ФОНТАНДАУ ЕСЕБІ. ҮРДІСТІҢ ПАЙДАЛЫ ӘСЕР КОЭФФИЦИЕНТІ

Ұңғының фонтандауы қабаттың гидростатикалық арынынан, немесе мұнайдан бөлінетін газдың есебінен, немесе су және гады айдау арқылы қабат қысымын ұстау кезінде түптегі қысымның өсуінен болады. Осы жағдайларда материалдық шығындар әртүрлі болады, ең үлкен шығындарқабат қысымын ұстау жағдайында болады.

Қабаттың гидростатикалық арын есебінен фонтандау ұңғының сағасындағы қысым Р_у қанығу қысымына Р_нас тең немесе үлкен болған шартта жүзеге асырылады. Осы кезде түптік қысым келесіге тең:

(1)

мұнда – орташа қысым және температурада сұйықтың (мұнайдың) тығыздығы, кг/м³; H – ұңғының тереңдігіне тең болатын СКҚ-ны түсіру тереңдігі, м; – гидравликалық кедергі коэффициенті; Q – ұңғының көлемдік дебиті, м³/c; d – СКҚ диаметрі, м.

Ұңғыға келетін сұйықтың теңдеуіне сәйкес:

(2)

(1) және (2)-ні бірге қарастырып, келесіні аламыз:

(3)

Пайдалы қуат:

(4)

Ал жұмсалатын қуат:

(5)

Сұйық көтерілудің пайдалы әсер коэффициенті:

(6)

(1)-ден (Р_заб – Р_нас) анықтап, оны (5)-ке қойсақ, келесіні аламыз:

(7)

Гидравликалық кедергілер коэффициенті:

(8)

мұнда А – сұйықтың қозғалу режиміне байланысты сандық коэффициент; А=50,235 – ламинарлы қозғалыс үшін; А=0,297 –турбуленті қозғалыс үшін; – сұйықтың орташа тұтқырлығы, м²/c; а – дәреже көрсеткіш; а=1 – ламинарлы қозғалыс үшін; а=0,25 – турбулентті режим үшін.

(8)-ді (7)-ге қойып келесіні аламыз,

(9)

Мұнда сандық коэффициент:

А₁ = 0,811 А/g (10)

(4) және (9)-ды (6)-ға қоямыз, сонда:

(11)

Есеп 1. Қабаттың гидростатикалық арын есебінен фонтандау кезіндегі түп қысымды және үрдістің пайдалы әсер коэффициентін келесі шарттар үшін анықтау керек: ұңғының дебиті Q = 100 м³/тәу; ұңғының тереңдігі L_c = H = 870 м; ұңғыда мұнайдың орташа тығыздығы = 850 кг/м³; қанығу қысымы Р_нас =2,5 МПа; орташа тұтқырлық м²/с; СКҚ-ның орташа диаметрі d = 0,0503 м.

Шешімі. Мұнайдың СКҚ-да қозғалу режимін анықтаймыз. Ол үшін Рейнольдс санын анықтау қажет.

(12)

немесе

9700>2320 болғандықтан, қозғалыс режимі турбулентті болады. (8) формуламен келесіні анықтаймыз:

(1) бойынша фонтандаудың түп қысымын анықтаймыз:

Фонтандау үрдісінің ПӘК-н (11) бойынша анықтаймыз :