme i indeksom adijabate);

f) metode za procjenu točnosti mjernih metoda (metoda) standardiziranih u sustavu za osiguranje jedinstvenosti mjerenja Ruske Federacije, na temelju formiranja prtljage mjerne nesigurnosti na temelju razmatranja nesigurnosti komponenti primljenog mjerenja funkcija.

Metoda je ilustrirana ilustrativnim materijalima, gdje:

na sl. Slika 1 prikazuje ovisnost relativnog odstupanja utvrđene brzine protoka (brzine protoka) za plin za plinske bušotine prema izrazu (1) od onog izmjerenog pomoću metodologije navedene u GOST 8.586.5-2005 pri promjeni relativnog otvora dijafragma koja se koristi u DICT tijekom studija plinske dinamike;

na sl. 2 - prikaz ovisnosti relativnog odstupanja vrijednosti ​​određene brzine protoka (protoka) za plin za plinske bušotine prema izrazu (2) od izmjerenih vrijednosti prema metodi navedeno u GOST 8.586.5-2005 kada se mijenja relativni otvor dijafragme koja se koristi u DICT-u tijekom studija plinske dinamike;

na sl. 3 - prikaz ovisnosti relativnog odstupanja utvrđene brzine protoka (protoka) za plin za plinske bušotine prema izrazu (3) od izmjerenih vrijednosti ​​prema metodi navedenoj u GOST 8.586.5- 2005. pri promjeni relativnog otvaranja dijafragme koja se koristi u DICT-u tijekom studija plinske dinamike i uzete vrijednosti brzine punjenja (C D);

na sl. 4 - prikaz ovisnosti relativnog odstupanja utvrđene brzine protoka (brzine protoka) za plin za plinske bušotine prema izrazu (6) od izmjerenih vrijednosti ​​prema metodi navedenoj u GOST 8.586.5- 2005. od promjene relativnog otvaranja dijafragme koja se koristi u DICT-u pri provođenju studija plinske dinamike i odabiru izračunatih izraza iz (8) i (9) za pronalaženje faktora korekcije (δ);

na sl. 5 - pogled na ovisnost relativnog odstupanja utvrđene brzine protoka (brzine protoka) za plin za plinske bušotine prema izrazu (10) od onog izmjerenog prema metodi navedenoj u GOST 8.586.5-2005 pri promjeni relativnog otvaranje dijafragme koja se koristi u DICT tijekom studija plinske dinamike;

na sl. 6 - prikazuje dijagram kritičnog odljeva protoka plina kroz dijafragmu DICT tijekom plinodinamičkih istraživanja bušotina, 0 - odjeljak koji karakterizira način kretanja protoka plina na mjestu njegovog ulaska u otvor dijafragme; I - odjeljak u ravnom dijelu cjevovoda; II - presjek najvećeg suženja strujnog mlaza plina; 8 - uređaj za sužavanje - dijafragma; 9 - spojna matica za pričvršćivanje uređaja za sužavanje na tijelo; 10 - pravocrtni presjek tijela DICT; Q CT - volumenski protok (debit) plina iz plinske bušotine, sveden na standardne uvjete; ρ - gustoća protoka plina; ω - linearna brzina strujanja plina; p je tlak struje plina; T je apsolutna temperatura protoka plina;

na sl. Slika 7 prikazuje ovisnost relativnog odstupanja utvrđene brzine protoka (brzine protoka) za plin za plinske bušotine prema izrazu (14) od vrijednosti izmjerenih prema metodi navedenoj u GOST 8.586.5-2005 pri promjeni relativno otvaranje dijafragme koja se koristi u ICTS-u tijekom studija plinske dinamike;

na sl. Slika 8 prikazuje shemu za prikupljanje mjerne linije u tipičnom tehnološkom klasteru cjevovoda plinskih bušotina za provođenje plinodinamičkih studija u stacionarnim režimima filtracije pomoću DICT-a. Brojevi označavaju: 1 - plinska bušotina; 2 - cjevovodi tehnološkog standardnog klastera cjevovoda plinske bušotine; 3 - kutni fiting-regulator protoka bušotine; 4 - zaporni ventili bušotine i cjevovoda tehnološkog klastera; 5 - diktat; 6 - ambar naknadno izgaranje odlaznog toka plina iz DICT-a u atmosferu; 7 - linije smjera kretanja protoka plina T.1 i T.2 - mjesta za mjerenje temperature i tlaka protoka plina, kada se kreće duž linearnog dijela tijela DICT-a; T.3 - mjesto uzorkovanja protoka plina za određivanje sastava njegovih komponenti.

