Газлифтные клапаны

Газлифтные клапаны представляют собой устройства, посред­ством которых в скважине автоматически устанавливается или прекращается в заданный момент сообщение между колонной подъемных труб и пространством, занятым нагнетаемым в скважину газом. Газлифтные клапаны применяют для снижения пуско­вого давления газлифтных сква­жин, (это позволяет увеличить глубину ввода нагнетаемого газа в колонну подъемных труб), а также для обеспечения их плав­ного автоматического пуска и ста­бильной работы при требуемых депрессиях на пласт. Применение газлифтных клапанов дает воз­можность увеличить депрессию на пласт, что приводит к увели­чению отбора жидкости из сква­жины.

В процессе пуска скважины пусковые газлифтные клапаны должны последовательно (сверху вниз) закрываться. Для этого их настраивают так, чтобы в момент вступления в работу каждого по­следующего клапана предыдущий клапан закрывался. Работа сква­жины после завершения процесса пуска на заданном технологиче­ском режиме осуществляется через рабочий (последний) клапан при закрытых клапанах, уста­новленных выше.

Неуравновешенный сильфонный газлифтный клапан, управляе­мый давлением нагнетаемого газа (рис. 9), состоит из узла за­рядки 1, корпуса 2, сильфона 3, штока 4, седла 5, седла 6 и узла 7 обратного клапана.

Рис.9. Неуравновешенный сильфон­ный газлифтный клапан, управляе­мый давлением нагнетаемого в сква­жину газа: а — клапан закрыт; б — клапан от­крыт

Эффективная площадь сильфона (см. рис. 9, а) определяется по формуле

, (4)

где ; - наружный и внутренний радиусы сильфона соответственно, мм.

Непосредственно перед открытием на клапан действуют сле­дующие силы (см. рис. 9, б):

, (5)

где - абсолютное давление азота, нагнетаемого в сильфонную камеру клапана, МПа; - абсолютное давление нагнетаемого газа на глубине расположения газлифтного клапана, МПа; - площадь отверстия седла газлифтного клапана, м³; - абсолют­ное давление газоконденсатной смеси в колонне подъемных труб на глубине расположения газлифтного клапана, МПа.

Давление нагнетаемого газа, при котором клапан открывается, (давление открытия), определяется по формуле

, (6)

где R - степень неуравновешенности газлифтного клапана, выра­жающаяся отношением

. (7)

После открытия газлифтного клапана давление нагнетаемого газа действует на всю эффективную площадь сильфона. Баланс сил, действующих в клапане в этот момент, выражается уравне­нием

, (8)

где - абсолютное давление нагнетаемого газа, при котором клапан закрывается, МПа.

Отсюда , т. е. давление закрытия клапана равно давле­нию сжатого азота в его сильфонной камере.

Разница между давлениями открытия и закрытия клапана определяется по формуле

. (9)

Дата добавления: 2014-12-29