Bit metode za određivanje brzine protoka plina (brzine protoka) za plinske bušotine tijekom plinsko-dinamičkih studija je organizirati prolaz razmatranog protoka standardnog uređaja za sužavanje (dijafragme) u kritičnom načinu protoka prema prikazanom dijagramu na sl. 6. Za to se koristi tipični dizajn mjerača kritične struje s membranom (DICT). Režim kritičnog istjecanja prirodnog plina kroz DICT dijafragmu osigurava postizanje brzine strujanja u presjeku II sl. 6 vrijednosti lokalne brzine zvuka, ostavljajući korišteni tehnički uređaj u atmosferu. U tom slučaju brzina protoka plina koji prolazi kroz LDCT i njegovi termobarički parametri u točki najveće kompresije mlaza iza dijafragme (presjek II, slika 6) postaju ovisni o termobaričkim parametrima razmatranog protoka u poprečni presjek tijelo rabljenog tehničkog uređaja ispred uređaja za suženje (presjek I, slika 6). U razmatranom slučaju protok je određen funkcionalnim odnosom s termobaričkim, termodinamičkim i plinodinamičkim parametrima u presjecima do DICT dijafragme (presjek I, slika 6) i na mjestu najveće kompresije mlaza iza stezni uređaj (presjek II, sl. 6), koji je prikazan na temelju zajedničkog rješenja jednadžbi kontinuiteta strujanja medija i Prvog zakona termodinamike. Vrijednost brzine protoka plina izračunava se prema formuli danoj u radu M.S. Rogaleva, N.V. Sarančina, V.N. Maslova, A.B. Derendyaeva [M.S. Rogalev, N.V. Saranchin, V.N. Maslov, A.B. Derendjajev. Određivanje brzine protoka plina tijekom hidrodinamičkih istraživanja bušotina Izvestiya vuzov. Nafta i plin. - 2014. - br. 6. - P. 50-58.], koji ima algebarski oblik:

gdje je Q CT - volumetrijski protok (debit) plina, st. m3/s;

ε - omjer kompresije strujnog mlaza plina u točki najveće kompresije njegovog mlaza iza ICTA dijafragme, frakcije jedinica;

p CT - tlak koji odgovara standardnim uvjetima p CT =1,01325⋅10 5 Pa;

T CT - temperatura koja odgovara standardnim uvjetima T CT =293,15 K;

T 1 je apsolutna temperatura plina ispred DICT dijafragme, K;

M je molarna masa plina, kg/mol;

k je indeks adijabate plina, jedinice;

D je unutarnji promjer cilindričnog dijela tijela DICT u uvjetima rada medija ispred dijafragme (koristi se pri izračunavanju relativnog promjera otvora dijafragme), m.

Termodinamički parametri prirodnog plina korišteni u izrazu (14) određeni su proračunskim metodama standardiziranim u sustavu za osiguranje jedinstvenosti mjerenja Ruske Federacije, na temelju poznatih:

Termobarički parametri strujanja u presjeku ispred dijafragme DICT (presjek I, slika 6) i na mjestu maksimalne kompresije njegovog mlaza iza dijafragme ICTD (presjek II, slika 6);

Komponentni sastav toka.

Za određivanje termodinamičkih parametara prirodnog plina koriste se proračunske metode (metode) mjerenja standardizirane u sustavu za osiguranje jedinstvenosti mjerenja Ruske Federacije, posebno za određivanje:

Koeficijenti stlačivosti za tražene termobaričke parametre, metoda izračuna opisana u odjeljku 4 na str. 3-8 GOST 30319.2-2015 [Međunarodni sustav normizacije. Prirodni gas. Metode proračuna fizička svojstva. Izračun fizikalnih svojstava na temelju podataka o gustoći u standardnim uvjetima i sadržaju dušika i ugljičnog dioksida. - M.: Standartinform, 2016. - 16 str.], na temelju opće formule:

gdje su A 1 i A 2 koeficijenti jednadžbe stanja;

Molekulska težina, dana formula (6) na str. 6 GOST 31369-2008 [Međunarodni sustav normizacije. Prirodni gas. Izračun kalorične vrijednosti, relativne gustoće i Wobbeovog broja na temelju sastava komponenti. - M.: Standartinform, 2009. - 58 str.], koji ima sljedeći algebarski oblik.

M j je molarna masa j-te komponente, koja je dio prirodnog plina, kg/mol;

Koeficijent stlačivosti u standardnim uvjetima dan je formulom (3) na str. 5 GOST 31369-2008 [Međunarodni sustav normizacije. Prirodni gas. Izračun kalorične vrijednosti, relativne gustoće i Wobbeovog broja na temelju sastava komponenti. - M.: Standartinform, 2009. - 58 str.], koji ima sljedeći algebarski oblik

gdje je x j molarni udio j-te komponente koja je dio prirodnog plina, udjeli jedinica;

- faktor zbrajanja j-te komponente, koja je dio prirodnog plina, preuzet je iz tablice 2, odjeljak 10 na str. 12-13 GOST 31369-2008, udjeli jedinica;

Gustoće plina u standardnim uvjetima, prema formuli (15) na str. 8 GOST 31369-2008 [Međunarodni sustav normizacije. Prirodni gas. Izračun kalorične vrijednosti, relativne gustoće i Wobbeovog broja na temelju sastava komponenti. - M.: Standartinform, 2009. - 58 str.], koji ima sljedeći algebarski oblik

gdje je ρ c - stvarna gustoća plina u standardnim uvjetima, kg/m 3 ;

Gustoća idealnog plina za standardne uvjete, izračunata formulom (12) danom na str. 7 GOST 31369-2008 i ima sljedeći algebarski oblik

Adijabatski eksponent je metoda izračuna opisana u odjeljku 5 na str. 8-9 GOST 30319.2-2015 [Međunarodni sustav normizacije. Prirodni gas. Metode proračuna fizikalnih svojstava. Izračun fizikalnih svojstava na temelju podataka o gustoći u standardnim uvjetima i sadržaju dušika i ugljičnog dioksida. - M.: Standartinform, 2016. - 16 str.], na temelju opće formule

gdje je x a- molarni udio dušika, udjeli jedinica.

Potrebni parametri prirodnog plina za pronalaženje njegovih termodinamičkih svojstava prema opisanim metodama određuju se na temelju:

Molarni udio komponenti u struji prirodnog plina uzet iz dobivenog sastava komponente, određen na temelju uzoraka uzetih prema metodi opisanoj u GOST 31370-2008 (ISO 10715:1997) [Međunarodni sustav standardizacije. Prirodni gas. Vodič za uzorkovanje. - M.: Standartinform, 2009. - 47 str.] provođenjem kromatografskih studija prema metodologiji danoj u GOST 31371.7-2008 [Međunarodni sustav standardizacije. Prirodni gas. Određivanje sastava plinskom kromatografijom s procjenom nesigurnosti. Dio 7. Metodologija izvođenja mjerenja molarnog udjela komponenata. - M.: Standardinform, 2009. - 21 str.];

Termobarički parametri (temperatura (T 1) i tlak (p 1)) strujanja prirodnog plina u cilindričnom dijelu DICT tijela ispred dijafragme, određeni izravnim mjerenjem pomoću mjerenja temperature i tlaka;

Termobarički parametri (temperatura (T 2) i tlak (p 2)) protoka prirodnog plina u točki maksimalne kompresije njegovog mlaza iza ICTA dijafragme, određeni gornjim formulama u radu A.D. Altshulya, L.S. Zhitovski, L.P. Ivanova [Hidraulika i aerodinamika: Proc. za sveučilišta / A.D. Altshul, L.S. Zhivotovsky, L.P. Ivanov. - M.: Stroyizdat, 1987. - 414 str.: ilustr.], koji ima sljedeći algebarski oblik

gdje je p 2 apsolutni tlak plina u točki maksimalne kompresije njegovog mlaza iza DICT dijafragme, MPa;

T 2 je apsolutna temperatura plina u točki najveće kompresije njegovog mlaza iza DICT dijafragme, K.

Promjer otvora dijafragme (d) i unutarnji promjer cilindričnog dijela DICT tijela ispred uređaja za suženje (D) uključenog u izraz (14) nalaze se pomoću formula (5.4) i (5.5) danih na str. . 20 u stavku 5.5 odjeljka 5 GOST 8.586.1-2005 (ISO 5167-1:2003) [Državni sustav za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 1. Princip metode mjerenja i Opći zahtjevi. - M.: Standartinform, 2007. - 72 str.], koji ima sljedeći algebarski oblik

gdje je d 20 promjer otvora dijafragme DICT na 20°C, m;

K SU - koeficijent toplinskog linearnog širenja materijala dijafragme DICT, frakcije jedinica;

D 20 - promjer ravnog dijela cjevovoda ispred uređaja za sužavanje (dijafragme) DICT pri 20°C, m;

K T - koeficijent toplinskog linearnog širenja materijala ravnog dijela cjevovoda ispred uređaja za suženje (dijafragma DICT), frakcije jedinica.

Uključeni u izraze (23) i (24), koeficijent toplinskog linearnog širenja materijala DICT dijafragme (K SU) i koeficijent toplinskog linearnog širenja materijala pravocrtnog presjeka DICT tijela ispred uređaj za suženje (K T) nalaze se formulama (5.6) i (5.7) danim na With. 20 u stavku 5.5 odjeljka 5 GOST 8.586.1-2005 (ISO 5167-1:2003) [Državni sustav za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 1. Načelo metode mjerenja i opći zahtjevi. - M.: Standartinform, 2007. - 72 str.], koji ima sljedeći algebarski oblik:

gdje je α tsu - temperaturni koeficijent linearnog širenja materijala dijafragme DICT, 1/°C;

α t T - temperaturni koeficijent linearnog rastezanja materijala pravocrtnog presjeka DICT tijela, 1/°C.

Vrijednosti toplinskih koeficijenata linearnog širenja za materijale dijafragme i tijela DICT-a uključene u izraze (25) i (26) izračunavaju se prema formuli (D.1) danoj na stranici 25 u Dodatku D GOST 8.586.1-2005 (ISO 5167-1 :2003) [Državni sustav za osiguranje jedinstvenosti mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 1. Načelo metode mjerenja i opći zahtjevi. - M.: Standartinform, 2007. - 72 str.], koji ima sljedeći algebarski oblik

gdje a 0 , a 1 , a 2 - konstantni koeficijenti, određeni prema tablici D. 1, danoj na str. 25-26 Dodatak G GOST 8.586.1-2005 (ISO 5167-1:2003) [Državni sustav za osiguranje jedinstvenosti mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 1. Načelo metode mjerenja i opći zahtjevi. - M.: Standardinform, 2007. - 72 str.].

Korišten u izrazu (14), omjer kompresije mlaza protoka plina na mjestu njegovog maksimalnog suženja iza ICTA dijafragme predlaže se izračunati formulom

gdje je smanjena temperatura plina ispred DICT dijafragme, jedinice;

Smanjeni tlak plina ispred DICT dijafragme, jedinica..

Vrijednosti smanjenog tlaka i temperature protoka prirodnog plina u cilindričnom dijelu tijela DICT ispred dijafragme uključene u izraz (28) izračunavaju se pomoću formula (35) i (36) prikazanih na str. 10 u klauzuli 7.2 odjeljka 7 GOST 30319.2-2015 [Međunarodni sustav standardizacije. Prirodni gas. Metode proračuna fizikalnih svojstava. Izračun fizikalnih svojstava na temelju podataka o gustoći u standardnim uvjetima i sadržaju dušika i ugljičnog dioksida. - M.: Standartinform, 2016. - 16 str.], koji ima sljedeći algebarski oblik

gdje je p PC - pseudokritični tlak plina, MPa;

T PC - pseudokritična temperatura plina, K.

Vrijednosti pseudokritičnog tlaka (p PC) i temperature (T PC) protoka prirodnog plina uključene u izraze (29) i (30) izračunavaju se pomoću formula (37) i (38) prikazanih na str. 11 u klauzuli 7.2 odjeljka 7 GOST 30319.2-2015 [Međunarodni sustav standardizacije. Prirodni gas. Metode proračuna fizikalnih svojstava. Izračun fizikalnih svojstava na temelju podataka o gustoći u standardnim uvjetima i sadržaju dušika i ugljičnog dioksida. - M.: Standartinform, 2016. - 16 str.], koji ima sljedeći algebarski oblik

gdje je x a- molarni udio dušika, udjeli jedinica;

x y - molni udio ugljični dioksid, udjeli jedinica

Procjena relativne proširene nesigurnosti mjerenja brzine protoka plina (brzine protoka) za plinske bušotine tijekom plinodinamičkih studija pri utvrđenim načinima filtracije pomoću DICT-a prema opisanoj metodi temelji se na metodologiji danoj u GOST R 54500.3-2011 [Nesigurnost mjerenje. Dio 3. Smjernice za izražavanje mjerne nesigurnosti. - M.: Standardinform, 2012. - 107 str.]. Za to je korišten izvedeni izraz za procjenu relativne proširene nesigurnosti mjerenja volumenskog protoka prirodnog plina, svedenog na standardne uvjete, koji ima sljedeći opći algebarski oblik:

gdje je relativna proširena nesigurnost mjerenja volumenskog protoka plina smanjena na standardne uvjete, %;

Relativna standardna nesigurnost u određivanju tlaka plina ispred dijafragme, %;

Relativna standardna nesigurnost u određivanju unutarnjeg promjera dijafragme DICT,%;

Relativna standardna nesigurnost pri određivanju faktora kompresibilnosti plina u standardnim uvjetima, %;

Relativna standardna nesigurnost određivanja molarne mase plina, %;

Relativna standardna nesigurnost određivanja temperature plina ispred dijafragme DICT,%;

Relativna standardna nesigurnost u određivanju omjera kompresije plinskog mlaza na mjestu njegove najveće kompresije iza DICT dijafragme, %;

Relativna standardna nesigurnost u određivanju faktora kompresibilnosti plina pri termobaričkim parametrima ispred DICT dijafragme, %;

Relativna standardna nesigurnost u određivanju faktora stlačivosti plina pri termobaričkim parametrima u točki najveće kompresije mlaza iza DICT dijafragme, %;

Relativna standardna nesigurnost u određivanju relativnog promjera dijafragme DICT,%;

Relativna standardna nesigurnost u određivanju indeksa adijabatskog plina pri termobaričkim parametrima ispred DICT dijafragme, %.

Izvođenje izraza (33) temelji se na razmatranju izraza (14) kao funkcije mjerenja.

Procijenjena relativna proširena nesigurnost mjerenja protoka (protoka) plina za plinske bušotine tijekom plinodinamičkih studija pri utvrđenim režimima filtracije pomoću ICTS-a prema opisanoj metodi je u rasponu od minus 5,0 do plus 5,0% bez izražene sustavne pogreške. Ovaj zaključak donosi se na temelju usporedbe rezultata mjerenja protoka plina za plinske bušotine prema opisanoj metodi s rezultatima mjerenja ovog parametra odobrenim tipskim mjeračima protoka koji se temelje na dobro poznatoj metodi mjerenja protoka plina. navedeno u GOST 8.586.5-2005 [Državni sustav za osiguranje jedinstva mjerenja. Mjerenje protoka i količine tekućina i plinova pomoću uređaja sa standardnim otvorom. Dio 5. Postupak mjerenja. - M.: Standardinform, 2007. - 94 str.]. Usporedba koja se razmatra napravljena je za niz plinskih bušotina na poluotoku Yamal. Njegovi sažeti rezultati prikazani su na sl. 7.

Na temelju navedene suštine metode za određivanje brzine protoka plina (brzine protoka) za plinske bušotine pri provođenju hidrodinamičkih studija pomoću DICT-a, provodi se izvođenjem niza radnji:

a) organiziranje kretanja protoka prirodnog plina plinske bušotine u načinu kritičnog istjecanja kroz ICTS dijafragmu tipičnog dizajna u atmosferu prema dijagramu prikazanom na Sl. 6 skupljanjem mjerne linije prikazane na Sl. osam;

b) mjerenje mjernim instrumentima temperature i tlaka odobrenog tipa termobaričkih parametara (temperatura i tlak) za protok prirodnog plina u DICT kućištu ispred dijafragme u točkama T.1 i T.2 mjerne linije prikazane na sl. osam;

c) uzorkovanje protoka prirodnog plina prema metodi opisanoj u GOST 31370-2008 (ISO 10715:1997) [Međunarodni sustav standardizacije. Prirodni gas. Vodič za uzorkovanje. - M.: Standartinform, 2009. - 47 str.] od točke T.3 mjerne linije prikazane na sl. osam;

d) određivanje sastava komponente za odabrani uzorak protoka prirodnog plina prema metodi opisanoj u GOST 31371.7-2008 [Međunarodni sustav standardizacije. Prirodni gas. Određivanje sastava plinskom kromatografijom s procjenom nesigurnosti. Dio 7. Metodologija izvođenja mjerenja molarnog udjela komponenata. - M.: Standardinform, 2009. - 21 str.];

e) formiranje niza početnih podataka za određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara protoka prirodnog plina koji se koriste za određivanje protoka plina (brzine protoka) za plinsku bušotinu, koji uključuje podatke o:

Materijal od kojeg je izrađena dijafragma koja se koristi u ICTS-u i njezin toplinski koeficijent linearnog širenja;

Materijal od kojeg je izrađen linearni dio tijela rabljenog ICTS-a i njegov temperaturni koeficijent linearnog širenja;

Promjer unutarnje rupe dijafragme koja se koristi u dict na 20°C;

Unutarnji promjer cilindričnog dijela tijela korištenog DICT-a na 20°C;

Temperaturni koeficijent linearnog širenja materijala korištene dijafragme u ICTS;

Temperaturni koeficijent linearnog širenja materijala tijela korištenog DICT-a;

Temperatura protoka plina u linearnom dijelu tijela DICT ispred dijafragme;

Tlak protoka plina u linearnom dijelu DICT tijela ispred dijafragme;

Komponentni sastav protoka prirodnog plina koji prolazi kroz DIKTZh

f) određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara strujanja prirodnog plina u cilindričnom dijelu tijela DICT ispred dijafragme i na mjestu najveće kompresije njegova mlaza iza dijafragme DICT prema formulama (15) -(32), potrebno za pronalaženje brzine protoka (brzine protoka) za plin za plinske bušotine prema izrazu (14);

g) pronalaženje brzine protoka plina (brzine protoka) za plinsku bušotinu pomoću izraza (14).

Na temelju navedene suštine metode za određivanje protoka plina (brzine protoka) za plinske bušotine pri izvođenju hidrodinamičkih istraživanja pomoću DICT-a i opisane metode za njezinu provedbu, u nastavku je dan primjer izvođenja mjerenja.

U prvoj fazi organizira se protok prirodnog plina duž mjerne linije prikazane na sl. 8, s prolaskom ICTS dijafragme u režimu kritičnog odljeva prema dijagramu prikazanom na Sl. 6.

Zatim se mjere termobarički parametri (temperatura i tlak) za protok prirodnog plina u DICT kućištu ispred dijafragme u točkama T.1 i T.2 mjerne linije prikazane na sl. 8, korištenjem odobrenog tipa instrumenata za mjerenje temperature i tlaka s zapisom rezultata, na primjer:

Temperaturna vrijednost protoka prirodnog plina u DICT kućištu (T 1) je 282,87 K;

Vrijednost tlaka protoka prirodnog plina u slučaju DICT (p 1) iznosi 6,34 MPa.

Zatim se protok prirodnog plina uzorkuje prema metodologiji opisanoj u GOST 31370-2008 (ISO 10715:1997) [Međunarodni sustav standardizacije. Prirodni gas. Vodič za uzorkovanje. - M.: Standartinform, 2009. - 47 str.] od točke T.3 mjerne linije prikazane na sl. osam.

Za odabrani uzorak provode se laboratorijske kromatografske studije kako bi se odredio sastav komponenata struje prirodnog plina prema metodi opisanoj u GOST 31371.7-2008 [Međunarodni sustav standardizacije. Prirodni gas. Određivanje sastava plinskom kromatografijom s procjenom nesigurnosti. Dio 7. Metodologija izvođenja mjerenja molarnog udjela komponenata. - M.: Standardinform, 2009. - 21 str.]. Rezultat laboratorijskih kromatografskih istraživanja prikazan je u tabličnom obliku prema primjeru prikazanom u tablici 1.

Nakon mjerenja termobaričkih parametara (temperatura i tlak) protoka prirodnog plina u DICT tijelu ispred dijafragme i laboratorijskih kromatografskih istraživanja za određivanje sastava njegovih komponenti, formira se niz početnih podataka za određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinsko- dinamički parametri protoka koji se koriste za određivanje brzine protoka plina (brzine protoka) za plinsku bušotinu prema formuli (14). Primjer generiranog niza početnih podataka prikazan je u tablici 2.

Po završetku formiranja niza početnih podataka, proračun termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara strujanja prirodnog plina u cilindričnom dijelu DICT tijela ispred dijafragme i na mjestu njezine maksimalne kompresije mlaza iza dijafragme DICT provodi se prema formulama (15) - (32), potrebnim za pronalaženje protoka (brzina protoka ) za plin za plinsku bušotinu prema izrazu (14). Primjer prikaza rezultata izračuna potrebnih termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara protoka prirodnog plina za određivanje brzine protoka plina (brzine protoka) za plinsku bušotinu pomoću izraza (14) prikazan je u tablici 3.

Nakon određivanja parametara protoka prirodnog plina danih u tablici 3., te korištenjem izmjerenih termobaričkih parametara razmatranog protoka u linearnom dijelu tijela DICT ispred dijafragme, izračunava se brzina protoka (protoka) plina za plinsku bušotinu. prema izrazu (14). Proračun protoka provodi se zamjenom pronađenih numeričkih vrijednosti izmjerenih vrijednosti iz tablice 2 i prethodno izračunatih međuvrijednosti iz tablice 3 u izraz (14)

Metoda za određivanje brzine protoka plina za plinske bušotine tijekom hidrodinamičkih studija pri utvrđenim načinima filtracije pomoću dijafragmskog kritičnog mjerača protoka (DICT), karakterizirana činjenicom da uključuje:

organiziranje protoka prirodnog plina iz plinske bušotine u režimu kritičnog istjecanja kroz standardnu ​​konstrukciju ICTS dijafragme u atmosferu,

mjerenje odobrenim mjernim instrumentima temperature i tlaka za protok prirodnog plina u DICT kućištu ispred dijafragme,

uzorkovanje toka prirodnog plina,

određivanje sastava komponenata za uzorkovanu struju prirodnog plina,

formiranje niza početnih podataka za određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara protoka prirodnog plina koji se koristi za određivanje brzine protoka plina za plinsku bušotinu, koji uključuje informacije: materijal od kojeg je izrađena korištena dijafragma u ICTS-u , temperaturni koeficijent linearnog širenja materijala dijafragme; materijal od kojeg je izrađen linearni dio omotača rabljenog DICT-a, temperaturni koeficijent linearnog rastezanja materijala omotača DICT-a; promjer unutarnjeg otvora korištene dijafragme u dict na 20°C; unutarnji promjer cilindričnog dijela tijela korištenog DICT-a pri 20°C; temperatura i tlak protoka plina u linearnom dijelu kućišta DICT ispred dijafragme; komponentni sastav protoka prirodnog plina koji prolazi kroz ICTS,

određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara strujanja prirodnog plina u cilindričnom dijelu tijela DICT ispred dijafragme i na mjestu najveće kompresije njegovog mlaza iza dijafragme ICTD, pronalaženje brzine protoka plina za plinska bušotina izrazom

gdje je Q ST- volumenski protok (debit) plina, art. m3/s;

ε je omjer kompresije mlaza protoka plina na mjestu najveće kompresije njegovog mlaza iza ICTA dijafragme, frakcije jedinica;

d je promjer otvora dijafragme DICT, m;

z 1 i z 2 - koeficijenti kompresibilnosti plina ispred ICTS dijafragme i na mjestu najveće kompresije njegovog mlaza iza ICTS dijafragme, jedinice;

z CT - koeficijent kompresibilnosti plina u standardnim uvjetima, jedinice;

p 1 - apsolutni tlak plina ispred DICT dijafragme, MPa;

p ST - tlak koji odgovara standardnim uvjetima p ST =1,01325⋅10 5 Pa;

T ST - temperatura koja odgovara standardnim uvjetima T ST =293,15 K;

T 1 je apsolutna temperatura plina ispred DICT dijafragme, K;

R je molarna plinska konstanta R=8,31 ​​J/(mol⋅K);

M je molarna masa plina, kg/mol;

k je indeks adijabate plina, jedinice;

β je relativni promjer otvora dijafragme DICT (β=d/D), frakcije jedinica;

D je unutarnji promjer cilindričnog dijela tijela DICT ispred stezne naprave,

u ovom slučaju, omjer kompresije mlaza protoka plina u mjestu njegovog maksimalnog suženja iza ICTA dijafragme određen je formulom

gdje je smanjena temperatura plina ispred DICT dijafragme, jedinice;

- smanjeni tlak plina ispred DICT dijafragme, jed.

Slični patenti:

Skupina izuma odnosi se na naftnu industriju i može se koristiti za rad bušotina u višeslojnim ležištima nafte. Jedinica uključuje gornju štapnu pumpu cjevastog dizajna s bočnim usisnim ventilom, otvorom i ispusnim ventilom u cilindru za uzorkovanje proizvoda gornjeg sloja, donju pumpu cjevaste izvedbe s tlakom, usisne ventile za uzorkovanje proizvodi donjeg sloja i ulazna cijev koja prolazi kroz paker koji odvaja slojeve, šuplje šipke spojene na klip pumpe.

Izum se odnosi na industriju nafte i plina i može se koristiti za operativno računovodstvo stope proizvodnje plinskih kondenzatnih polja i istraživanje rada višefaznih mjerača protoka na stvarnoj mješavini plina, formacijske vode i nestabilnog plinskog kondenzata dobivenog izravno iz bušotine. .

Izum se odnosi na plinsku industriju, posebno na tehnologiju za mjerenje brzine protoka plina za plinske bušotine pri provođenju studija plinske dinamike pri utvrđenim načinima filtracije korištenjem tipičnog kritičnog mjerača protoka s otvorom. Tehnički rezultat sastoji se u dobivanju rezultata mjerenja s pouzdanošću u rasponu od minus 5,0 do plus 5,0 bez prisutnosti jasno izraženih sustavnih pogrešaka koje su tipične za poznate metode. Metoda uključuje: organiziranje kretanja protoka prirodnog plina plinske bušotine u režimu kritičnog istjecanja kroz DICT dijafragmu, mjerenje, korištenjem mjernih instrumenata odobrenog tipa, temperature i tlaka za protok prirodnog plina u kućištu DICT ispred. dijafragme, uzorkovanje protoka prirodnog plina, određivanje sastava komponenti za uzeti uzorak protoka prirodnog plina. Formiranje niza početnih podataka za određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara protoka prirodnog plina koji se koristi za određivanje brzine protoka plina za plinsku bušotinu, koji uključuje informacije: materijal od kojeg je izrađena korištena dijafragma u ICTS-u , temperaturni koeficijent linearnog širenja materijala dijafragme; materijal od kojeg je izrađen linearni dio omotača rabljenog DICT-a, temperaturni koeficijent linearnog rastezanja materijala omotača DICT-a; promjer unutarnjeg otvora korištene dijafragme u dict na 20°C; unutarnji promjer cilindričnog dijela tijela korištenog DICT-a pri 20°C; temperatura i tlak protoka plina u linearnom dijelu kućišta DICT ispred dijafragme; komponentni sastav protoka prirodnog plina koji prolazi kroz VCT. Određivanje termobaričkih, termodinamičkih i plinodinamičkih parametara strujanja prirodnog plina u cilindričnom dijelu tijela ICTS ispred dijafragme i na mjestu najveće kompresije njegovog mlaza iza dijafragme ICTS, određivanje brzine protoka plina za plinska bušotina, uzimajući u obzir ε - omjer kompresije mlaza protoka plina u mjestu maksimalne kompresije njegovog mlaza iza diktatne dijafragme, frakcije jedinica; d - promjer otvora dijafragme DICT, m; z1 i z2 - koeficijenti stlačivosti plina ispred ICTS dijafragme i na mjestu najveće kompresije njegovog mlaza iza ICTS dijafragme, jedinice; zCT - koeficijent kompresibilnosti plina u standardnim uvjetima, jedinice; p1 - ​​apsolutni tlak plina ispred ICTA dijafragme, MPa; pST - tlak koji odgovara standardnim uvjetima pST1.01325⋅105 Pa; TST - temperatura koja odgovara standardnim uvjetima TST293,15 K; T1 je apsolutna temperatura plina ispred DICT dijafragme, K; R - molarna plinska konstanta R8,31 J; M - molarna masa plina, kgmol; k - indeks adijabate plina, jedinice. ; β - relativni promjer otvora dijafragme DICT, udjeli jedinica; D - unutarnji promjer cilindričnog dijela tijela LDCT ispred uređaja za sužavanje, dok se omjer kompresije mlaza protoka plina na mjestu njegovog maksimalnog suženja iza dijafragme LDCT određuje uzimajući u obzir smanjenu temperaturu plina u ispred LDCT dijafragme i smanjeni tlak plina ispred LDCT dijafragme. 8 ilustr., 3 tab.